Olie i jord

Bilag Q
Memo om jordkvalitets- og afskæringskriterier for kulbrinter i jord



MEMO

Til: Arne Rokkjær, Irene Edelgaard, Miljøstyrelsen
   
cc:  
   
Fra: Christian Grøn, DHI
   
Dato: 19. december 2007
   
Vedr: Jordkvalitets- og afskæringskriterier for kulbrinter i jord

I forbindelse med projektet Olie i jord /1/ er fremlagt forslag til omformulering af jordkvalitetskriterierne for sum og fraktioner af kulbrinter i jord, altså for ”olie i jord”. Formålet med reformuleringen har været at angive kriterier svarende til en nyudviklet og forbedret analysemetode under fastholdelse af det hidtil gældende beskyttelsesniveau. Det hidtil gældende beskyttelsesniveau er fastlagt dels i form af lister over kriterier /2/, dels i form af den praksis, som udvikledes hos den daværende myndighed, amtskommunerne.

Der er i forbindelse med fremlæggelsen af de reformulerede jordkvalitetskriterier opstået usikkerhed om, hvorledes det hidtil gældende beskyttelsesniveau konkret har været fortolket for kulbrintefraktionen C10-C25. Der er desuden stillet spørgsmål til konsekvenserne af den foreslåede reformulering for den praktiske gennemførelse af undersøgelser og afværge af forurenede grunde. I dette memo belyses disse forhold. Baggrunden for memoet kan findes i /1/, herunder detaljerede oplysninger om metoder, data mv.

1.     Kriterier

I Tabel 3 er vist de nuværende kriterier for forurenet jord, samt et sæt almindeligt benyttede grænser for forureningsklasse I, ren jord.


Tabel 3
Formulering af jordkvalitetskriterierne og afgrænsning af jord i forureningsklasse 1 for sum og fraktioner af kulbrinter fra olieprodukter

Olieprodukt Krav til sum og fraktioner af kulbrinter
  Flygtige Lette Tunge ”Total”
Jordkvalitetskriterier        
Benzin C5-C10
25 mg/kg
- - -
Gasolie (diesel- eller fyringsolie) - - - C5-C35
100 mg/kg
Aromatfri terpentin - - - -
Aromatholdig terpentin C7-C12
25 mg/kg
- - -
Petroleum - C9-C16
25 mg/kg
- -
Grænser for forureningsklasse I        
Kulbrinter C6-C10
25 mg/kg
C10-C25
50 mg/kg
C25-C35
100 mg/kg
C6-C35
100 mg/kg

Da der ofte ikke vil være entydig viden om hvilket olie- eller benzinprodukt, der er årsag til en given forurening, er kriterierne ligeledes ikke entydige, idet de er formulerede for specificerede olie- og benzinprodukter. Særligt gælder, at en entydig tolkning af kriterierne ikke har været mulig for forureninger med blandinger af olie- og benzinprodukter, og heller ikke for delvist nedbrudte, fordampede eller udvaskede (”forvitrede”) forureninger.

Der er derfor i /1/ fremlagt forslag til omformulering af kvalitetskriterierne for sum og fraktioner af kulbrinter i jord til at være baserede på standard analysedata, men uden at forudsætte viden om det/de olie- og/eller benzinprodukt (-er), der har forårsaget forureningen, se Tabel 4.

Tabel 4
Forslag til omformulering af nuværende jordkvalitetskriterier for olieprodukter, analyse efter VKI metoden.

  Sum og fraktioner af kulbrinter
  Flygtige Lette Tunge Sum
Opdeling        
Kulbrinter C6-C10 >C10-C25 >C25-C35 C6-C35
Jordkvalitetskriterier        
Olie- og benzinprodukter 25 25 100 100

Omformuleringen betyder, at kriterieoverholdelse kan kontrolleres målbart (objektivt) og direkte ud fra de analyseresultater, der modtages fra laboratoriet, uden at inddrage de oftest mere subjektive vurderinger af olie- og/eller benzinproduktet (-erne) bag forureningen.

I forbindelse med skift fra den tidligere brugte VKI metode til den ny AnalyCen analysemetode for sum og fraktioner af kulbrinter i jord har det vist sig nødvendigt at justere jordkvalitetskriteriet for tunge kulbrinter for at kompensere for den ny analysemetodes udvidede kogepunktsinterval /1/.

