|
Miljøprojekt nr. 1261, 2009 StatusprojektTeknologiudvikling inden for afværgeforanstaltninger over for jord- og grundvandsforureninger i DanmarkIndholdsfortegnelse2 Teknikker til kildeoprensning
3 Teknikker til spredningskontrol
Bilag 2: Oversigtstabel - Afprøvede teknikker ForordI denne rapport gøres status for teknologiudvikling inden for afværgeforanstaltninger over for jord- og grundvandsforurening i Danmark. Rapporten tager primært udgangspunkt i aktiviteter gennemført under Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening, men der er ligeledes indhentet oplysninger vedrørende udvalgte afværgeforanstaltninger udviklet og/eller afprøvet i andet regi. Rapporten er en opfølgning på rapporterne ”Afprøvede teknologier under Miljøstyrelsens Teknologiprogram for jord- og grundvandsforurening”, Miljøprojekt nr. 714, 2002, samt ”Evaluering af Teknologiprogram for jord- og grundvandsforurening”, Miljøprojekt nr. 751, 2003. Rapporten er udarbejdet under Miljøstyrelsens Teknologiudviklingsprogram for jord- og grundvandsforurening. I tilknytning til projektets gennemførelse har der været nedsat en styregruppe bestående af Irene Edelgaard, Arne Rokkjær og Ole Kiilerich fra Miljøstyrelsen. Rapporten er udarbejdet af Jacob Skou, Tom Heron, Inger Asp Fuglsang, Charlotte E. Riis og Anders G. Christensen, alle fra NIRAS A/S. SammenfatningSiden 1996 har Miljøstyrelsen under ”Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening” ydet støtte til udviklingen af rensnings- og afværgeteknikker på jord- og grundvandsforureningsområdet. Støtten anvendes primært til særlige undersøgelses-, moniterings- eller dokumentationsaktiviteter i tilknytning til oprensninger finansieret af regionerne (de tidligere amter) eller i privat regi. Ved siden af aktiviteterne under Teknologiprogrammet er der ligeledes gennemført udvikling og afprøvning af rensnings- og afværgeteknikker i andet regi. Disse projekter har været finansieret af regionerne (tidligere amter), af kommuner eller private bygherre og endeligt af uddannelses- og forskningsinstitutioner. Med denne rapport gøres status for den samlede generelle udvikling inden for rensnings- og afværgeteknikker i Danmark til dato (udgangen af 2007). Rapporten tager primært udgangspunkt i aktiviteterne under Teknologiprogrammet, men der er ligeledes indhentet oplysninger vedrørende afværgeteknikker udviklet og/eller afprøvet i andet regi. Rapporten udgør ikke en samlet liste over alle anvendelige rensnings- og afværgeteknikker overfor jord- og grundvandsforurening, men er blot en status over de væsentligste teknikker som ved udgangen af 2007 er afprøvet i Danmark. Rapportens beskrivelser er baseret på en omfattende dataindsamling foretaget på baggrund af statusbeskrivelserne i Teknologiprogram for jord- og grundvandsforurening 2007, Orientering fra Miljøstyrelsen nr. 1 (2007), samt på baggrund af en spørgeskemaundersøgelse blandt de danske regioner, private bygherre samt uddannelses- og forskningsinstitutioner. Spørgeskemaundersøgelsen har taget udgangspunkt i 2 forskellige spørgeskemaer, der blev udformet med henblik på dels at opnå et generelt overblik over gennemførte feltaktiviteter i Danmark (pilot eller fuld skala), dels med henblik på at indsamle informationer om, hvor meget teknikkerne anvendes, og hvor stort behovet for yderligere teknologiudvikling vurderes at være. Der er foretaget en gennemgang af hver enkelt afværgeteknik med hensyn til afværgeprincip, udførte aktiviteter samt resultaterne heraf. Efter beskrivelserne af hver teknik gives en overordnet perspektivering. Teknikkerne er inddelt i de to hovedgrupper; ”Teknikker til kildeoprensning” og ”Teknikker til spredningskontrol” og er opstillet i et oversigtsskema i bilag 2. Med oversigtsskemaet som indgang er rapporten tænkt at kunne anvendes som et opslagsværk. Endelig gives i rapporten en overordnet vurdering/perspektivering i forhold til fremtidige teknologiudviklingsbehov på baggrund af erfaringer fra de tidligere amter, regioner, kommuner og private bygherre. På baggrund af gennemgangen har følgende overordnet kunne konkluderes vedrørende de pågældende afværgeteknikker. Teknikker til kildeoprensningVakuumventilering. Teknikken er velafprøvet og finder anvendelse på et stort antal forurenede lokaliteter i Danmark i dag. Teknikken har vist sig effektiv til reduktion af forurening på gasform i den umættede zone. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering af vakuumventilering, og at der kun vurderes at være et mindre behov for yderligere teknologiudvikling vedrørende denne teknik. Airsparging. Teknikken anvendes på en række danske lokaliteter og er baseret på forureningsfjernelse ved stripning til luftfasen eller ved stimuleret aerob nedbrydning. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering, og at der kun vurderes at være et mindre behov for yderligere teknologiudvikling vedrørende denne teknik. Multi-fase ekstraktion. Teknikken finder anvendelse i begrænset omfang på danske lokaliteter til reduktion af kildeforurening i kapillarzonen mellem den mættede og umættede zone. Der er ikke gennemført aktiviteter under Teknologiprogrammet inden for afværge med multi-fase ekstraktion. Spørgeskemaundersøgelsen pegede dog på, at der vurderes at være et behov for teknologiudvikling inden for anvendelsen af denne teknik. Forceret udvaskning af tjærekomponenter. Teknikken finder anvendelse på få danske lokaliteter til udvaskning og stimuleret nedbrydning af diffus tjæreforurening i den umættede zone. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet kun er anvendt i begrænset omfang, og der vurderes at være et behov for teknologiudvikling inden for anvendelsen af denne teknik. Flushing. Der er ikke fundet data, der dokumentere anvendelse af flushing i Danmark. Spørgeskemaundersøgelsen pegede dog på, at der vurderes at være et behov for teknologiudvikling inden for anvendelsen af denne teknik. Jordvask (ex-situ). Teknikken har været anvendt i begrænset omfang i Danmark og omfatter en gruppe af metoder til enten jordvask eller separation af jordens forskellige fraktioner. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at der i de danske regioner ikke er kendskab til om resultater opnået under Teknologiprogrammet er anvendt i forbindelse med jordvask på behandlingsanlæg, og der ikke vurderes at være et behov for yderligere teknologiudvikling inden for anvendelsen af denne teknik. Dampstripning. Teknikken tilhører gruppen af termiske metoder til in situ oprensning af jord og grundvand i kildeområder og har fundet anvendelse på få række danske lokaliteter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering, og at der vurderes at være behov for yderligere teknologiudvikling vedrørende denne teknik. Termisk ledningsevne. Teknikken tilhører ligeledes gruppen af termiske metoder til in situ oprensning af jord og grundvand i kildeområder, der har fundet anvendelse på en række danske lokaliteter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering, og at der vurderes at være stort behov for yderligere teknologiudvikling vedrørende denne teknik. Termisk jordbehandling (ex-situ, on-site). Teknikken har været anvendt i begrænset omfang i Danmark til ex-situ behandling af forurenet jord. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at der i de danske regioner ikke er kendskab til om resultater opnået under Teknologiprogrammet er anvendt i forbindelse med termisk jordbehandling, og der ikke vurderes at være et behov for yderligere teknologiudvikling inden for anvendelsen af denne teknik. Elektrokemisk jordrensning (ex-situ, on-site). Der er ikke kendskab til at teknikken har været anvendt som en del af afværgestrategien på danske lokaliteter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at udviklingsbehovet inden for anvendelse af elektrokemisk jordrensning vurderes at være mindre. Stimuleret biologisk nedbrydning – oxidation. Teknikken anvendes på en række danske lokaliteter til stimulering af in situ nedbrydning af organiske forureningskomponenter under iltholdige forhold. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i begrænset omfang i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering. Der vurderes i regionerne at være behov for yderligere teknologiudvikling inden for denne teknik. Stimuleret biologisk nedbrydning – reduktion. Teknikken anvendes på en række danske lokaliteter til stimulering af in situ nedbrydning af organiske forureningskomponenter under anaerobe forhold. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering. Der vurderes i regionerne at være stort behov for yderligere teknologiudvikling inden for denne teknik. Fytooprensning. Teknikken har fundet anvendelse på få danske lokaliteter til fiksering, nedbrydning eller evapotranspiration af forureningskomponenter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering af fytooprensninger, og at der vurderes at være behov for yderligere teknologiudvikling inden for anvendelse af denne teknik. Kemisk oxidation. Teknikken anvendes på en række danske lokaliteter til in situ kemisk nedbrydning af primært opløst og sorberet forurening i mættede formationer. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering af oprensninger med kemisk oxidation, og at der vurderes at være behov for yderligere teknologiudvikling inden for anvendelse af denne teknik. Geooxidation. Der er ikke kendskab til at teknikken har været anvendt som en del af afværgestrategien på danske lokaliteter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at der ikke vurderes at være behov for teknologiudvikling inden for anvendelse af geooxidation. Hydraulisk frakturering. Teknikken har fundet anvendelse på flere danske lokaliteter til opsprækning af lavpermeable formationer for derved at muliggøre kontakt mellem ”oprensningsmiddel” og forureningsstoffer. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering. Der vurderes i regionerne at være stort behov for yderligere teknologiudvikling inden for denne teknik. Pneumatisk frakturering. Teknikken er fortsat på udviklingsstadiet men anvendes på enkelte danske lokaliteter til opsprækning af lavpermeable formationer for derved at muliggøre kontakt mellem ”oprensningsmiddel” og forureningsstoffer. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering. Der vurderes i regionerne at være stort behov for yderligere teknologiudvikling inden for denne teknik. Teknikker til spredningskontrolPassiv ventilation. Teknikken finder anvendelse på et stort antal forurenede lokaliteter i Danmark i dag til reduktion af forurening i den umættede zone. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering af vakuumventilering, og at der vurderes at være behov for yderligere teknologiudvikling vedrørende denne teknik. Reaktiv permeabel væg (Permeabel jernvæg). Teknikken er fortsat på udviklingsstadiet men anvendes som en del af afværgestrategien på enkelte danske lokaliteter til nedbrydning eller immobilisering af forurening i den mættede zone. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering af vakuumventilering, og at der vurderes at være behov for yderligere teknologiudvikling vedrørende denne teknik. Biologisk reaktiv barriere – oxidation. Teknikken er fortsat på udviklingsstadiet men anvendes som en del af afværgestrategien på enkelte danske lokaliteter til nedbrydning af forurening i den mættede zone. Der er ikke gennemført aktiviteter under Teknologiprogrammet med denne teknik. Der vurderes dog i regionerne at være et stort behov for yderligere teknologiudvikling vedrørende denne teknik. Biologisk reaktiv barriere – reduktion. Teknikken anvendes på en række danske lokaliteter til stimulering af in situ nedbrydning af organiske forureningskomponenter under anaerobe forhold. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering. Der vurderes i regionerne at være stort behov for yderligere teknologiudvikling inden for denne teknik. Moniteret naturlig nedbrydning. Teknikken anvendes som en del af afværgestrategien på en række danske lokaliteter til kontrol af forureningsspredning i såvel umættet som mættet zone. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at resultater opnået igennem udviklingsprojekter under Teknologiprogrammet er blevet anvendt i forbindelse med valg af teknik, design af anlæg og projektering, og at der vurderes at være behov for yderligere teknologiudvikling inden for denne teknik. In-Well Aerator. Teknikken er på udviklingsstadiet og har kun fundet anvendelse på få danske lokaliteter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at der i de danske regioner ikke er kendskab til om resultater opnået under Teknologiprogrammet er anvendt i forbindelse med anvendelse af In-well aeratorer, og at der ikke vurderes at være et behov for yderligere teknologiudvikling inden for anvendelsen af denne teknik. Jernfilter til rensning for klorerede opl. (on-site). Der er gennemført et projekt under Teknologiprogrammet med denne teknik. Der er dog ikke kendskab til om teknikken har været anvendt som en del af afværgestrategien på andre danske lokaliteter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at der ikke vurderes at være behov for teknologiudvikling inden for anvendelse af jernfilter til rensning for klorerede opløsningsmidler. Jernfilter til rensning for krom (on-site). Der er gennemført et projekt under Teknologiprogrammet med on-site jernfilter til rensning for krom. Der er dog ikke kendskab til om teknikken har været anvendt som en del af afværgestrategien på andre danske lokaliteter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at der ikke vurderes at være behov for teknologiudvikling inden for anvendelse af denne teknik. Kemisk-biologisk jernfilter (on-site). Der er gennemført et laboratorieforsøg støttet af Teknologiprogrammet med kemisk-biologisk jernfilter til rensning for klorerede stoffer. Der er dog ikke kendskab til om teknikken har været anvendt som en del af afværgestrategien på danske lokaliteter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at der ikke vurderes at være behov for teknologiudvikling inden for anvendelse af denne teknik. Biologisk nedbrydning af MTBE (on-site). Der er gennemført laboratorieforsøg støttet af Teknologiprogrammet med biologisk nedbrydning af MTBE. Der er dog ikke kendskab til om teknikken har været anvendt som en del af afværgestrategien på danske lokaliteter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at der ikke vurderes at være behov for teknologiudvikling inden for anvendelse af denne teknik. Rensning af MTBE forurenet grundvand (on-site). Under Teknologiprogrammet er der gennemført laboratorieforsøg med sorption af MTBE til forskellige materialer til rensning af MTBE-forurenet grundvand. Der er dog ikke kendskab til om teknikken har været anvendt som en del af afværgestrategien på danske lokaliteter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at der ikke vurderes at være behov for teknologiudvikling inden for anvendelse af denne teknik. Biologisk luftfilter (on-site). Der er ikke kendskab til at teknikken har været anvendt som en del af afværgestrategien på danske lokaliteter. Spørgeskemaundersøgelsen pegede på, at der ikke vurderes at være behov for teknologiudvikling inden for anvendelse af denne teknik. TeknologiudviklingsbehovDet vurderes, at der generelt er behov for fortsat overførsel, tilpasning, forfining og videreudvikling af nye og gamle afværgeteknikker. Der er behov for at udvikle og afprøve metoder på pilotskala, for at vurdere om de er realistiske at arbejde videre med, og der er behov for at vurdere afværgemetoders bæredygtighed. I den forbindelse er det vigtigt at fokusere på en bæredygtig udvikling af afværgeteknikker. Ved en markant reduktion af CO2 på oprensningsprojekter kan der skabes opmærksomhed om bæredygtige afværgeteknikker til klimakonferencen i 2009. Bæredygtighed i forhold til afværgeteknikker skal defineres. Nedenfor er listet en række teknikker som det ud fra det indhentede datamateriale vurderes relevant at arbejde videre med. Jernpartikler i nano-eller mikrostørrelse Mikrobiologiske oprensningsmetoder Stimuleret reduktiv deklorering Kemisk oxidation Frakturering Termiske metoder Oprensning af fri fase chlorerede opløsningsmidler Injektionsmetoder Reaktive vægge – soil mixing Ex-site jordbehandling In Situ Airsparging, IAS Undersøgelsesmetoder SummarySince 1996, the Danish Environmental Agency has rendered financial support for the development of cleanup and remediation techniques in the field of soil and groundwater pollution under “The Technology Development Programme for Soil and Groundwater Pollution”. The financial support is primarily applied for special investigations, monitoring or documentation of activities in relation to cleanup projects financed by the Danish Regions (the former counties) or under private management. Parallel to the activities under the Technology Programme, development and testing of the cleanup and remediation techniques has been conducted under other management. These projects have been financed by the Danish Regions (the former counties), Municipal authorities, private builders, and by education and research institutions. This report gives a status for the total general development within cleanup and remediation techniques in Denmark up to ultimo 2007. The report is primarily based on the activities under the Technology Programme, but also on information on remediation techniques developed and/or tested elsewhere. The report does not include a total list of all cleanup and remediation techniques applied in connection with soil and groundwater pollution, but is merely a status of the most significant techniques tested in Denmark up to ultimo 2007. The descriptions in the report are prepared from the extensive data collection made on basis of the status descriptions in the “Technology Programme for Soil and Groundwater Pollution 2007”, Information from the Danish Environmental Protection Agency No. 1 (2007), and on the basis of an interview survey in the Danish Regions (the former counties), private builders, and education and research institutions. The interview survey was based on two different questionnaires, which were drawn up partly to achieve a general overview of the activities carried out in Denmark (pilot or full-scale), partly to collect information on the extent of the application of the different techniques, and the need for further technology development. Each of the remediation techniques has been examined with respect to the principle of the technique, activities carried out, and the remediation results. Hereafter, the overall perspective for each technique is characterised. The techniques are divided into two main groups: “Techniques for cleanup of sources” and “Techniques to prevent pollution spreading”, and listed in a block diagram with key-figures, Appendix 2. Using the block diagram, the report can be used as a reference manual. Finally, the report gives an overall assessment/perspective with regard to future technology development needs based on experience from the Danish Regions, Municipalities, and private builders. On background of the examination, the following overall conclusions concerning the remediation techniques have been made. Techniques for cleanup of source zonesVacuum ventilation. The technique is well-documented and is today applied at a large number of polluted sites in Denmark. The technique is proven effective for reduction of gaseous pollution in the unsaturated zone. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique, the design of the system and vacuum ventilation, and that the need for further technology development of this technique is minimal. Air sparging. The technique has been applied at a number of Danish sites, and is based on removal of the pollution by stripping to the air phase or by stimulated aerobic degradation. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique and the design and planning of the system, and that the need for further technology development of this technique is minimal. Multi-phase extraction. The technique has only been applied at a limited number of sites for reduction of source pollution in the capillary zone between the saturated and the unsaturated zone. No investigation activities using multi-phase extraction have been made under the Technology Programme. However, the interview survey pointed out that there is a need for technology development of this technique. Enhanced leaching of tar components. The technique has only been applied at a limited number of Danish sites for leaching and stimulated degradation of diffuse tar pollution in the unsaturated zone. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have only been used to a minor extent, and that there is a need for further technology development of this technique. Flushing. No data to document the application of flushing in Denmark has been identified. However, the interview survey pointed out that there is a need for further technology development of this technique. Soil washing (ex-situ). The technique has only been applied at a limited number of sites in Denmark and includes a group of methods for either soil washing or separation of the different fractions of soil. The interview survey pointed out that the Danish Regions have no knowledge as to whether results achieved under the Technology Programme have been used in connection with soil washing at treatment plants, and it is assessed that there is no need for further technology development of this technique. Vapour stripping. The technique belongs to the group of thermic methods for in-situ cleanup of soil and groundwater in source areas and is applied at only few Danish sites. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with choice of technique, the design and planning of the system, and that there is a need for further technology development of this technique. Thermic conductivity. The technique belongs to the group of thermic methods for in-situ cleanup of soil and ground water in source areas, and has been applied at a number of Danish sites. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique, the design and planning of the system, and that there is a great need for further technology development of this technique. Thermic soil treatment (ex-situ, on-site). The technique has only been applied to a limited extent in Denmark. The interview survey pointed out that the Danish Regions have no knowledge as to whether results achieved under the Technology Programme have been used in connection with thermic treatment of soils, and it is assessed that there is no need for further technology development of this technique. Electrochemical soil treatment (ex-situ, on-site). There is no knowledge of application of this technology as part of the remediation strategy at Danish sites. The interview survey pointed out that the need for further technology development of this technique is minimal. Enhanced biological degradation – oxidation. The technique has been applied at a number of Danish sites to enhance in-situ degradation of organic pollution components under oxygenic conditions. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used to a limited extent in connection with the choice of technique, and the design and planning of the system. The Danish Regions assess that there is a need for further technology development of this technique. Enhanced biological degradation – reduction. The technique has been applied at a number of Danish sites for enhancing in-situ degradation of organic pollution components under anaerobic conditions. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique, and the design and planning of the system. The Danish Regions assess that there is a great need for further technology development of this technique. Phytoremediation. The technique has only been applied at few Danish sites for fixation, degradation or evapotranspiration of pollution components. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique, the design and planning of phytoremediation projects, and furthermore that there is a need for further technology development of this technique. Chemical oxidation. The technique has been applied at a number of Danish sites primarily for the in-situ chemical degradation of dissolved and adsorbed pollution in saturated formations. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique, the design and planning of cleanup projects using chemical oxidation, and that there is a need for further technology development of this technique. Geo oxidation. There is no knowledge of any application of this technology as part of the remediation strategy at Danish sites. The interview survey pointed out that there is no need for further technology development of this technique. Hydraulic fracturing. The technique has been applied at several Danish sites for formation fracturing of low-permeable formations to allow contact between the “remediation agent” and the pollution components. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique and the design and planning of the system. The Danish Regions assess that there is a great need for further technology development of this technique. Pneumatic fracturing. The technique is still in the development stage, but has already been applied at a few Danish sites for formation fracturing of low-permeable formations to allow contact between the “remediation agent” and pollution components. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique, and the design and planning of the system. The Danish Regions assess that there is a great need for further technology development of this technique. Techniques for spreading controlPassive ventilation. The technique has been applied at a large number of polluted sites in Denmark for reduction of pollution in the unsaturated zone. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique and the design and planning of vacuum ventilation systems, and that there is a need for further technology development of this technique. Reactive permeable wall (permeable iron wall). The technique is still in the development stage, but has already been applied as part of the remediation strategy at a few Danish sites for degradation or immobilization of pollution in the saturated zone. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique, and the design and planning of vacuum ventilation systems, and that there is a need for further technology development of this technique. Biological reactive barrier – oxidation. The technique is still in the development stage, but has already been applied as part of the remediation strategy at a few Danish sites for degradation of pollution in the saturated zone. No investigation activities using this technique have been made under the Technology Programme. However, the Danish Regions assess that there is a great need for further technology development of this technique. Biological reactive barrier – reduction. The technique has been applied at a number of Danish sites to enhance in-situ degradation of organic pollution components under anaerobic conditions. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique, and the design and planning of the system. The Danish Regions assess that there is a great need for further technology development of this technique. Monitored natural degradation. The technique has been applied as part of the remediation strategy at a number of Danish sites for control of the pollution spreading in the unsaturated as well as the saturated zone. The interview survey pointed out that results achieved through development projects under the Technology Programme have been used in connection with the choice of technique and the design of system, and that there is a need for further technology development of this technique. In-Well Aerator. The technique is still in the development stage, and has only been applied at a few Danish sites. The interview survey pointed out that the Danish Regions have no knowledge as to whether results achieved under the Technology Programme have been used in connection with In-well aerators, and that there is no need for further technology development of this technique. Iron filter for cleanup of chlorinated solvents (on-site). A project using this technology has been carried out under the Technology Programme, but there is no information about any application of the technique as part of the remediation strategy at Danish sites. The interview survey pointed out that there is no need for further technology development of iron filters for cleanup of chlorinated solvents. Iron filter for cleanup of chromium (on-site). A project using this technology has been carried out under the Technology Programme, but there is no information about any application of the technique as part of the remediation