| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Bestemmelse af forureningskoncentrationen i mobilt porevand i den umættede zone

4 Resultater

• 4.1 Pilot-eksperimenter (kolonneforsøg i laboratoriet)
  • 4.1.1 Benzin-/phenanthrenforurening
  • 4.1.2 TCE-forurening
• 4.2 Kolonne-eksperimenter
  • 4.2.1 Indløbs- og udløbs-koncentrationer
  • 4.2.2 Jordanalyser (og fugacitetsberegninger herpå)
  • 4.2.3 Sugecelle-koncentrationer
  • 4.2.4 Udvaskningstest (opblandings- og fugacitetsberegninger)
  • 4.2.5 Poreluftanalyser (med tilhørende fugacitetsberegninger)
  • 4.2.6 Diskussion og sammenfatning af resultater
• 4.3 Lysimeterforsøg med lav hydraulisk belastning
  • 4.3.1 Klima- og vandings-forhold
  • 4.3.2 Analyseresultater (forureningskoncentrationer)
• 4.4 Lysimeterforsøg med høj hydraulisk belastning
  • 4.4.1 Analyseresultater (forureningskoncentration)
  • 4.4.2 Diskussion og sammenfatning af resultater

4.1 Pilot-eksperimenter (kolonneforsøg i laboratoriet)

4.1.1 Benzin-/phenanthrenforurening

Det fremgår af resultaterne i tabel 4, at indløbskoncentrationen af benzin har været relativt stabil over hele måleperioden (5 døgn), og at koncentrationsniveauet svarer meget godt til den forventede koncentration på ca. 60 mg/l; se afsnit 4.4. Det kan konkluderes, at inputsystemet med blanding af benzinmættet og rent vand har fungeret tilfredstillende.

Indløbskoncentrationerne for phenanthren er mindre stabile, hvilket måske kan skyldes det relativt lavere koncentrationsniveau i forhold til detektionsgrænsen. Ved lavere koncentrationer må det forventes, at fejlkilder såsom adsorbering til sampling loops og ekstraktions/detektions fejl har større betydning.

Koncentrationerne af benzin i udløbsvandet (effluent) er allerede 27 timer efter starten af eksperimentet på det samme niveau som indløbskoncentrationerne, hvilket betyder, at der ikke sker nogen yderligere stoftilbageholdelse af betydning, således at en dynamisk ligevægt har indstillet sig.

For phenanthren ligger effluent-koncentrationerne først på niveau med input-koncentrationerne efter mindst 70 timer, hvilket svarer til mindst ca. 4 porevolumener.

Målingerne af den elektriske konduktivitet viser, at der går ca. 48 timer, før der i indløbs- og udløbsvand er ligevægt i den totale ionstyrke. Dette indikerer, at den mobile del af den oprindelige porevæske efter 48 timer er blevet erstattet med den infiltrerede opløsning.

Ud fra resultaterne af pilotforsøgene har vi konkluderet, at en vandingsperiode på 72 timer vil være tilstrækkeligt for at opnå en dynamisk ligevægt for benzin og phenanthren.

4.1.2 TCE-forurening

Som det fremgår af tabel 5, er pilot-eksperimentet med TCE ikke forløbet tilfredsstillende, idet koncentrationerne af TCE falder kraftigt mod slutningen af eksperimentet. Problemet viste sig at være en pumpefejl, som blev rettet, før yderligere eksperimenter blev udført.

Tabel 4 Parametre fra piloteksperiment med benzin og phenanthren

Det er vigtigt at konstatere, at TCE-koncentrationen i udløbsvandet (effluent) i anden prøverunde, ca. 27 timer efter starten af eksperimentet, ligger på højde med de første værdier af input-koncentrationerne. Ligesom for benzin har vi derfor vurderet, at en 72 timers tidsramme for eksperimentet vil være tilstrækkeligt for at opnå en dynamisk ligevægt i kolonnen.

Tabel 5 Målte parametre fra piloteksperiment med TCE.

4.2 Kolonne-eksperimenter

Strømningsforholdene under de 10 udførte eksperimenter har været forholdsvis ens, så resultaterne kan godt sammenlignes, se tabel 6. De lavere slutvandindhold i eksperimenterne T5, B4 og B5 hænger muligvis sammen med, at der er brugt stålsugeller i nævnte eksperimenter, mens der blev anvendt PTFE celler i de andre eksperimenter (bortset fra T4). Den hydrauliske ledningsevne af stålceller er betydeligt højere end ledningsevnen af PTFE-celler. Det har betydet, at vandopsugningen foregik hurtigst med stålceller, selvom disse blev pålagt et meget lavt undertryk.

