Sammensætning af olie og benzin

Bilag M: Risikovurderingsberegninger

Fasefordelingsberegning uden brug af JAGG

Den totale koncentration til start fordeler sig efter følgende massebalance, hvis der ikke er fri fase:

CTM = CLVL + CVVV + CJM

hvor

CT er den oprindelige startkoncentration i jorden (mg/kg TS)

C med indeks L, V eller J er henholdsvis koncentrationen i luften, vandet og jorden efter ligevægt

VL er luftvoluminet i systemet

VV er væskevolumenet i systemet

M er jordmængden i systemet.

Ligevægt med luft beskrives med Henrys lov:

Henrys lov

hvor

H er Henrys konstant (fordelingen mellem luft og vand) (-).

Fordelingen mellem vand og jord beskrives med lineær sorptionsisoterm:

lineær sorptionsisoterm

hvor

Kd er den lineære fordelingskoefficient mellem jord og vand (l/kg)

Ud fra en sammenhæng mellem henholdsvis Koc og Kow og henholdsvis Kd, foc og Koc er følgende sammenhæng anvendt (Miljøstyrelsen, 1996):

log(KOC) = 1,04 · log(KOW)-0,84

Kd=fOC · KOC

hvor

Koc er fordelingskoefficienten mellem det organiske stof i jorden og vand

Kow er fordelingskoefficienten mellem octanol og vand

foc udtrykker indholdet af naturligt organisk stof i jorden.

Indsættes fordelingen mellem luft og vand og mellem jord og vand i den overordnede massebalance, fås:

CTM = H ·CVVL + CVVV + KdCVM

Isoleres CV, fås:

formel

For jorden, der regnes på, er:

VL = 0,10 l

VV = 0,30 l

M = 1,59 kg TS

Som eksempel regnes på benzen, der har følgende egenskaber:

H = 0,2275

log(KOW) = 2,1

Jorden har følgende egenskaber:

fOC = 0,01

CT =0,1 mg/kg TS

KOC beregnes til:

log(KOC)=1,04 · log(KOW)-0,84=1,04 · 2,1-0,84=1,34

dvs.

KOC = 101,34 = 22,1

og Kd beregnes til:

Kd = fOC · KOC =0,01·22,1=0,221l/kg TS

Væskekoncentrationen efter ligevægt kan nu beregnes

formel

og koncentrationen i luften efter ligevægt beregnes ved hjælp af Henrys lov:

CL = H · CV =0,2275·17,69=0,054 mg/l

Et eksempel på beregningerne beskrevet i kapitel 12 udført med JAGG

Først er vist et eksempel på fasefordelingsberegningerne med benzen. Input data til JAGG er vist i tabel 12.1, og her er vist data fra fugacitet fra JAGG. I eksemplet er som tidligere nævnt regnet på benzen, hvor der til en jordkoncentration på 0,1 mg/kg (gruppe 2B benzen i tabel 12.3 og 12.5) skal beregnes en porevandskoncentration til brug i de fortsatte beregninger. Porevandskoncentration kan findes i JAGG til 0,236 mg/l, som også er vist i tabel 12.5.

Fugacitet      
  VL 0,10  
  VV 0,30  
  VJ 0,60  
Kornrumvægt d 2,65 kg/l
Volumenvægt r 1,59 kg/l
Indhold af organisk kulstof foc 0,01  
       
Forureningskonc. i jorden Ct 0,1 mg/kg TS
Poreluftkoncentration CL 53,6746808 mg/m³
Porevandskoncentration CV 0,2359683 mg/l

         
  stof Benzen    
  m 78,1 g/mol  
Damptryk p 12700 Pa  
Vandopløselighed S 1760 mg/l  
Oktanol/vand ford. koeff. log Kow 2,1    
Koc Koc 22,0800473    
         
  ML,max 40033,9526 mg/m³ jordvol.
  MV, max 528000 mg/m³ jordvol.
  MJ, max 617888,044 mg/m³ jordvol.
Maksimal fordeling, luft fl 0,03375766    
Maksimal fordeling, vand fv 0,44522321    
Maksimal fordeling, jord fj 0,52101913    
         
         

Nedenfor er vist beregningen af den fortynding, der sker lige under kilden, når forureningen fra den umættede zone opblandes i den øverste del af grundvandsmagasinet (Trin I a). Kildestyrkekoncentrationen er sat til 0,236 mg/l, og efter fortynding beregnes den tilhørende koncentration C1 til 0,158 mg/l.