strategy at Danish sites. The interview survey pointed out that there is no need for further technology development of iron filters for cleanup of chromium. Chemical-biological iron filters (on-site). A laboratory test using this technology has been carried out under the Technology Programme for cleanup of chlorinated solvents, but there is no information about any application of the technique as part of the remediation strategy at Danish sites. The interview survey pointed out that there is no need for further technology development of this technique. Biological degradation of MTBE (on-site). A laboratory test using this technology has been carried out under the Technology Programme, but there is no information about any application of the technique as part of the remediation strategy at Danish sites. The interview survey pointed out that there is no need for further technology development of this technique. Cleanup of MTBE pollution in ground water (on-site). A laboratory test with sorption of MTBE to different materials for cleanup of MTBE polluted groundwater has been carried out under the Technology Programme. There is, however, no information about any application of the technique as part of the remediation strategy at Danish sites. The interview survey pointed out that there is no need for further technology development of this technique. Biological air filters (on-site). There is no information about application of the technique as part of the remediation strategy at Danish sites. The interview survey pointed out that there is no need for further technology development of this technique. Technology development - needsIt is assessed that there is general need for a continued transfer, adaptation, refining, and redevelopment of new as well as old remediation techniques. Furthermore, there is a need to develop and test methods at pilot-scale to evaluate whether it is realistic to continue the development of these methods. There is also a need to evaluate the sustainability of the remediation techniques. In this connection, it is important to focus on a sustainable development of the remediation techniques. Significant reductions of CO2 emissions in cleanup projects will help to draw the attention to the sustainable remediation techniques at the Climate Conference to be held in Copenhagen in Denmark in 2009. The concept of sustainability in relation to remediation techniques has yet to be defined. A number of techniques which on the basis of the data material collected are assessed to be relevant to develop are listed below. Iron particles - nano or micro size Microbiological cleanup methods Enhanced reductive dechlorination Chemical oxidation Fracturing Thermic methods Cleanup of free phase chlorinated solvents Injection methods Reactive walls – soil mixing Ex-site soil handling In-Situ Air sparging, IAS Investigation methods 1 Indledning1.1 BaggrundDer anvendes i dag en lang række rensnings- og afværgeteknikker, der skal afhjælpe risiko for forureningspåvirkning af mennesker og miljø. Mange teknikker er velafprøvede og deres effekt er veldokumenteret, men der sker ligeledes fortsat en hurtig udvikling af nye innovative teknikker såvel internationalt som i Danmark. Udgangspunktet for anvendelse af forskellige afværgeteknikker kan være meget forskelligt fra sag til sag. En lang række lokalitetsspecifikke forhold som f.eks. forureningsomfang og -type, geologi og hydrogeologi samt de bygningsmæssige forhold på den konkrete lokalitet har afgørende betydning for forskellige teknikkers anvendelighed. Målsætningen med implementering af afværgeteknikker på forskellige lokaliteter kan ligeledes være meget varierende. Nogle teknikker tager således udgangspunkt i en oprensning af kildeområdet, hvor forureningsspildet er sket (kildeoprensning), mens andre teknikker sigter mod en begrænsning af spredningen fra kilden til f.eks. grundvand eller indeklima (spredningskontrol). Siden 1996 har Miljøstyrelsen under ”Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening”, som i denne rapport betegnes ”Teknologiprogrammet”, ydet støtte til udviklingen af rensnings- og afværgeteknikker på jord- og grundvandsforureningsområdet. Den årlige bevilling til programmet har ligget på ca. 15 millioner kroner i perioden fra 1996 til 2002 og ca. 5 millioner kroner i perioden fra 2002 til 2007, jf. Teknologiprogram for jord- og grundvandsforurening 2007, Orientering fra Miljøstyrelsen Nr. 1 2007. Pengene anvendes primært til særlige undersøgelses-, moniterings- eller dokumentationsaktiviteter i tilknytning til oprensninger finansieret af de tidligere amter (nuværende regioner) eller i privat regi. Ved siden af aktiviteterne under Teknologiprogrammet er der ligeledes gennemført udvikling og afprøvning af rensnings- og afværgeteknikker i andet regi. Disse projekter har været finansieret af de tidligere amter, af kommuner eller private bygherre og endeligt af uddannelses- og forskningsinstitutioner. Med denne rapport gøres status for den samlede generelle udvikling inden for rensnings- og afværgeteknikker i Danmark til dato (udgangen af 2007). Rapporten tager primært udgangspunkt i aktiviteterne under Teknologiprogrammet, men der er ligeledes indhentet oplysninger vedrørende udvalgte afværgeteknikker udviklet og/eller afprøvet i andet regi. Rapportens beskrivelser er baseret på en omfattende dataindsamling, jf. afsnit 1.3. Der er foretaget en gennemgang af hver enkelt afværgeteknik med hensyn til afværgeprincip, udførte aktiviteter samt resultaterne heraf. Efter beskrivelserne af hver enkelt teknik gives en overordnet perspektivering vedrørende den pågældende teknik primært på baggrund af dataindsamlingen, jf. afsnit 1.3. Teknikkerne er beskrevet hver for sig, men i praksis vil det ofte være en fordel at kombinere flere forskellige teknikker for at efterkomme den ønskede målsætning. Rapporten er en opfølgning på rapporterne ”Afprøvede teknologier under Miljøstyrelsens Teknologiprogram for jord- og grundvandsforurening”, Miljøprojekt nr. 714, 2002, samt ”Evaluering af Teknologiprogram for jord- og grundvandsforurening”, Miljøprojekt nr. 751, 2003. 1.2 FormålRapportens overordnede mål er at gøre status for den generelle teknologiudvikling inden for rensnings- og afværgeteknikker over for forurenet jord og grundvand i Danmark til dato (udgangen af 2007). På baggrund af erfaringer fra de tidligere amter, regioner, kommuner og private bygherre gives ligeledes en overordnet at vurdering/perspektivering i forhold til fremtidige teknologiudviklingsbehov. Statusrapporten tager udgangspunkt i udviklingsprojekter, hvor rensnings- og afværgeteknikker har været afprøvet i praksis enten som pilotforsøg eller i fuld skala på aktuelle lokaliteter i Danmark. Rensnings- og afværgeteknikker, der er afprøvet i laboratorieskala vil således som udgangspunkt ikke indgå som en del af rapporten. Projekter af mere driftsmæssig karakter vil ligeledes ikke indgå. Det skal bemærkes, at rapporten omfatter beskrivelser af den generelle viden, der er opnået i Danmark på nuværende tidspunkt. De enkelte afsnit vil derfor variere i omfang og detaljeringsgrad. 1.3 DataindsamlingGennemgangen af aktiviteterne under Teknologiprogrammet er foretaget på baggrund af statusbeskrivelserne i Teknologiprogram for jord- og grundvandsforurening 2007, Orientering fra Miljøstyrelsen nr. 1 (2007), samt statusrapporten ”Afprøvede teknologier under Miljøstyrelsens Teknologiprogram for jord- og grundvandsforurening”, Miljøprojekt nr. 714, 2002. Beskrivelserne i Miljøprojekt 714 (2002) er gengivet i denne rapport dog med de opdateringer og erfaringer, der er gjort efter 2002. Gennemgangen af aktiviteter, der er gennemført i andet regi, er foretaget på baggrund af en spørgeskemaundersøgelse. Spørgeskemaundersøgelsen har taget udgangspunkt i 2 forskellige spørgeskemaer, der er udformet med henblik på følgende:
Spørgeskemaerne er vedlagt som bilag 1. Der er rettet henvendelse til følgende aktører inden for jord- og grundvandsområdet i forbindelse med spørgeskemaundersøgelsen:
Spørgeskema 1 er fremsendt til samtlige aktører mens spørgeskema 2 udelukkende er fremsendt til de 5 regioner i Danmark. Der gøres opmærksom på, at rapporten ikke omfatter en komplet dokumentation af samtlige gennemførte teknologiudviklende feltaktiviteter i Danmark, da der formentlig er en række projekter som ikke er beskrevet i de besvarede spørgeskemaer. Det vurderes imidlertid, at beskrivelserne giver et overordnet overblik. Som kontrol er en række større rådgivende ingeniørvirksomheder kontaktet for umiddelbart at få en fornemmelse af om væsentlige erfaringer fra gennemførte projekter er undladt. Herved er der fremkommet oplysninger om enkelte projekter som ligeledes er beskrevet i rapporten. 1.4 LæsevejledningSom nævnt udgør denne rapport en overordnet sammenskrivning af gennemførte feltaktiviteter af teknologiudviklende karakter inden for rensnings- og afværgeteknikker over for forurenet jord- og grundvandsforurening i Danmark. I hvert afsnit refereres til mere detaljerede rapporter vedrørende de beskrevne aktiviteter. Der henvises til referencerne for mere detaljerede oplysninger om teknologier, gennemførte aktiviteter, resultater, vurderinger mv. Nærværende rapport er tænkt som en generel orientering om de opnåede resultater under Teknologiprogrammet såvel som i andet regi og kan anvendes som et opslagsværk. I bilag 2 er vist en skematisk opstilling af samtlige afprøvede teknikker beskrevet i rapporten med angivelse af anvendelighed overfor forskellige forureningskomponenter, jordlagsforhold, hydrogeologi, lokalitetsstørrelse mv. Med udgangspunkt i bilag 2 kan der søges yderligere oplysninger om de enkelte teknikker i kapitel 2 og 3. Kapitel 2 omhandler teknikker til oprensning af kildeområder (områder med betydelig forurening; residual eller mobil fri fase). Kapitel 3 omhandler teknikker til spredningskontrol, hvilket i denne rapport karakteriseres som forureningsspredning i poreluft eller grundvand fra et kildeområde. Det skal bemærkes, at enkelte teknikker kan henføres til såvel kapitel 2 som 3. Kapitel 2 og 3 er underopdelt efter teknik og indeholder en struktureret fremstilling af nøglebeskrivelser og resultater herfor. For mere detaljerede oplysninger henvises til de relevante referencer i slutningen af hvert afsnit. 