I forbindelse med opstilling af afskæringskriterier for tunge kulbrinter i jord er det endvidere foreslået at ændre fraktionsgrænsen imellem lette og tunge kulbrinter fra C25 til C20 for bedre at reflektere forskellene i mobilitet imellem lette og tunge kulbrinter /1/.

Jordkvalitetskriterierne som foreslået på denne baggrund var som vist i Tabel 3. Notér, at kogepunktsintervallet nu, med den ny analysemetode, er udvidet til C40, samt at kriterierne er justeret fra 100 til 150 mg/kg TS for de relevante fraktioner for at modsvare dette.

Tabel 5
Sammenfatning af forslag til jordkvalitetskriterier (mg/kg TS) for sum og fraktioner af kulbrinter med AnalyCen metoden, justeret for metodeskift og mobilitetsbetingede forskelle /1/.

  C6-C10 >C10-C20 >C20-C40 C6-C40
  Flygtige Lette Tunge Sum
Jordkvalitetskriterium for olie- og benzinprodukter 25 25 150 150

2.     Hidtidige praksis

I Tabel 6 er vist, hvordan jordkvalitetskriterierne hidtil har været administreret som oplyst af Miljøstyrelsen.

For forurening karakteriseret som diesel- eller fyringsolie har alene jordkvalitetskriterier på 100 mg C6-C35/kg TS således været anvendt.

For forurening med blandet kilde har kriteriet om 25 mg >C10-C25/kg TS været anvendt ved mistanke om forurening med petroleum, mens anvendelsen af dette kriterium for andre blandingsforureninger og for forureninger med ukendt kilde ikke er velbeskrevet.

Tabel 6
Administrativ praksis for anvendelse af jordkvalitetskriterier for kulbrinteforurenet jord som oplyst af Miljøstyrelsen, analyse efter VKI metoden.

  Sum og fraktioner af kulbrinter
  Flygtige Lette Tunge ”Total”
Analyseresultat opgivet C6-C10 >C10-C25 >C25-C35 C6-C35
Jordkvalitetskriterier        
Benzin 25 mg/kg - - 100 mg/kg
Gasolie (diesel- eller fyringsolie) - - - 100 mg/kg
Aromatfri terpentin - - - 100 mg/kg
Aromatholdig terpentin 25 mg/kg - - 100 mg/kg
Petroleum - 25 mg/kg - 100 mg/kg
Ukendt eller blandet kilde 25 mg/kg -/25 mg/kg - 100 mg/kg

Forslagene til omformulerede jordkvalitetskriterier vist i Tabel 3 vil altså for diesel- og fyringsolie umiddelbart være i modstrid med den i Tabel 6 beskrevne administrative praksis.

Der derfor i dette memo foretaget en vurdering af om og i givet fald hvordan, kriteriet om 25 mg >C10-C25/kg TS skal indgå i omformulerede jordkvalitetskriterier, såfremt et beskyttelsesniveau som beskrevet ud fra nuværende praksis ønskes opretholdt.


3.     Sammensætning af kulbrinter i olie- og benzinprodukter

I Tabel 7 er vist den typiske sammensætning af 95 oktan blyfri benzin, petroleum, dieselolie, fyringsolie og smøre-/motorolie baseret på /3/ og /4/.

Det skal bemærkes, at beskrivelsen af sammensætningen er baseret på opsummering af identificerede enkeltstoffer. Beskrivelsen vil derfor ikke svare strengt til det, som opnås ved en analyse for sum og fraktioner af kulbrinter. Det skyldes, at identificerbare stoffer udgør en større andel af flygtige og lette kulbrinter end af tunge kulbrinter. Det må forventes, at dette forhold vil medføre en overvurdering af de flygtige og letteste fraktioner og en undervurdering af de tungere fraktioner.

Tabel 7
Typisk sammensætning af olieprodukter (vægt %) /3;4/.

  Sum og fraktioner af kulbrinter
Fraktion Flygtige Lette Tunge
Kulstofinterval C6-C10 >C10-C25 >C25-C35
Supplerende kulstofinterval   >C10-C15 >C15-C20 >C20-C25  
Benzin, 95 oktan blyfri 99 <1 <1 <1 <1
Petroleum 11 81 4,0 <1 <1
Dieselolie 5,0 46 41 4,8 <1
Fyringsolie 2,6 38 52 7,5 <1
Smøre-/motorolie 32 19 20 19 9,5

Tabel 7 viser samtidig bidraget af kulbrinter fordelt på fraktioner for forskellige olieprodukter med en samlet forurening (sum af kulbrinter) netop på jordkvalitetskriteriet (100 mg/kg TS).