Tabel 6 Fysiske parametre fra kolonne-eksperimenter med TCE og benzin.

4.2.1 Indløbs- og udløbs-koncentrationer

Af tabel 7 fremgår det, at TCE input-koncentrationerne har været meget stabile for de fem eksperimenter, med en standarddeviation <10%. Også for benzin, er reproducerbarheden tilfredsstillende (st.d. <30%), mens der er en betydelig variation af phenanthren-inputkoncentrationen. For alle stofferne ligger udløbskoncentrationerne på niveau med inputkoncentrationerne, indenfor den forventede analyseusikkerhed. Der er en tendens til lidt lavere koncentrationer i effluenten for de flygtige stoffer, hvilket muligvis kan hænge sammen med undertrykket i effluent-loops.

Tabel 7 Resultater fra kolonneforsøgene.

Klik her for at se Tabel 7

4.2.2 Jordanalyser (og fugacitetsberegninger herpå)

Jordanalyserne viser stor variation for TCE, men værdierne ligger omtrent på det forventede niveau i forhold til koncentrationerne i udløbsvandet. De aktuelle koncentrationer findes i tabel 7, og er også illustreret på figur 13. Fugacitetsberegninger udført på resultaterne fra jordanalyserne giver, med nogen variationer, porevandskoncentrationer på i gennemsnit godt 60% af effluent-koncentrationerne, se tabel 8.

Genfindelsen af benzin i jordprøverne er langt under det forventede nivaeau. I tre af fem prøver blev benzin slet ikke detekteret. Fordampning er en mulig fejlkilde, men så ville man forvente mindst tilsvarende problemer med TCE-ekstraktionen, hvilket ikke er tilfældet. Dette kunne indikere, at den anvendte ekstraktion, pentan-ekstraktion, som var den standard-metode, der i projektperioden anbefaledes af Miljøstyrelsen /2,7/, af benzin (og phenanthren) ikke har været tilstrækkeligt effektiv. Phenanthren blev ikke detekteret i nogen af jordprøverne.

4.2.3 Sugecelle-koncentrationer

Sugecelle-koncentrationerne viser betydelige udsving, og det ses klart, at der i de to sidste kolonneforsøg, hvor der blev anvendt sugeceller af stål, findes langt større koncentrationer end i de tre første kolonneforsøg, hvor der blev anvendt PTFE-sugeceller; se tabel 7 og figur 13.

I tabel 8 er det angivet, for hver forureningskomponent, hvor stor en procentdel af effluent-koncentrationen som genfundet i sugeceller af henholdsvis PTFE og stål. For stålsugecellerne er genfindelsesprocenten 80-90 % for alle forureningskomponenterne (TCE, benzin og phenanthren). For PTFE-sugeceller er genfindelsesprocenten 43-44 % for TCE og benzin, mens phenanthren ikke har kunnet detekteres.

4.2.4 Udvaskningstest (opblandings- og fugacitetsberegninger)

Resultaterne af de gennemførte udvaskningstest, jordprøver udvasket i vand, med tilhørende opblandings- og fugacitetsberegninger findes i tabel 7 og figur 13.

Tabel 8 Kolonneforsøg. Genfindelsesprocent i forhold til udløbskoncentration.

a: kolonne eksperimentet B2 er ikke med i beregningen.
-: Ingen prøve.

Figur 13 Kolonneforsøg. Sammenligning af resultater (gennemsnit af 5 enkeltforsøg) af målte eller beregnede porevandskoncentrationer i kolonnerne.

Fugacitetsberegninger på resultaterne fra de udførte udvaskningstest viser for TCE ret stabile værdier, med genfindelse af omkring 38% i forhold til koncentrationen i udløbsvandet (effluent); se tabel 8. For benzin er der større variation i tallene, og en genfindelse af omkring 19 % i forhold til udløbskoncentrationen. Ved phenanthren-analyserne ligger indholdet i to af prøverne under detektionsgrænsen, i de resterende prøver ligger den beregnede porevandskoncentration omkring 20% af udløbskoncentrationerne.