1.5 OversigtsskemaI tabel 1.1 nedenfor ses en oversigt over teknikker som er beskrevet i rapporten. Tabellen omfatter samtlige teknikker afprøvet under Teknologiprogrammet samt udvalgte teknikker afprøvet i andet regi. Oversigten udgør ikke en samlet liste over alle anvendelige rensnings- og afværgeteknikker overfor jord- og grundvandsforurening, men er blot en status over de væsentligste teknikker som på nuværende (udgangen af 2007) tidspunkt er afprøvet/dokumenteret i Danmark. Ud over de nævnte projekter er der udført en lang række udredningsprojekter som ikke er beskrevet i nærværende rapport. For en nærmere beskrivelse af disse henvises til ”Teknologiprogrammet for jord- og grundvandsforurening”, Miljøstyrelsen 2007. De afprøvede teknikker er i nedenstående tabel 1.1 og i nærværende rapport inddelt i hovedgrupperne; ”Teknikker til kildeoprensning”, ”Teknikker til spredningskontrol”. Det skal bemærkes, at forskellige afværgeteknikker i mange konkrete sager med fordel kan kombineres således, at de enten gennemføres samtidig eller således, at én teknik baner vejen for gennemførelse af den næste (treatment train). I rapportens beskrivelser af hver enkelt afværgeteknik fremgår det, hvilke andre teknikker den kan kombineres med. Tabel 1.1: Afprøvede teknikker og forureningskomponenter
2 Teknikker til kildeoprensning
I dette kapitel gives en overordnet præsentation af en række rensnings- og afværgeteknikker, der har været afprøvet i Danmark enten under Teknologiprogrammet eller i andet regi. Der tages udgangspunkt i teknikker, der har været anvendt til kildeoprensning, hvilket her karakteriseres som oprensning af forurening med tilstedeværelse af betydelig forurening (residual eller mobil fri fase). Der henvises til kapitel 3 for teknologier, der har været anvendt til spredningskontrol. 2.1 Vakuumventilation2.1.1 AfværgeprincipVakuumventilation er en velafprøvet in situ afværgeteknik, der er baseret på fysisk fjernelse og således reduktion af flygtige forureningskomponenter (klorerede opløsningsmidler, benzin, BTEX’er mv.) fra den umættede zone. Ved vakuumventilation etableres en række filtersatte ventilationsboringer centralt i det forurenede område (behandlingszonen) som påtrykkes et vakuum vha. en ventilator. Herved pumpes poreluft og forureningskomponenter på gasform gennem jordmatricen til de filtersatte boringer og videre til et vakuumventilationsanlæg på terræn. Som en sidegevinst medfører vakuumventilationen typisk en tilførsel af iltholdig jordluft til behandlingszonen, hvorved en eventuel aerob biologisk nedbrydning af f.eks. oliekomponenter kan stimuleres (bioventilation). Vakuumventilation kan anvendes i sandede jordlag (eller grovere) og en typisk begrænsning i oprensningseffekten er langsom diffusiv frigørelse af forureningskomponenter fra finkornede lavpermeable/vandmættede jordlag i den umættede zone samt fra kapillarzonen. Vakuumventilation anvendes typisk overfor kildeområder for forurening, men i særlige tilfælde kan små simple ekstraktionsanlæg desuden med fordel anvendes udenfor kildeområder, f.eks. til afværge af forureningsspredning til huse over grundvandsfaner. Afhængig af forureningstype og forureningskoncentrationer vil det typisk være nødvendigt at foretage rensning af luftafkastet. I tabel 2.1.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. Tabel 2.1.1. Overordnede karakteristika for vakuumventilation som afværgeteknik
2.1.2 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført to afværgeprojekter med vakuumventilation støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 480 (1999), 487 (1999), 678 (2002) og 898 (2004). Herudover er der i 1998 under Teknologiprogrammet ligeledes foretaget en gennemgang af afværgesager med vakuumventilering gennemført af Oliebranchens Miljøpulje (OM), jf. Miljøprojekt 421 (1998). Ved siden af aktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet er der ligeledes igangsat en række andre afværgeprojekter af mere driftsmæssig karakter. Disse projekter er primært finansieret af Miljømyndighederne i forbindelse med den offentlige indsats over for jord- og grundvandsforurening samt af en række private bygherre, f.eks. OM og Forsvarets Bygnings- & Etablissementtjeneste (FBE). I nedenstående afsnit tages der udgangspunkt i udviklingsaktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet, mens erfaringer fra sager af mere driftsmæssig karakter indgår som en del af en samlet perspektivering af afværgeteknikken senere i kapitlet. Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet, hvorefter der følger en samlet præsentation af resultater og perspektivering. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 2.1.2.1 Strøget, IkastPå Strøget i Ikast har Rambøll Vand & Miljø gennemført et fuldskala afværgeprojekt med vakuumventilation. Projektet er gennemført for det tidligere Ringkjøping Amt (nuværende Region Midtjylland) og Miljøstyrelsen, som et led i Teknologiprogrammet. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet er afrapporteret i Miljøprojekt 898 (2004). Projektet omfattede oprensning af en forurening med primært PCE fra den umættet zone. Geologien på lokaliteten bestod overordnet af sand med indskudte lerlag af varierende tykkelse. På hovedparten af lokaliteten fandtes ligeledes et terrænnært lerlag på op til 6,5 meters tykkelse. Den umættede zone havde en vertikal udbredelse på ca. 17 meter. Oprensningen blev foretaget ved en kombination af vakuumventilation (fra 6 ventilationsboringer med 1-2 filtre i hver) i det umættede sand og ler samt afværgepumpning (gennemsnitsydelse 4 m³/t). Vakuumventileringen foregik over 3 år fordelt på 7 forskellige driftsscenarier, adskilt af en pause mellem hver. Ud over oprensningseffekten har hvert scenario haft til formål at belyse ét af flere forskellige aspekter ved vakuumventilationen. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
2.1.2.2 Drejøgade, KøbenhavnProjektet omfattede oprensning af forurening med terpentin og PCE/TCE samt nedbrydningsprodukter fra ca. 8-9 meter umættet zone og toppen af grundvandszonen i sandede jordlag. Oprensningen blev foretaget ved en kombination af vakuumventilation og airsparging fra vandrette boringer. Aktiviteter og resultater vedrørende airsparging er præsenteret i afsnit 2.3. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål:
Med henblik på at opfylde disse formål blev der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
2.1.2.3 Yderligere aktiviteterUd over udviklingsprojekterne finansieret af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, er der ligeledes kendskab til en række andre gennemførte afværgeprojekter, hvor vakuumventilation har været anvendt som afværgeteknik, men hvor aktiviteterne har været af mere driftsmæssig karakter. Projekterne er primært gennemført af Miljømyndighederne samt af private bygherre som OM og FBE. Projekterne beskrives ikke nærmere i denne rapport, idet der ikke vurderes at være tale om udviklingsprojekter, men snarere afværgeprojekter af driftsmæssig karakter. Dokumentationsmaterialet i relation til metodens principper, begrænsninger og effekt vurderes derfor at være for spinkelt. Projekterne ligger imidlertid til grund for besvarelsen af spørgeskemaerne, jf. afsnit 1.3 og bilag 1, og har således betydning for den samlede perspektivering af vakuumventilation som afværgeteknik. 2.1.3 Resultater af aktiviteterNedenfor præsenteres de væsentligste overordnede resultater og vurderinger fra de gennemførte aktiviteter.
2.1.4 PerspektiveringErfaringerne med anvendelse af vakuumventilation i forbindelse med projekter gennemført under Teknologiprogrammet såvel som projekter gennemført i andet regi er generelt gode. Teknikken er velafprøvet i forbindelse med såvel små som større afværgeprojekter og har vist sig effektiv til reduktion af forurening med flygtige forureningskomponenter i den umættede zone. Der er på nuværende tidspunkt ikke foretaget en tilbundsgående samlet dokumentation af resultater og erfaringer opnået igennem de sidste 5-10 års drift af vakuumventilationsanlæg på en række udvalgte repræsentative fuldskala afværgeprojekter i Danmark. En sådan dokumentation ligger uden for formålet med dette statusprojekt men vurderes at kunne bidrage med nyttig viden til anvendelse i forbindelse med projektering, etablering og drift af fremtidige afværgeprojekter med vakuumventilation. Som beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. vakuumventilation som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