Resultaterne viser, at omkring 90 % af kulbrinterne i diesel- og fyringsolie findes i intervallet >C10-C20. Ud fra fordelingen på delfraktioner vil frisk, uforvitret forurening med diesel- og fyringsolie bidrage til fraktionerne >C10-C15 og >C15-C20, begge i intervallet 40-50 mg/kg TS, dog tilsammen ikke over 90 mg/kg/TS.

4.     Sammensætning af kulbrinter i jordprøver

Sammensætningen af kulbrinter i olie- og benzinforurenet jord ændres med tiden som følge af nedbrydning, fordampning og udvaskning (”forvitring”), således at det relative indhold af lette og flygtige kulbrinter gradvist reduceres. Tabel 8 viser en opsummering af sammensætningen af kulbrinter for jordprøver, som har været inddraget i projektet Olie i jord /1/.

Tabel 8
Fordeling af kulbrinter for forskellige forureningsgrader omregnet til netop 100 mg/kg sum (C6-C35) af kulbrinter (mg/kg TS, gennemsnit ± standardafvigelse), analyser svarende til VKI metoden.

  Sum og fraktioner af kulbrinter
Fraktion Flygtige Lette Tunge
Kulstofinterval C6-C10 >C10-C25 >C25-C35
Supplerende kulstofinterval   >C10-C15 >C15-C20 >C20-C25  
Ikke forurenet
Jord
7,2±7,7 88±140 170±300
Diffust forurenet
Byjord
4,9±3,7 9,1±5,0 11±4,0 21±4,0 54±9,7
Let forurenet jord
(< 100 mg C6-C35/kg TS)
6,7±11 31±12 10±6,8 17±5,1 35±12
Forurenet jord
(> 100 mg C6-C35/kg TS)
7,5±15 45±6,9 12±16 17±7,6 18±16

Det skal bemærkes, at antallet af forurenede jordprøver (>100 mg C6-C35/kg TS) bag fordelingen i Tabel 8 var relativt lille, i alt 5. Det skal endvidere bemærkes, at de forurenede jorder udviser et relativt set højt indhold af lette kulbrinter i intervallet C10-C15, formodentlig på grund af stor forekomst af prøver med frisk forurening med diesel- eller fyringsolie.

Resultaterne viser, at i gennemsnit vil de her undersøgte ikke forurenede, diffust forurenede og let forurenede (<100 mg C6-C35/kg TS) ikke kunne overholde et kriterium på 25 mg >C10-C25/kg.

Let forurenede jorder med under 100 mg/kg mg C6-C35/kg TS vil tillige ikke kunne overholde et kriterium på 25 mg C10-C15/kg TS. Derimod ville let forurenede jorder, der overholdt kravet om <100 mg C6-C35/kg TS, også kunne overholde et krav om højst 30-35 mg <C10-C15/kg TS.

5.     Diskussion

Tages udgangspunkt i jordkvalitetskriterierne, Tabel 3, og hidtidig administrativ praksis, Tabel 6, kan opstilles en række forskellige muligheder for reformulering af jordkvalitetskriterierne, se Tabel 9, i form af sum og fraktioner af kulbrinter.


Tabel 9
Muligheder for reformulering af jordkvalitetskriterier (mg/kg TS) for sum og fraktioner af kulbrinter i olie- og/eller benzinforurenet jord, analyse efter AnalyCen metoden.

Fraktionsbetegnelse Flygtige Lette Tunge Sum
Kulstofinterval C6-C10 >C10-C15 >C15-C20 >C20-C40 C6-C40
           
A
Krav til petroleum vejer tungest og ingen supplerende fraktionsopdeling, Tabel 5 forslaget
25 25 150 150
B
Krav til petroleum vejer tungest og supplerende fraktionsopdeling
25 25 75 150 150
C
Hidtidig administrativ praksis vejer tungest og ingen supplerende fraktionsopdeling
25 100 150 150
D
Hidtidig administrativ praksis vejer tungest og supplerende fraktionsopdeling
25 50 50 150 150
E
Hidtidig administrativ praksis og produktsammensætning vejer tungest, supplerende fraktionsopdeling
25 45 45 150 150
F
Hidtidig administrativ praksis og sammensætning i forurenet jord vejer tungest, supplerende fraktionsopdeling
25 35 55 150 150

Mulighed A vil medføre en betydelig skærpelse af beskyttelsesniveauet set i forhold til den nuværende administrative praksis som beskrevet i Tabel 6, når det drejer sig om forurening med frisk diesel-, fyrings, smøre- og motorolie, se produktsammensætningen i Tabel 7.

