Opdatering af JAGG - projektkatalog

6 Massebalance og flux

De nuværende krav til vurdering af punktkilders risiko overfor grundvand tager udgangspunkt i overholdelse af koncentrationskrav 1 års opholdstid (dog max 100 meter) fra kilden, og det er denne koncentration, JAGG beregner i grundvandsmodulet. Der var generelt enighed blandt workshopdeltagerne om, at en sådan koncentration alene ikke altid er et repræsentativt udtryk for en punktkildes risiko. Vigtige punkter, der kan give en mere nuanceret risikovurdering, er forureningsfluxen fra kilden og en massebalance for kilden. Disse vurderinger foretages allerede i større eller mindre omfang på mange lokaliteter som et supplement til JAGG-beregningerne. Der blev dog fra mange sider udtrykt behov for en standardisering på området samt udvikling af hjælpeværktøjer til beregningerne, hvilket også illustreres af de mange indkomne forslag relateret til flux (mængde/tid) og massebalance. De fleste forslag og langt det meste af diskussionen på workshoppen fokuserede udelukkende på grundvandszonen.

6.1 Fordele og ulemper

Inddragelse af flux og opstilling af massebalancer muliggør en række vurderinger på både lokal- og oplandsskala:

  • Vurdering af den resulterende koncentration i f.eks. nedstrøms vandværker.
  • Varigheden af forureningspåvirkningen.
  • Vurdering af naturlige nedbrydningsprocesser.
  • Identificering af hvor evt. afværge vil have størst effekt.
  • Vurdering af en afværges effekt.
  • Prioritering af indsats overfor forskellige punktkilder i et opland.
  • Vurdering af om alle punktkilder i et opland er identificeret.
  • Punktkildernes betydning i et vandrammeperspektiv.

Den største ulempe ved disse vurderinger er, at de kræver flere typer data end en almindelig JAGG-beregning (f.eks. volumen af kilden, detaljeret information om den hydrauliske ledningsevne i mange punkter og grundvandsspejlets gradient).

6.2 Metoder

Der er blevet foreslået en række forskellige metoder til flux- og massebetragtninger som spænder fra meget simple beregningsmetoder til faktiske målinger i grundvandet. Man kunne f.eks. forestille sig, at et flux/massebalance-modul i JAGG kunne anvendes på flere niveauer afhængig af den aktuelle viden på lokaliteterne.

6.2.1 Massebalance

For at lave en massebalance kræves der viden om koncentrationerne af de kritiske stoffer i vand-, jord- og luftfasen i mange punkter, samt udbredelsen af disse koncentrationer. Desuden er det meget kritisk for en massebalance at vide, om der er fri fase eller ej, og om hvad omfanget i givet fald er. Massebalancen kræver desuden en vurdering af de styrende processer såsom nedbrydning, sorption og fordampning (oftest ikke relevant i den mættede zone). Såfremt disse data ikke er tilgængelige, må de estimeres.

6.2.2 Flux

Da fluxen udtrykker forureningsudledningen fra en kilde pr. tid, kræver en fluxbestemmelse, udover de samme parametre som en massebalance, en bestemmelse af grundvandets hastighed i en række målepunkter. Dette vil i praksis sige en bestemmelse af den hydrauliske ledningsevne og grundvandsspejlets gradient. Især vil den hydrauliske ledningsevne være af stor betydning, da den kan variere over flere størrelsesordener, og således bliver meget styrende for slutresultatet. Når disse parametre er bestemt, kan fluxen væk fra kilden beregnes simpelt i f.eks. Excel.

Alternativt til en fluxberegning væk fra kilden, kan fluxen bestemmes ved hjælp af målinger i et kontrolplan. Her eksisterer der flere mere eller mindre velafprøvede metoder såsom niveauspecifik prøvetagning, passive samplere (”fluxmetre”) og volumenpumpning. Flere af metodernes velegnethed og usikkerheder afprøves for tiden i samarbejdsprojektet RAP mellem Københavns Amt og DTU.

Hvis fluxbestemmelserne skal anvendes til at vurdere risikoen fra flere punktkilder på oplandsskala – f.eks. i forhold til et vandværk, skal den indvundne vandmængde kendes, og fluxberegningerne skal kombineres med en stoftransportmodel.

6.3 State of the art

De fleste af de parametre, der skal til for at lave massebalancer og fluxbestemmelser, kan bestemmes med velkendte metoder. Men naturligvis vil bestemmelser af de ekstra parametre fordyre undersøgelserne. En kritisk parameter i forhold til fluxbestemmelsen er tilstedeværelse og omfanget af evt. fri fase. Med de metoder, der benyttes i dag, er sådanne bestemmelser behæftet med stor usikkerhed. Internationalt set findes der meget forskning på området, – men der er behov for at operationalisere denne viden. En anden vigtig problemstilling er blandingsforureninger, hvor f.eks. viden om disses nedbrydning er mangelfuld.

Der findes en del beregningsværktøjer, der kan estimere forureningsfluxe og/eller bruges til at tolke praktiske målinger. Disse værktøjer inkluderer f.eks. Mass Flux Toolkit (downloades på www.gsi-net.com) BioScreen og BioChlor (fra US EPA), Risc4 (Groundwatersoftware.com) og ConSim (UK EPA). Endvidere udarbejdes der i RAP-projektet et modelkoncept, der kan håndtere forureningsfluxe fra lokal skala til oplandsskala.

 



Version 1.0 December 2007, © Miljøstyrelsen.