2.1.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.2.1/ Miljøprojekt Nr. 421, 1998: Vakuumventileringssager fra Oliebranchens Miljøpulje. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.2.2/ Miljøprojekt Nr. 480, 1999: Airsparging og vakuumventilation fra vandrette boringer på Drejøgade 3-5: Design og anlæg. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.2.3/ Miljøprojekt Nr. 487, 1999: Airsparging og vakuumventilation fra vandrette boringer på Drejøgade 3-5: Statusrapport. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.2.4/ Miljøprojekt Nr. 678, 2002: Airsparging og jordventilation med vandrette boringer. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.2.5/ Miljøprojekt Nr. 898, 2004: Vakuumventilering - erfaring med monitering og optimering af drift. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.2 Airsparging2.2.1 AfværgeprincipAirsparging er en in situ afværgeteknik, der er baseret på indblæsning af atmosfærisk luft i og/eller under den forurenede del af den mættede zone. Ofte foretages indblæsningen 1,0- 1,5 meter under de forurenede jordlag. Indblæsningen kan dels foretages med henblik på fjernelse af flygtige forureningskomponenter (klorerede opløsningsmidler, benzin, BTEX´er mv.) ved stripning til gasfasen, og dels med henblik på at øge den mikrobielle omsætning af aerobt nedbrydelige stoffer (f.eks. let og tung gasolie), ved tilførsel af ilt med den atmosfæriske luft. Air sparging som udelukkende sigter mod forceret biologisk nedbrydning benævnes ofte ”bio sparging”. Ved air sparging vil der oftest være behov for at etablere et vakuumventilationsanlæg til kontrolleret opsamling af flygtige forureningskomponenter som overføres (strippes) fra grundvandszonen til gasfasen i den indblæste luft. Tabel 2.2.1. Overordnede karakteristika for airsparging
Airsparging kan anvendes i sandede jordlag eller grovere jordtyper. Den typiske begrænsning i oprensningseffekten er langsom diffusiv frigørelse af forureningskomponenter fra finkornede lavpermeable jordlag i den mættede zone samt fra kapillarzonen. Endvidere kan sådanne lavpermeable jordlag i den mættede zone udgøre en barriere for luftstrømningen og medføre, at den indblæste luft under opstigningen i grundvandszonen strømmer ud af oprensningsområdet og ikke berører de forurenede jordlag. Anvendelse af air sparging i opsprækkede medier som kalk er overordentligt problemfyldt på grund af vanskeligheder med at kontrollere strømningen af den indblæste luft. Airsparging anvendes overfor kildeområder for forurening på residual fri fase. Større puljer af mobil fri fase bør oppumpes før etableringen af air sparging. På grund af forholdsvis høje driftsudgifter kan air sparging som hovedregel ikke anbefales anvendt overfor forureningsfaner i grundvandet. I tabel 2.2.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. 2.2.2 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført ét afværgeprojekt med airsparging støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 480 (1999), 487 (1999) og 678 (2002). Ved siden af aktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet er der ligeledes gennemført en række andre afværgeprojekter af mere driftsmæssig karakter. Disse projekter er primært finansieret af Miljømyndighederne i forbindelse med den offentlige indsats over for jord- og grundvandsforurening samt af en række private bygherre, f.eks. Oliebranchens Miljøpulje (OM) og Forsvarets Bygnings- & Etablissementtjeneste (FBE). I nedenstående afsnit tages der udgangspunkt i udviklingsaktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet, mens erfaringer fra sager af mere driftsmæssig karakter indgår som en del af en samlet perspektivering af afværgeteknikken senere i kapitlet. Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet, hvorefter der følger en samlet præsentation af resultater og perspektivering. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 2.2.2.1 Drejøgade, KøbenhavnPå Drejøgade i København har NIRAS A/S gennemført et fuldskala afværgeprojekt med kombineret airsparging og vakuumventilering. Projektet er finansieret af den tidligere Københavns Kommunes Miljøkontrol (nuværende Region Hovedstaden) og Miljøstyrelsen som led i Teknologiprogrammet. Lokaliteten var primært forurenet med terpentin og PCE/TCE samt nedbrydningsprodukter og geologien udgøres af fint sand med et frit vandspejl ca. 8,5 m u.t. Lokaliteten blev således fundet velegnet til både airsparging og vakuumventilation. Aktiviteter og resultater vedrørende vakuumventilationen er præsenteret i afsnit 2.2 ”Vakuumventilation”. Afværgeprojektets primære formål var at reducere forureningspåvirkningen af indeklimaet i beboelserne på ejendommen. Airsparging blev gennemført ved installation af vandrette filtre 2,5 m under grundvandsspejlet ved ”blind-hole” boreteknik, hvorved der fra en grube udenfor selve ejendommen kunne installeres filtre op til 130 m ind under lokaliteten. Driften af airsparging skete ved forskellige driftcykler, for at vurdere effekten af pulserende henholdsvis kontinuerlig airspargingdrift. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål:
Med henblik på at opfylde disse formål er der i det samlede projekt med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
2.2.2.2 Yderligere aktiviteterUd over udviklingsprojekterne finansieret af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, er der ligeledes kendskab til en række andre gennemførte afværgeprojekter, hvor airsparging har været anvendt som afværgeteknik, men hvor aktiviteterne har været af mere driftsmæssig karakter. Projekterne er primært gennemført af Miljømyndighederne samt af private bygherre som OM og FBE. Projekterne beskrives ikke nærmere i denne rapport, idet der ikke vurderes at være tale om udviklingsprojekter, men snarere afværgeprojekter af driftsmæssig karakter. Dokumentationsmaterialet i relation til metodens principper, begrænsninger og effekt vurderes derfor at være for spinkelt. Projekterne ligger imidlertid til grund for besvarelsen af spørgeskemaerne, jf. afsnit 1.3 og bilag 1, og har således betydning for den samlede perspektivering af airsparging som afværgeteknik. 2.2.3 Resultater af teknologiaktiviteterNedenfor præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra de gennemførte aktiviteter.
2.2.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. airsparging som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette projekt. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
2.2.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.3.1/ Miljøprojekt Nr. 480, 1999: Airsparging og vakuumventilation fra vandrette boringer på Drejøgade 3-5: Design og anlæg. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.3.2/ Miljøprojekt Nr. 487, 1999: Airsparging og vakuumventilation fra vandrette boringer på Drejøgade 3-5: Statusrapport. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.3.3/ Miljøprojekt Nr. 678, 2002: Airsparging og jordventilation med vandrette boringer. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.3 Multi-fase ekstraktion2.3.1 AfværgeprincipMulti-fase ekstraktion er en in situ afværgeteknik, der er baseret på en samtidig oppumpning af flygtige organiske forureningskomponenter fra poreluft og grundvand samt eventuel forurening på fri fase. Dette sker fra boringer, hvor filteret er placeret delvis i den mættede og delvis i den umættede zone. Boringerne skal være lufttætte for at skabe vakuum, så der kan oppumpes poreluft. Idet der oppumpes poreluft vil metoden virke bedst i finsandede eller siltede aflejringer (k = 10-5 – 10-7m/s), fordi der ved lerede aflejringer (k < 10-8m/s) vil være en ringe virkningsgrad og ved højpermeable aflejringer vil være risiko for tab af effektivitet pga. kortslutning af luftens strømningsveje og utilstrækkeligt vakuum. En fordel ved metoden er, at der ved hjælp af vakuummet kan frigøres residual fri fase forurening, som ellers er bundet i kapillarzonen af kapillarkræfter, som er mindre end det atmosfæriske tryk. Der anvendes typisk en af to følgende konfigurationer for ekstraktionen:
Ved begge metoder ledes vand og luft til videre behandling, eksempelvis adskillelse i luft- og vandfase af eventuelt emulgeret olieprodukt (fra fri fase forekomster i formationen), kulfiltrering af luftafkast, beluftning eller kulfiltrering af vand til en renhedsgrad, der kan ledes ud til recipient. 2.3.1.1 Oppumpning ved hjælp af to pumperI denne opsætning sker oppumpningen af grundvand på traditionel vis ved hjælp af en dykpumpe, mens der ved hjælp af en vakuumpumpe etableres et vakuum til oppumpning af poreluft fra den umættede zone. Udover at vakuumpumpen fjerner flygtig forurening, som fordamper til poreluften, øger vakuummet samtidig effektiviteten af den konventionelle grundvandsoppumpning. Denne forbedring sker ved at der skabes en større trykgradient hen mod pumpeboringen, hvilket er specielt nyttigt i tilfælde, hvor der ikke kan skabes en større sænkning. Den øgede trykgradient øger således den mulige oppumpning af vand samtidig med at flygtige forbindelser i den umættede zone samt evt. fri fase i kapillarzonen mobiliseres og fjernes ved hjælp af vakuummet. 2.3.1.2 Oppumpning ved hjælp af en enkelt pumpeVed anvendelse af en enkelt pumpe oppumpes der en blanding af grundvand og poreluft ved nedsænkning af en ekstraktionsslange (drop-tube) i boringen koblet til en vakuumpumpe på terræn. Denne metode er generelt begrænset til dybder, der er mindre en 10 m, da vand ikke kan løftes højere ved totalt vakuum. Er ekstraktionsslangen imidlertid dimensioneret tilstrækkelig tynd vil luftens hurtige bevægelse i slangen medvirke til at rive vand med op i en søjle bestående af luft, vand, luft, vand osv. (entrainment/medrivning), hvilket kan øge løftehøjden. I praksis vil metodens effektivitet dog ofte være begrænset, hvis grundvandsspejlet står dybere end 7-8 m u.t. Placeres ekstraktionsslangens indsugning lige i overfladen af en fri forureningsfase, kaldes metoden ofte for bio-slurping. 2.3.1.3 DimensioneringAntal og placering af filtre samt størrelse af pumper vurderes og beregnes på baggrund af en række tests i nye boringer indrettet til formålet. Disse tests skal bl.a. belyse påvirkningsradius og afsænkning målt ved forskellige oppumpninger fra mættet zone samt tryktab i umættet zone målt i forskellig afstande fra en vakuumboring. Kombinationen af oppumpning og vakuum skal ligeledes testes for at vise forøgelsen af oppumpningens effektivitet. Vakuumsystemet dimensioneres og specificeres således, at der er et rimeligt kraftoverskud. Rørforbindelser, ventiler, samlinger m.m. dimensioneres ud fra luftflowet således, at tryktabet over disse komponenter er minimalt set i forhold til tryktabet over filtrene og således, at der opnås en entrainment-/medrivningseffekt (for én-pumpe systemer). Når delelementerne i anlægget er dimensioneret fastlægges designet af systemet bestemt ud fra forureningens placering i forhold til indretningen af ejendommen herunder adgangsveje, bygninger m.m. I tabel 2.3.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. Tabel 2.3.1. Overordnede karakteristika for multi-fase ekstraktion