Resultaterne fra opblandingsberegningerne afviger klart fra fugacitetsberegningerne, specielt for benzin og phenanthren. Dette viser, at man for disse stoffer ikke kan negligere den stofmængde, som er bundet til jordjordpartiklerne. At der for TCE og benzin er bedre overensstemmelse mellem opblandingsberegningerne og input/udløbs-koncentrationerne end mellem fugacitetsberegningerne og input/udløbs-koncentrationerne, skyldes at disse stoffer ikke sorberer så hårdt til jorden.

For phenanthren giver opblandingsberegningerne porevandskoncentrationer som ligger langt over udløbs-koncentrationerne (op til ca. 5 gange over udløbs-koncentrationerne).

4.2.5 Poreluftanalyser (med tilhørende fugacitetsberegninger)

Poreluftanalyser med tilhørende fugacitetsberegninger giver meget lave porevandskoncentrationer af TCE; de beregnede porevandskoncentrationer udgør kun omtrent 1% af de målte input-koncentrationer. For benzin er der bedre overensstemmelse, men her er variationerne i de målte koncentrarioner enorme, se tabel 7.

4.2.6 Diskussion og sammenfatning af resultater

Kolonneeksperimenterne i laboratoriet repræsenterer ideelle prøvetagningsbetingelser: stationær strømning, sandjord uden makroporer, lavt indhold af organisk kulstof og let tilgængelighed for prøvetagning. Vi gennemførte kolonneeksperimenterne for at indlede med målinger, hvor vi havde elimineret strømnings-heterogenitet, kolloid-transport og sorptionsproblemer. Alle de testede prøveudtagningsmetoder underestimerede porevandskoncentrationerne (efterfølgende redegøres for en enkelt undtagelse for phenanthren), hvis ”sande” værdier blev repræsenteret af udløbskoncentrationer (effluent) fra kolonnerne. Resultaterne findes i tabellerne 7 og 8 samt figur 13.

Prøvetagning med stålsugeceller gav de bedste resultater. Tilsyneladende skete der ikke kemiske reaktioner mellem stålcellerne og de benyttede forureningskomponenter. Det forholdt sig modsat med PTFE/kvarts-sugecellerne, som sorberede nogle af forureningskomponenterne. I disse sugeceller kunne der overhovedet ikke genfindes phenanthren, og koncentrationerne af benzin og TCE var også meget lavere end udløbskoncentrationerne.

De porevandskoncentrationer, som blev beregnet ud fra udvaskningstestene, gav genfindelse af 10-70 % af forureningen i forhold til udløbskoncentrationen fra lysimetrene; med lidt dårligere genfindelse af benzin end TCE. For phenanthren fik vi meget dårlig genfindelse ved udvaskningstestene, kun nogle få procent, ved beregning efter fugacitetsprincippet. For tunge ikke polære stoffer er det ikke relevant at benytte den simple fortyndingsbetragtning til beregning af porevandskoncentrationen, i det aktuelle tilfælde gav denne beregningsmetode for phenanthren genfindelser på op til 300 %.

Porevandskoncentrationer beregnet ud fra jordanalyse med pentan-ekstraktion gav meget dårlige resultater for benzin og phenanthren, men gode resultater for TCE (genfindelsen var her 20-85 %). Vurderingen er, at dette skyldes at pentan-ekstraktionen, som benyttes ved jordanalyserne, giver en relativt dårlig ekstraktion af benzin og phenanthren. Herved vil der ved analysen af jorden blive bestemt for små koncentrationer af disse komponenter, hvorfor også porevandskoncentrationerne i jorden vil blive underestimeret. Hvis fordampning af forureningskomponenter ville have været hovedårsagen til den manglende genfindelse, ville der også have været dårlig genfindelse for TCE. Nedbrydning af benzinstofferne kan have haft vis betydning under de efterfølgende lysimeterforsøg med lav hydraulisk belastning, men kan, grundet den korte tid hvor stofferne er tilgængelige for nedbrydning, ikke være forklaringen på den manglende genfindelse af benzin under forsøg med høj hydraulisk belastning.

Poreluftmålinger medførte kraftig undervurdering af TCE-koncentrationen i porevandet og gav en spredning på flere størrelsesordener i de beregnede porevandskoncentrationer for benzin. Årsagen til de meget dårlige genfindelser af porevandskoncentrationerne ud fra poreluftmålinger er ukendte. Der kan eventuelt være tale om, at de meget fugtige omgivelser har påvirket såvel det aktuelle prøvetagningsvolumen, som sorption og efterfølgende ekstraktion af forureningskomponenter fra kulrørene. På grund af poreluftmålingernes dårlige genfindelse af forureningskomponenter i porevandet blev poreluftmålinger ikke inkluderet i de efterfølgende lysimetereksperimenter.