Mulighed B vil betyde en mindre, men stadig væsentlig skærpelse for forurening med frisk diesel- og fyringsolie.

Mulighed C vil give et beskyttelsesniveau svarende til den nuværende administrative praksis som beskrevet i Tabel 6 for forurening med diesel- og fyringsolie, men en lille lempelse, når sammensætningen af frisk diesel- og fyringsolie inddrages, se produktsammensætningen i Tabel 7. Mulighed C vil medføre en meget betydelig lempelse, når der er tale om forurening med petroleum, idet der gives mulighed for op til 100 mg C10-C15/kg TS.

Det skal bemærkes, at fraktionen C10-C15 ikke forventes at være væsentligt forskellig for en oprindelse fra petroleum, dieselolie eller fyringsolie. Det skal endvidere bemærkes, at fraktionen C10-C15 har vist sig at være udvaskelig i betydelig grad.

Mulighed D vil give et beskyttelsesniveau svarende til den nuværende administrative praksis som beskrevet i Tabel 6 for forurening med diesel- og fyringsolie, men en lille lempelse, når sammensætningen af frisk diesel- og fyringsolie inddrages, se produktsammensætningen i Tabel 7. Mulighed D vil medføre en betydelig lempelse, når der er tale om forurening med petroleum, idet der gives mulighed for op til 50 mg C10-C15/kg TS. Beskyttelsesniveauet for forurening med frisk diesel- og fyringsolie vil være rummeligt, se produktsammensætningen i Tabel 7.

Mulighed E vil give et beskyttelsesniveau svarende til den nuværende administrative praksis for forurening med frisk diesel- og fyringsolie, idet interval kriterierne reflekterer den gennemsnitlige sammensætning af olieprodukterne, se produktsammensætningen i Tabel 7, hvor det inddrages, at 90 % af frisk diesel- og fyringsolie ligger i intervallet >C10-C20, samt at 40-50 % heraf ligger i hver af fraktionerne >C10-C15 og >C15-C20. Når der er tale om forurening med petroleum, er der tale om en lempelse, idet der gives mulighed for op til 45 mg C10-C15/kg TS.

Mulighed F vil give et beskyttelsesniveau svarende til den nuværende administrative praksis for forurening med frisk diesel- og fyringsolie, idet der fastholdes et samlet kriterium på 90 mg >C10-C20/kg TS svarende til den gennemsnitlige sammensætning af olieprodukterne, se produktsammensætningen i Tabel 7. Intervalfordelingen justeres til at reflektere kulbrintefordelingen i let forurenede jorder, se Tabel 8, primært af hensyn til at fastholde beskyttelsesniveauet for petroleum i så høj grad som muligt. For intervallet >C15-C20 giver forslaget et rummeligt kriterium, se Tabel 8, for let forurenede jorder. Når der er tale om forurening med petroleum, er der tale om en mindre lempelse, idet der gives mulighed for op til 35 mg C10-C15/kg TS

Mulighederne på tværs

Mulighederne A og B vil føre til en væsentlig skærpelse af beskyttelsesniveauet set i forhold til den nuværende administrative praksis i relation til jordforureninger med frisk diesel- og fyringsolie. For jordforureninger med petroleum er beskyttelsesniveauet uændret.

Mulighederne C og D vil give et beskyttelsesniveau svarende til den nuværende administrative praksis for forurening med diesel- eller fyringsolie, men en lille lempelse, når sammensætningen af frisk diesel- og fyringsolie inddrages, og en lempelse af beskyttelsesniveauet for let forurenede jorder. Disse muligheder vil begge give betydelig lempelse for petroleum.

Mulighederne E og F giver et næsten uændret beskyttelsesniveau for forurening med henholdsvis frisk diesel- og fyringsolie og for let forurenede jorder. Der er i begge muligheder en lempelse af beskyttelsesniveauet, når der er tale om forurening med petroleum, samt muligvis også for blandingsforurening og forurening uden kendt kilde, idet der gives mulighed for øget indhold af C10-C15 fraktionen.

Det kan ikke anbefales, at der opstilles et supplerende jordkvalitetskriterium for fraktionen C10-C15 formuleret som f.eks. stammende fra petroleum, idet beskrivelsen af en kulbrinteforurening som stammende fra petroleum i mange tilfælde vil være subjektiv snarere end målbar (objektiv).