2.3.2 Udførte aktiviteterDer er ikke gennemført særlige teknologiudviklende aktiviteter med anvendelse af multi-fase ekstraktion støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet i Danmark. I et udredningsprojekt vedrørende metoder til oprensning af en restforurening af benzin på Nykøbingvej i Radsted er der imidlertid foretaget en gennemgang af teknikken og dens anvendelsesmulighed på den aktuelle lokalitet, jf. Miljøprojekt 1117, 2006. Ved den gennemførte dataindsamling i forbindelse med dette projekt, jf. afsnit 1.3, er der ligeledes ikke blevet fundet projekter af særlig teknologiudviklende karakter. Der er dog kendskab til at teknikken anvendes som en del af afværgestrategien på en række sager i Danmark. Oprensningsaktiviteterne har på disse sager dog mere driftsmæssig karakter og vil ikke blive beskrevet i forbindelse dette projekt. 2.3.3 Resultater af aktiviteterDer er ved dataindsamlingen, jf. afsnit 1.3, ikke fundet oplysninger om teknologiudviklende aktiviteter gennemført i forbindelse med etablering af multi-fase ekstraktion som afværgemetode. 2.3.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. multi-fase ekstraktion som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette projekt. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
2.3.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: Miljøprojekt Nr. 1117, 2006: Metoder og økonomi til fjernelse af restforurening af benzin - Nykøbingvej 295, Radsted. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.4 Forceret udvaskning af tjæreforurening2.4.1 AfværgeprincipForceret udvaskning af f.eks. tjærekomponenter er en billig og simpel in situ afværgeteknik som kan anvendes overfor store områder med diffus tjæreforurening i moderat til højpermeable jordlag. Den primære idé bag teknikken er at øge infiltrationen af vand gennem de forurenede jordlag, og herved forøge udvaskning af diffus forurening i den umættede zone. Endvidere sigter teknikken mod, at optimere de naturlige nedbrydningsforhold for tjærekomponenterne i den umættede og mættede zone ved, at anvende behandlet grundvand som bæremedie for ilt, alternative iltningsmidler, næringsstoffer mv. Den forøgede infiltrationen opnås typisk ved etablering at et cirkulationssystem, hvormed forurenet grundvand oppumpes, behandles og reinfiltreres. Reinfiltrationen kan med fordel foretages nær terræn, hvorved det infiltrerende vand formentlig vil følge samme transportveje, hvorigennem forureningen i sin tid er spredt. Metoden forudsætter relativt gode og veldefinerede strømningsforhold i den umættede og mættede zone og kan således som udgangspunkt ikke anvendes i lavpermeable eller opsprækkede medier. Den relativt lave opløselighed af ilt i vand betyder, at forceret udvaskning ikke er den mest effektive metode til iltning af den umættede og mættede zone. Andre iltningsmetoder som indblæsning af luft eller ren ilt, indblæsning af ozon eller tilsætning af hydrogenperoxid, kaliumpermanganat eller Fentons reagens (Hydrogenperoxid og ferro-jern) kan i mange situationer have væsentligt højere iltningseffekt men har ligeledes markant højere omkostninger. Der vil dog være mulighed for at opnå en forøget effekt af den forcerede udvaskning ved kombination af teknikker. Udvaskning af tjærestoffer fra dråber eller klumper af fri tjære medfører dannelsen af en sej, lavpermeabel skal på overfladen af tjæren. Denne indkapsling medfører, at forceret udvaskning ikke kan anbefales på lokaliteter med forekomst af større mængder tjære på fri fase. I tabel 2.4.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. 2.4.2 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført ét afværgeprojekt med forceret udvaskning af diffus tjæreforurening støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 492 (1999) og 1059 (2006). I nedenstående afsnit beskrives udviklingsaktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet, der omfatter forsøg gennemført i forbindelse med en fuldskala oprensning af diffus tjæreforurening på Hjørring gasværk. Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet, hvorefter der følger en samlet præsentation af resultater opnået i Danmark og en perspektivering. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. Tabel 2.4.1. Overordnede karakteristika for forceret udvaskning af tjæreforurening
2.4.2.1 Fuldskalaoprensning- Hjørring gasværkSom nævnt har projektet omfattet en fuldskala oprensning af diffus tjæreforurening på det tidligere Hjørring gasværk. Efter opgravning af de værst forurenede dele af lokaliteten er der i et område på cirka 8.000 m² efterladt en diffus forurening med typiske tjærerelaterede komponenter; PAH, BTEX, phenoler, NSO-forbindelser, cyanider og sulfat. Forureningen er truffet fra terræn og var primært beliggende i den umættede zone. Den øvre del af grundvandszonen var dog ligeledes belastet med opløste forureningskomponenter. Jordlagene på lokaliteten er overvejende sandede. Oprensningen er foretaget ved oppumpning, behandling og reinfiltration af grundvand. Grundvandsoppumpningen er foretaget fra en boring på lokaliteten. Vandbehandlingen har bestået af iltning og filtrering i et sandfilter. Grundvandet er reinfiltreret over et område på cirka 8.000 m² ved hjælp af ø 63 mm infiltrationsrør etableret i et terrænnært lag af nøddesten (16 – 31 mm). Anlægget er drevet cyklisk (aktivt en uge, standset to uger), og der er opnået en forøgelse af den naturlige infiltration på cirka 30 gange (9.000 mm/år). 2.4.2.2 LaboratorieforsøgParallelt med oprensningen på Hjørring gasværk er der udført kolonne og batch forsøg samt målinger med TDR-prober (bestemmelse af vandindhold) på jord fra lokaliteten. Forsøgene er udført på Aalborg Universitets Center med henblik på:
Aktiviteterne støttet af Miljøstyrelsen havde til formål:
Med henblik på at opfylde ovennævnte formål er der:
2.4.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
2.4.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. forceret udvaskning som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette projekt. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
2.4.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.4.1/ Miljøprojekt Nr. 492, 1999: Resumerapport over gasværkspakke. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.4.2/ Miljøprojekt Nr. 1059, 2006: Forceret udvaskning på Hjørring Gasværk - Afslutningsrapport. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.5 Flushing2.5.1 AfværgeprincipFlushing er en in situ afværgeteknik til oprensning af forureningskilder, hvor fri fase forurening er til stede. Flushing er baseret på afværgepumpning, der er velkendt for sin værdi i situationer, hvor forureningsspredning ønskes stoppet ved hydraulisk kontrol. Afværgepumpning er imidlertid ikke egnet til oprensning af fri fase, hvor målsætningen er kildeoprensning. Oprensning af fri fase ved hjælp af almindelig afværgepumpning begrænses af flere forhold, der resulterer i et behov for oppumpning af uhensigtsmæssigt mange porevoluminer for at opnå en massereduktion. De vigtigste af disse forhold er:
Ved tilsætning af forskellige overfladeaktive forbindelser (surfactants eller co-solvents) via injektionsboringer til behandlingszonen ændres en række fysisk-kemiske forhold omkring en fri fase forurening, der fremmer forureningens opløsning og/eller mobilisering, hvorefter forureningen kan fjernes via strategisk placerede pumpeboringer (en slags kemisk assisteret afværgepumpning). Flushing egner sig således til situationer, hvor målsætningen er at opnå massereduktion i kildeområder med fri fase. De overfladeaktive forbindelser har principielt to virkemåder. Visse forbindelser nedsætter således overfladespændingen mellem grundvandet og den frie forureningsfase og øger herved opløseligheden af den pågældende frie fase. Andre overfladeaktive forbindelser har en hydrofob og en hydrofil ende, som ”griber fat i” henholdsvis vandmolekyler og den frie forureningsfase. Herved løsrives mikroskopiske dråber af fri fase (mi-celler) som efterfølgende ”svæver” i vandfasen og kan ekstraheres ved afværgepumpning. Flushing har et meget specifikt anvendelsesområde. Hvis teknkken anvendes udenfor dette specifikke område, kan der ikke nødvendigvis forventes succes. Flushing er en såkaldt aggressiv metode (i modsætning til passive metoder) og er dermed en relativt hurtig metode. Flushing bør kun anvendes, hvis der er tale om tilstedeværelse af fri fase. Da omkostningerne stiger kraftigt med størrelsen af det behandlede område, er flushing kun egnet til mindre kildeområder. Valg af overfladeaktiv komponent er en af de mest centrale opgaver ved dimensionering af oprensning med flushing. Dette valg afhænger hovedsageligt af det forurenende stof, der skal oprenses, men også af sedimentets og grundvandets sammensætning. En anden opgave ved dimensionering er fastlæggelse af boringskonfiguration. Den hydrogeologiske situation skal være meget velbeskrevet før boringskonfigurationen kan fastlægges. Ofte vil det være en fordel at have en grundvandsmodel opstillet for det aktuelle område. En typisk opstilling består af en afstand mellem injektionsboringer på 1-3 m. Det skal bemærkes, at behandlingsanlægget for ekstraheret forurening skal designes under hensyntagen til, hvilken overfladeaktiv komponent der anvendes. Således er faseseparation oftest vanskeligere ved dannelse af uni-celler og visse overfladeaktive komponenter har udpræget sæbe-karakter og skummer voldsomt ved beluftning. En typisk fremgangsmåde for gennemførelse af flushing består i at tilsætte et kemisk stof over en periode på dage eller uger i flere injektionsboringer samtidig med, at der oppumpes fra flere afværgeboringer. Efter injektion af det tilsatte stof ophører, fortsættes oppumpning i en længere periode for at fjerne forureningen og det tilsatte stof. I tabel 2.5.