4.3 Lysimeterforsøg med lav hydraulisk belastning

4.3.1 Klima- og vandings-forhold

Temperaturforhold

Temperaturforholdene omkring lysimeterfeltet er illustreret i figur 14, hvor der findes kurver over lufttemperaturen i 2 meters højde (døgnværdi) og over jordtemperaturen i 30 cm's dybde. Lufttemperaturen er, med nogle variationer, faldet fra godt 14 ºC ved injicering af forurening til omkring 10 ºC 60 dage senere. I samme periode er jordtemperaturen faldet fra godt 15 ºC til omkring 11 ºC.

Figur 14 Oversigt over temperatur, fordampning, vanding og akkumuleret udstrømning fra lysimetre under lav hydraulisk belastning.

Det kan bemærkes, at oktober 2001 (27-58 dage efter forureningsinjicering, som skete 3/9 - 2001) har været den varmeste oktober i en lang årrække.

Temperaturvariationerne vurderes dog ikke at være af en størrelsesorden, som medfører væsentlig betydning for eksperimenterne.

Fordampning

Døgnværdier af den aktuelle fordampning findes i figur 14. Ved forureningsinjiceringen ligger den aktuelle fordampning omkring 1-2 mm/døgn og falder til 0,2-1,2 efter ca. 60 dage. Den akkumulative fordampning findes ligeledes angivet i figur 14.

I lysimeterforsøgene, hvor vi har tilstræbt at holde en konstant nettonedbør på 3 mm/døgn, har vi benyttet de aktuelle fordampningstal til at korrigere den vandmængde, som er blevet udvandet over lysimetrene; se nærmere i afsnit 3.5.3.

Vandindhold i lysimetre

Den akkumulative vanding er, sammen med den akkumulative nettonedbør i lysimetrene (den akkumulative vanding minus fordampning), angivet i figur 14.

Vandindholdet i lysimetrene er angivet på figur 15 (Voldby 1 og 2) og figur 16 (Røgen 1 og 2). For Voldby-lysimetrene gælder, at vandindholdet i 25 cm's dybde først blev registreret umiddelbart efter forureningsinjicering, hvor det øverste lag med forurenet sand blev etableret. Efter injiceringen stiger vandindholdet i 50 cm's dybde meget hurtigt, hvorefter der indstiller sig en ligevægt omkring 12 vol. % vand. Vandindholdet i 75 cm's dybde stiger til ca. 20 vol. %, hvilket kan forklares ved, at der først sker afstrømning fra lysimetret når der opnås vandmætning i bunden. Gennembrud af vand fra bunden af kolonnerne fandt først sted 38 dage efter injicering med TCE. Faldet i vandindholdet i bunden af lysimeterne, umiddelbart efter gennembrud, skyldes prøveudtagning med sugeceller i første prøverunde, hvori for meget vand blev suget ud via sugecellerne.

I Røgen-lysimetrene fandt vandgennembruddet sted allerede henholdsvis 4 dage (R1) og 7 dage (R2) efter injicering. Dette forklares ved det meget højere start-vandindhold i Røgen-lysimetrene i forhold til Voldby-lysimetrene. Dette har også medført, at vandtransporten er kommet relativt hurtigt i en steady state. Det bemærkes, at vandindholdet i 25 cm's dybde, i det forurenede lag, er lavere i lysimeter R1 end i lysimeter R2. Åbenbart har den vandlednende evne været højere i lysimeter R1, således at en lavere hydrauliske gradient er tilstrækkeligt for at opnå en ligevægt i forhold til en vandfluks på 3 mm pr. dag.

Udstrømning fra lysimetrene (outflow)

Den akkumulerede udstrømning fra lysimetrene er angivet grafisk i figur 14. Udstrømningen fra de to ler-lysimetre er næsten ens, ligesom udstrømningen fra de to sand-lysimetre er næsten ens.

Ler-lysimetrene har haft næsten konstant udstrømning siden vandgennembruddet. Sand-lysimetrene har derimod haft nogen "indsvings-effekter". Som det ses, kommer der i sand-lysimetrene en meget skarp vandfront efter 38 dage, herefter ophører udløbet de næste ca. 20 dage, for så at blive nogenlunde konstant. Fænomenet kan formentlig forklares ved, at det meget tørre sand i bunden af lysimetret har skullet mættes, inden vandtransport var mulig.