Det vurderes derfor samlet, at forslag F giver den bedste integration af gældende kriterier (særligt for petroleum), hidtidig administrativ praksis (særligt for diesel- og fyringsolie), sammensætningen af kulbrinter i friske olie- og benzinprodukter, samt sammensætningen af kulbrinter i uforurenet, diffust forurenet og lettere forurenet jord. Forslaget giver mulighed for en objektiv kontrol af kriterieoverholdelse direkte ud fra de analyseresultater, der modtages fra laboratoriet. Forslaget giver tillige mulighed for objektivt at kontrollere kriterieoverholdelse for blandingsforureninger, forvitrede forureninger og forureninger uden kendt kilde/type af olie- eller benzinprodukt.

Jordkvalitetskriterierne for C6-C10, >C20-C40 og C6-C40 berøres ikke af forslaget, ligesom jordkvalitetskriterierne for enkeltforbindelser stammende fra forurening med olie- og benzinprodukter ikke berøres.

6.     Forslag til reformulering af jordkvalitets- og afskæringskriterier

I Tabel 10 er vist et forslag til reformulering af jordkvalitets- og afskæringskriterier for sum og fraktioner af kulbrinter fra olie – og/eller benzinprodukter i jord baseret på forslag F ovenfor. Forslaget er udarbejdet på baggrund af undersøgelserne i projektet Olie i jord /1/, diskussion og vurderingerne i dette memo, samt kommentarer fra projektets følgegruppe og Miljøstyrelsen til det først fremsatte forslag og til dette memo.

Hvis det besluttes at tillægge de enkelte hensyn (formulerede jordkvalitetskriterier, administrativ praksis, produktsammensætning og sammensætning af kulbrinter i jorder) beskrevet i Kapitel 4 en anden vægt end angivet her, kan værdier svarende til de øvrige forslag vælges.

Tabel 10
Forslag til reformulering af kriterier for sum og fraktioner af kulbrinter fra olie- og/eller benzinprodukter.

Stofnavn CAS-nr Jordkvalitets-kriterie
mg/kg
Afskærings-kriterie
mg/kg
Grundvands-kvalitetskriterie
mg/ liter
Luftkvalitets-kriterie, afdampning
mg/m³
Olie- og/eller benzinproduktera
   C6-C10 kulbrinter
   >C10-C15 kulbrinter
  >C15-C20 kulbrinter
   >C20-C40 kulbrinter 
   Sum af kulbrinter, C6-C40
 

25 b

35 b

55 b

150 b, c

150 b, c, d


-

-

-

450 b, c, e

450 b, c, d, e


-

-

-

-

9


-

-

-

-

0,1

a: Foruden kriterier for sum og fraktioner af kulbrinter skal kriterier for enkeltkomponenter og sum heraf, der kan forekomme i olie- og/eller benzinprodukter overholdes: benzen, toluen, xylener, alkylbenzener, 1,2-dibrom- og 1,2-dichlorethan, MTBE, tetraethyl- og tetramethylbly, samt PAH

b: analysen skal udføres efter den af Miljøstyrelsen anviste metode

c: der kan ses bort fra bidrag af biogene kulbrinter bestemt som i den af Miljøstyrelsen anviste metode

d: både kriterier for de enkelte kulbrintefraktioner og kriteriet for sum af kulbrinter skal være opfyldt samtidig

e: Jordkvalitetskriterierne for kulbrinter fra olie- og/eller benzinprodukter op til C20 skal samtidig være overholdt.


Referencer

     1.    Grøn, C., Boerling, P., Andersen, L., Cohr, K-H., Hansen, J B, Oberender, A., Nissen, S. V., Lund, U. O., and Falkenberg, J. Olie i jord - forslag til analysemetode og justering af jordkvalitetskriterier, samt grundlag for afskæringskriterier. Udkast. 2007.  Miljøstyrelsen. Miljøprojekt.

     2.    Miljøstyrelsen. Liste over kvalitetskriterier i relation til forurenet jord.  1-12-2005.

     3.    Miljøstyrelsen. Kemisk profil over sammensætningen af olie og benzin. Udkastrapport . 2006.

     4.    Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Working Group. Composition of petroleum mixtures. Potter, T. L. and Simmons, K. E. 2. 1998.

 



Version 1.0 April 2008, © Miljøstyrelsen.