Trin I a      
       
  navn: Benzen  
       
Nettonedbør N 400 mm/år
Areal A 200
Bredde B 10 m
Kildestyrkekoncentration C0 0,236 mg/l
       
Baggrundsindhold Cg 0 mg/l
       
Hydraulisk ledningsevne k 5,0E-05 m/s
Hydraulisk gradient i 1,00E-02  
Forureningskoncentration C1 0,15806173 mg/l
Grænseværdi   0,001 mg/l
       

Den videre fortynding på grund af transport i grundvandet beregnes i Trin II a. Denne beregning er vist nedenfor, hvor C1 koncentrationen på 0,158 mg/l fra Trin I a reduceres til en C2 koncentration på 0,0634 mg/l efter ét års transport. Både C1 og C2 er inkluderet i tabel 12.5.

Trin II a Stof: Benzen  
       
Effektiv porøsitet eeff. 0,2  
       
Tykk. grundvandsmagasin maxdm 10 m
       
       
Gnmsn. porevandshast. VP 78,894 m/år
       
Opblandingsdybde dm 1,38097459 m
       
Forureningskoncentration C2 0,06337671 mg/l
Grænseværdi   0,001 mg/l
       
       


Bidraget til udeluften er der også regnet på i kapitel 12.

Ved hjælp af fasefordelingsberegninger er poreluftskoncentrationen beregnet ud fra jordkoncentrationerne. Dette eksempel omhandler gruppe 2B (benzen), hvor stoffet, der regnes på, er benzen. Det fremgår af tabel 12.9, at koncentrationen i jorden er 7,5 mg/kg, hvilket med de angivne jordparametre giver en poreluftkoncentration på 4.025,6 mg/m³ (rundet op til 4030 i tabel 12.9). Denne koncentration er brugt som input i beregningerne af bidraget til udeluften ved hjælp af JAGG. Nedenfor er vist inputdata fra JAGG både med hensyn til forureningen og selve jorden.

Forurening      
       
  stof Benzen  
       
       
       
Baggrundskonc. C0 0 mg/m³
       
Diffusionskoefficient i luft DL 9,30E-06 m²/s
       
Poreluftkoncentration CL 4,03E+03 mg/m³
       

Jordparametre
 
Lagtykkelse angiver hvert enkelt lags tykkelse.
 
 
  Lagtykkelse d r foc VL VV VJ Materiale-
konst.
 
  m kg/l kg/l              
  5 2,65 1,59 0,01 0,1 0,3 0,6 0,002923    
                     
              1      
                     
              1      
                     
              1      
                     
              1      
                     
Sum lagtykkelse: 5 m                

Nedenfor er vist JAGG beregningerne af bidraget til udeluften ud fra ovenstående inddata. Det fremgår, at en forurening i fem meters dybde med en poreluftkoncentration på 4.025,6 mg/m³ resulterer i et bidrag til udeluften på 0,00274 mg/m³.

Beregning: Udeluft Poreluftskoncentration CL 4025,6 mg/m³ under 5 m jord
Forurenings udbredelse, i vindretningen: Udeluftskoncentration Cu 0,00273611 mg/m³  
længde l 20 m Kriterie, Benzen   0,000125 mg/m³  
opblandingshøjde h 1,6 m          
Vindhastighed v 0,1 m/s          

 



Version 1.0 Marts 2008, © Miljøstyrelsen.