Efter at der er opnået steady state i lysimetrene, har udstrømning, for såvel Voldby-sand som Røgen-ler, ligget fint omkring de tilstræbte 3 mm/døgn; hældningerne er ens på kurverne i figur 14, hvor akkumuleret udstrømning er afbilledet som funktion af tiden.

4.3.2 Analyseresultater (forureningskoncentrationer)

Analyseresultaterne fra lysimeterforsøgene fremgår af tabellerne 9-12.

Ler-lysimetre

Analyseresultaterne fra ler-lysimetrene findes i tabel 9 (benzin/phenanthren-forurening) og tabel 10 (TCE-forurening).

Tabel 9 Resultater fra lysimetereksperiment under lav hydraulisk belastning - Røgen 1. Moræneler med forureningskomponenterne benzin og phenanthren.

Klik her for at se Tabel 9

Benzin og BTEX-enkeltkomponenter kan måles i udløb fra lysimetrene (effluent) og porevæske (sugecelleprøver) allerede 7 dage efter eksperimentes igangsættelse. Dette kan kun forklares med heterogen transport (makroporetransport) af damp og/eller væske.

Vi har alene fundet benzin og BTEX-enkeltkomponenter i de tidligste analyserunder. Efter omtrent en måneds forløb er der ikke konstateret indhold af benzin eller BTEX-enkeltkomponenter.

Oftest findes større indhold af benzin og BTEX-enkeltkomponenter i sugeceller af PTFE, end der findes i sugeceller af stål. Dette kan vi ikke forklare, det er i direkte modstrid med resultaterne fra kolonneforsøgene.

I adskillige tilfælde har vi fundet forureningskomponenter i sugecellerne, skønt der på samme tidspunkt ikke blev fundet forureningskomponenter i lysimeterudløbet (effluent).

Også phenanthren kan måles i sugecellerne allerede 7 dage efter eksperimentets igangsættelse. Dette må helt klart skyldes heterogen strømning.

Tabel 10 Resultater fra lysimetereksperimentet under lav hydraulisk belastning - Røgen 2. Moræneler med forureningskomponenterne benzin og phenanthren.

Klik her for at se Tabel 10

Figur 15 Vandindhold i lysimetre med Voldby sand.

Figur 16 Vandindhold i lysimetre med Røgen ler.

Heller ikke phenanthren er fundet i koncentrationer over detektionsgrænsen efter d. 8/10-2001.

Der er ikke nogen klar forskel i stål- og PTFE-sugecellernes evne til at opsamle phenanthren.

TCE-koncentrationerne i porevæsken fra lerlysimetret har været stadigt stigende gennem forsøgsperioden. Koncentrationerne ligger over de koncentrationer, som efterfølgende er bestemt ved modelsimuleringerne i afsnit 5. Der er forholdsvis god overensstemmelse mellem de fundne koncentrationer i lysimeterudløbet (effluent) og i sugecellerne. Der er ikke nogen forskel i stål- og PTFE-sugecellernes evne til at opsamle TCE.

Sand-lysimetre

Analyseresultaterne for sand-lysimetrene findes i tabel 11 (benzin/phenanthren-forurening) og i tabel 12 (TCE-forurening).

Tabel 11 Resultater fra lysimetereksperiment under lav hydraulisk belastning - Voldby 1. Sand med TCE som forureningskomponent.

Klik her for at se Tabel 11

Langt hen i forsøgsperioden kan der konstateres indhold af nogle af BTEX-komponenterne. Dette står i modsætning til resultaterne fra lerlysimetret, hvor der kun kunne konstateres kulbrinter (benzin og BTEX-enkeltkomponenter) i omtrent en måned. For BTEX-enkeltkomponenterne er der generelt fundet større koncentrationer i lysimeterudløbet (effluent) end i sugecellerne.

Vi har ikke kunnet konstatere indhold af phenanthren hverken i lysimeterudløbet (effluent) eller i vand opsamlet i sugeceller.

Tabel 12 Resultater fra lysimetereksperiment under lav hydraulisk belastning - Voldby 2. Sand med TCE som forureningskomponent.

Klik her for at se Tabel 12

TCE-koncentrationerne har været svagt faldende gennem forsøgsperioden, men størrelsesordenen af TCE-koncentrationerne har svaret nogenlunde til koncentrationerne, som er bestemt ved de efterfølgende modelberegninger; se afsnit 5. Der er forholdsvis god overensstemmelse mellem de fundne koncentrationer i lysimeterudløbet (efflluent) og i sugecellerne. Der er ikke nogen mærkbar forskel i stål- og PTFE-sugecellernes evne til at opsamle TCE.

4.4 Lysimeterforsøg med høj hydraulisk belastning

4.4.1 Analyseresultater (forureningskoncentration)

Analyseresultaterne fra lysimeterforsøgene med høj hydraulisk belastning fremgår af tabellerne 13-16.

Morænelerer-lysimetre

Analyseparemetre for moræneler-lysimetrene findes i tabellerne 13 (Røgen 1) og 14 (Røgen 2).

Tabel 13 High-flow lysimeterforsøg. Indhold af forureningskomponenter i porevæsken (ug/l). Moræneler (Røgen 1) med forureningskomponenternrne benzin, MTBE og TCE.

Klik her for at se Tabel 13

Tabel 14 High-flow lysimeterforsøg. Indhold af forureningskomponenter i porevæsken (ug/l). Moræneler (Røgen 2) med forureningskomponenternrne benzin, MTBE og TCE.

Klik her for at se Tabel 14

Generelt findes forureningskomponenter i udløbsvandet fra start, men indholdet slår først kraftigt igennem mod slutningen af forsøgene. Midt i forsøgsperioden kan der ikke måles indhold af BTEX’er og heller ikke indholdet af TCE i lysimetret med lav koncentration (Røgen 1), men alene af MTBE. Kun i relativt få sugeceller er der konstateret indhold af BTEX’er, med en tendens til stigende koncentrationer gennem forsøgsperioden. Med enkelte undtagelser ses stigende koncentrationer af MTBE og TCE, specielt mod slutningen af perioden, hvor koncentrationerne stiger markant.

BTEX’erne er generelt fundet i lavere koncentrationer i sugecellerne end i udløbsvandet. Ved udvaskningstestene er der kun i enkelte prøver fundet indhold af BTEX’er; i disse tilfælde er der målt koncentrationer i samme størrelse som udløbskoncentrationerne, dog med relativt stor spredning; fortyndingsberegningerne giver her højere koncentrationer end beregningerne, hvor vi har anvendt fugacitetsprincippet. Jordanalyserne har for dårlig detektionsgrænse til (0,1 mg/kg TS), at der har kunnet konstateres indhold af BTEX’er.

For TCE ses ved lave udløbskoncentrationer meget større sugecellekoncentrationer end udløbskoncentrationerne, men ved høje udløbskoncentrationer stemmer de målte indhold i sugeceller og udløbsvand rimeligt overens. Ved udvaskningstestene er der ikke fundet TCE i lysimetret med lav udløbskoncentration (Røgen 1). I lysimetret med høj udløbskoncentration er der til gengæld fundet indhold af TCE i alle 6 analyser. De fra udvaskningstestene beregnede koncentrationer ligger i samme størrelsesorden som udløbskoncentrationerne, der ses imidlertid relativt store spredninger. Ved udvaskningstestene giver fortyndingsberegninger større koncentrationer end fugacitetsberegninger. Omregning af koncentrationer fundet ved almindelige jordanalyser til porevandskoncentrationer har været mulige, da der er konstateret indhold af TCE i alle jordprøver. I lysimetret med høje udløbskoncentrationer (Røgen 2) ligger middelværdien af de ud fra jordanalyser beregnede porevandskoncentrationer tæt på udløbskoncentrationerne, der er dog store variationer i de beregnede værdier. I lysimetret med lave TCE-koncentrationer (Røgen 1) ligger de beregnede porevandskoncentrationer (ud fra jordanalyser) tilsyneladende under de målte udløbskoncentrationer.

For MTBE findes en relativt god overensstemmelse mellem koncentrationer målt i henholdsvis sugeceller og udløbsvand, dog med en tendens til, at sugecellerne undervurderer koncentrationerne ved høje udløbskoncentrationer. Ved udvaskningstestene er der fundet koncentrationer, som ligger i samme størrelsesorden som udløbskoncentrationerne, dog med nogen spredning. Ved udvaskningstestene giver fortyndingsberegninger stort set samme koncentrationer som fugacitetsberegninger (MTBE sorberes kun i ubetydelig grad til jorden). Jordanalyserne har antagelig for høj detektionsgrænse (5 mg/kg TS) til, at der har kunnet konstateres indhold af MTBE.

Der er ikke konstateret nogen klar forskel i stål- og PTFE-sugecellernes evne til at opsamle TCE og MTBE, mens der synes at være lavere koncentrationer af BTEX’er i stålsugecellerne end i PTFE-sugecellerne. Dette er i modstrid med resultaterne fra de tidligere gennemførte kolonneforsøg.

Sand-lysimetre

Analyseparametrene for sand-lysimetrene findes i tabellerne 15 (Voldby 1) og 16 (Voldby 2).

Tabel 15 High-flow lysimeterforsøg. Indhold af forureningskomponenter i porevæsken (ug/l). Sand (Voldby 1) med forureningskomponenternrne benzin, MTBE og TCE.

Klik her for at se Tabel 15

Tabel 16 High-flow lysimeterforsøg. Indhold af forureningskomponenter i porevæsken (ug/l). Sand (Voldby 2) med forureningskomponenternrne benzin, MTBE og TCE.

Klik her for at se Tabel 16

BTEX-komponenterne findes ikke i udløbsvandet fra start, men flere målinger synes at vise, at stoffronten med BTEX’er netop slår igennem ved forsøgets afslutning. De målte MTBE-koncentrationer svinger noget, men er generelt stigende gennem forsøgsperioden. I lysimetret med høj MTBE-koncentration (Voldby 1) er der målt faldende koncentration over de sidste tre prøvetagninger af udløbsvandet, men på samme tidspunkt stiger koncentrationen i flere af sugecellerne kraftigt. Indholdet af TCE svinger noget; det er generelt lavt, men i flere af de seneste sugecelleprøver findes meget høje koncentrationer. Også for TCE synes stoffronten således at være ved at slå igennem.

Generelt er der kun i få tilfælde konstateret indhold af BTEX’er i sugeceller eller i udløbsvand. Ved afslutning af forsøget, hvor der er målt enkelte høje koncentrationer i sugecellerne findes ikke tilsvarende høje koncentrationer i udløbsvandet. Dette kan formentlig forklares ved, at stoffronten netop er ved at slå igennem, og ikke har nået lysimeterudløbet endnu. Ved udvaskningstestene er der meget store variationer i de beregnede porevandskoncentrationer, hvilket gør tallene vanskelige at tolke. Også denne meget store spredning kan eventuelt skyldes, at stoffronten netop er ved at passere ved forsøgsafslutningen. Jordanalyserne har for dårlig detektionsgrænse (0,1 mg/kg TS) til, at der har kunnet konstateres indhold af BTEX’er.

For TCE ses relativt store startkoncentrationer i udløbsvandet, hvorefter der stort set ikke konstateres indhold af TCE; i enkelte tilfælde er der dog målt små koncentrationer af TCE. I sugecellerne er der konstateret indhold af TCE ved de sidste prøvetagninger. I flere sugeceller måles stærkt stigende koncentrationer mod forsøgsafslutningen. Ved udvaskningstestene er der beregnet store porevandskoncentrationer for TCE, klart større koncentrationer end der er målt i sugeceller og udløbsvand. Også porevandskoncentrationer beregnet ud fra almindelige jordanalyser giver meget store TCE-koncentrationer, oftest endnu større porevandskoncentrationer end beregnet ud fra udvaskningstestene.

For MTBE synes der at være en relativt god overensstemmelse mellem koncentrationer målt i henholdsvis sugeceller og udløbsvand, dog med en tendens til, at der ved afslutningen af forsøget måles højere koncentrationer i sugecellerne end i udløbsvandet. Porevandskoncentrationerne bestemt ved udvaskningstest er langt højere end de koncentrationer, som måles i henholdsvis sugeceller og udløbsvand. Jordanalyserne har for dårlig detektionsgrænse (5 mg/kg TS) til, at der har kunnet konstateres indhold af MTBE.

I forbindelse med prøvetagning fra sandlysimetrene er der ikke konstateret nogen klar forskel i stål- og PTFE-sugecellernes evne til at opsamle de anvendte forureningskomponenter.

4.4.2 Diskussion og sammenfatning af resultater

I lysimetrene sker transport af flygtige komponenter såvel gradvist opad, hvilket medfører stoftab ved fordampning, som nedad ved en kombineret gasdiffusion og transport af opløst stof. En modellering af stoftransporten viser, at der under forsøget med lav hydraulisk belastning kan være sket fordampningstab af omkring 99% af den injicerede masse af TCE indenfor 200 til 1600 timer, se rapportens bilag. Der blev derfor gennemført supplerende lysimeterforsøg under høj hydraulisk belastning, hvor stoftabet ved fordampning ville blive langt mindre, se rapportens bilag. De resultater, som efterfølgende diskuteres, stammer hovedsageligt fra forsøgene med høj hydraulisk belastning.

Udvaskningen er afhængig af jordtype og strømningsbetingelser. Som det måtte forventes har vi højere udløbskoncentrationer i de kortvarige forsøg med stor hydraulisk belastning end i langtidsforsøgene med lav hydraulisk belastning. Måske er det mere overraskende, at udløbs- og porevandskoncentrationerne er højere i Røgen-lysimetrene (ler) end i Voldby-lysimetrene (sand). Dette skyldes formodentlig det højere vandindhold i leren (ca. 30 vol%) i forhold til sandet (5-10 vol%), hvilket medførte mindre fordampningstab af forureningskomponenter fra lysimetrene med ler. Endvidere skyldes de højere udløbskoncentrationer i Røgen-lysimetrene, at der er sket preferentiel transport i lerens makroporer, hvilket bl.a. kan ses af, at gennembrudstiden var langt mindre end i lysimetrene med sand. Allerede det først opsamlede udløbsvand (effluent) indeholdt de injicerede forureningskomponenter.

Figurene 17-19 viser såkaldte scatter-plots (for henholdsvis MTBE, TCE og benzen), hvor vi sammenligner beregnede porevandskoncentrationer med målte udløbskoncentrationer. Der er store spredninger i tallene. Nogle iøjnefaldende overestimater af porevandskoncentrationerne (indrammet på figurerne 17-19) stammer fra forsøgene med høj hydraulisk belastning i Voldby-sand. Åbenbart har en stejl front med opløste forureningskomponenter nået 90 cm’s dybde, hvor porevandet og jordprøverne er udtaget, mens fronten endnu ikke har nået udløbet i bunden af lysimetret. Effekten viser, hvor vanskeligt det i intaktjord kan være at estimere fluxe og porevandskoncentrationer, hvis der optræder stejle koncentrationsgradienter.

For MTBE stemmer de porevandskoncentrationer, som er bestemt ud fra de to typer sugeceller og udvaskningstest, generelt godt overens med udløbskoncentrationerne – se figur 17. I Røgen-ler, specielt ved høje koncentrationer, har metoderne dog en svag tendens til at underestimere MTBE-koncentrationen i porevandet, dette kan muligvis forklares med den høje strømningshastighed i makroporerne.

Tilsvarende underestimater kan dog ikke ses for TCE, se figur 18. For TCE er spredningen i de beregnede porevandskoncentrationer langt større end for MTBE, dog med mere ensartede resultater ved koncentrationer omkring 10-100 ug/l. PTFE/kvarts-sugeceller og stålsugeceller gav her resultater i samme koncentrationsniveau, i modsætning til laboratorieeksperimenterne, hvor de klart højeste koncentrationer blev målt i stålsugecellerne. Muligvis er sorptionen til PTFE/kvarts-sugecellerne afhængig af TCE-koncentrationerne.

Udvaskningstestene giver rimelige bestemmelser af TCE-koncentrationerne i porevandet i Røgen-leren.

Figur 17 Lysimeterforsøg med MTBE. Målte/beregnede værdier af porevandens indhold af MTBE er, for hver af de anvendte prøvetagnings- og beregningsmetoder, angivet som funktion af udløbskoncentrationen.

Figur 18 Lysimeterforsøg med TCE. Målte/beregnede værdier af porevandens indhold af TCE er, for hver af de anvendte prøvetagnings- og beregningsmetoder, angivet som funktion af udløbskoncentrationen.

Bestemmelserne af porevandskoncentrationerne af benzen (og andre aromater) er dårlig for alle de anvendte prøvetagningsmetoder, se figur 19. Ses bort fra de indrammede resultater, som stammer fra de tidligere nævnte forsøg med den stejle forureningsfront i Voldby-sand, så underestimeres benzenkoncentrationerne generelt ved samtlige metoder.

Figur 19 Lysimeterforsøg med benzen. Målte/beregnede værdier af porevandens indhold af benzen er, for hver af de anvendte prøvetagnings- og beregningsmetoder, angivet som funktion af udløbskoncentrationen.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Marts 2008, © Miljøstyrelsen.