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. 2.5.2 Udførte aktiviteterDer er ikke gennemført særlige teknologiudviklende aktiviteter med anvendelse af flushing støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet i Danmark. Der er imidlertid gennemført et udredningsprojekt, hvor teknikken beskrives på baggrund af internationale erfaringer, jf. Miljøprojekt 725, 2002. Ved den gennemførte dataindsamling i forbindelse med dette projekt, jf. afsnit 1.3, er der ligeledes ikke blevet fundet projekter af særlig teknologiudviklende karakter. Der er ligeledes ikke kendskab til at teknikken anvendes som en del af afværgestrategien på sager i Danmark. Tabel 2.5.1. Overordnede karakteristika for flushing som afværgeteknik
2.5.3 Resultater af aktiviteterDer er ved dataindsamlingen, jf. afsnit 1.3, ikke fundet oplysninger om teknologiudviklende aktiviteter gennemført i forbindelse med etablering af flushing som afværgemetode. 2.5.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. flushing som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette projekt. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
2.5.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: Miljøprojekt Nr. 725, 2002: Afværge af grundvandsforurening ved kombination af Flushing og MPPE-vandrensning. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.6 Jordvask (ex-situ)2.6.1 AfværgeprincipJordvask er en gruppe af metoder til rensning af forurenet jord on-site eller på et jordbehandlingsanlæg. Metoderne er principielt velegnede til en række forskellige forureningstyper, og i udlandet er der er gennem årene afprøvet en række forskellige teknikker til vask af jord eller til separation af jordens forskellige fraktioner. De fleste eksisterende anlæg anvender en kombination af vask og separation. Formålet med vask af jord er at frigøre forureningskomponenterne fra jordmatricen og overføre disse til en rensevæske. Denne væske kan eksempelvis udgøres af vand tilsat overfladeaktive forbindelser eller methylenchlorid som fungerer som et ekstraktionsmiddel. Formålet med separationen af jordens forskellige fraktioner er at adskille de grove - og ofte svagt forurenede - dele af jorden (sten, grus og evt. sand) fra de finkornede - og ofte kraftigere forurenede - dele af jorden (ler, silt, finsand mv.). Efter separationen kan de forskellige fraktioner afhængig af forureningsniveau deponeres eller renses yderligere. Separationen kan foretages ved hjælp af specielle sigter eller i anlæg, hvor der tilsættes vand for at fremme separationsprocessen eventuelt med overfladeaktive stoffer. Som nævnt kan vandet tilsættes overfladeaktive stoffer der kan nedsætte overfladespændingen mellem fri fase forurening og vand og herved øge opløseligheden og mobiliteten af visse stoffer. Jorden kan gennemskylles med vand og hjælpestoffer, eller der kan foretages indblæsning af luft i den væskefyldte jord, hvorved der kan dannes en slags skum, hvori forureningskomponenterne opkoncentreres. 2.6.2 Udførte aktiviteterI 1999 blev der på KK Miljøteknik A/S' anlæg i Rødby igangsat et projekt med jordvask. Projektet blev støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet og omfattede rensning af jord forurenet med tungmetaller og tjære/PAH. Det anvendte anlæg er udelukkende baseret på separation af jordens forskellige fraktioner. Projektet omfattede rensning af i alt seks forskellige typer forurenet jord. Projektet blev afbrudt midt i forløbet af årsager som ikke vedrører teknologiprojektet eller de foreløbige resultater heraf. Det planlagte undersøgelsesprogram blev således ikke fuldt gennemført. For detaljerede beskrivelser henvises til Miljøprojekt 616, 2001. Formålet med projektet var:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udvalgt fem forskellige jordtyper forurenet med et eller flere af følgende stoffer: Kulbrinter, bly, kobber og zink. Med støtte fra Teknologiprogrammet er der:
2.6.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne med en separationsteknik:
2.6.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. jordvask som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette projekt. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
2.6.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: Miljøprojekt Nr. 616, 2001: Afprøvning af jordvask. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.7 DampstripningDampstripning tilhører en gruppe af termisk assisterede afværgeteknikker som kan anvendes ved in situ oprensning af forurenet jord og grundvand i kildeområder. De termiske teknikker er baseret på en række mekanismer som optræder når temperaturen i det forurenede kildeområde hæves markant, herunder: At flygtigheden af de fleste stoffer øges markant, at bindingen til jorden ved sorption svækkes for de fleste stoffer, at mobiliteten af frie faser i jordmiljøet øges, at kogning af fri fase og vand starter ved en relativ lav temperatur, at kogning af porevand medfører dannelse af gasfase overalt i jordlagene, at reduceret vandindhold som følge af kogning medfører større pneumatisk ledningsevne, at visse stoffer nedbrydes kemisk in situ mv. Oprensningsmetoden dampstripning er udviklet i USA og anvendes ved oprensning af blandt andet klorerede opløsningsmidler, olieprodukter og creosot i sandede jordlag evt. med tynde indlejrede horisonter af silt og ler samt i opsprækket kalk eller klippe. Ved dampstripning opvarmes jordlagene af den varme som afgives, når damp kondenserer ved kontakt med kold jord/grundvand. Ved opstart af dampinjektionen opvarmes jordlagene umiddelbart omkring boringerne gradvis til damptemperatur, hvorefter der udbredes en dampzone fra injektionsboringerne. Dampinjektionen indledes typisk fra en række boringer i periferien af kildeområdet, således at der opnås en sammenhængende ring af damp omkring kildeområdet og herefter en mobilisering af forureningen mod den centrale del af kilden. I den centrale del af kildeområdet foretages ekstraktion af poreluft, grundvand og damp med henblik på at opnå en dampstrømning fortrinsvis ind mod kildeområdet samt for at opnå en opsamling af den mobiliserede forurening på gas- og væskeform. Dampstripningen foretages typisk med kontinuert injektion indtil hele oprensningsområdet har nået damptemperatur efterfulgt af en periode med cyklisk drift. Ved cyklisk drift foretages en pludselig trykaflastning i det opvarmede område, hvorved der kan opnås en forøget oprensningseffekt i grundvandszonen samt i lavpermeable jordlag som ligger i eller omkring dampzonen. I visse situationer kan det være fordelagtigt at tilsætte atmosfærisk luft til den injicerede damp, hvorved en del af den mobiliserede forurening ekstraheres umiddelbart med den ikke-kondenserbare gas. Ved dampinjektionen tilføres ilt med dampen og typisk også som led i vakuumventilationen til opsamling af damp, forurening og poreluft. Herved hæves redoxpotentialet i oprensningsområdet, og det er dokumenteret, at der i det varme, vandholdige, iltede miljø kan forekomme en kemisk oxidation (vådoxidation) af forureningskomponenter. De væsentligste ulemper ved dampstripning er knyttet til opvarmning af bygninger, brugsvand, kloakledninger mv. En teoretisk mulig ulempe ved dampstripning er risikoen for vertikal mobilisering af fri fase forurening som følge af ansamlinger heraf i kondensationsfronten. Dette har været genstand for både teoretiske og praktiske undersøgelser. P.t. tyder intet på, at problemet eksisterer, men problemstillingen undersøges stadig. Tabel 2.7.1. Overordnede karakteristika for dampstripning som afværgeteknik
Til brug for design af anlæg til dampstripning har Miljøstyrelsen udviklet en regnearksbaseret model, hvormed dampzoners og injektionsraters udvikling over tid kan estimeres. Modellen samt brugermanual kan downloades fra Miljøstyrelsens hjemmeside, jf. Miljøprojekt 679 (2002). I tabel 2.7.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. 2.7.1 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført 4 feltprojekter med dampstripning samt en litteraturgennemgang og erfaringsopsamling støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet. I de følgende afsnit tages der udgangspunkt i erfaringer opnået igennem aktiviteter gennemført med støtte fra Teknologiprogrammet. Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet for hver lokalitet, hvorefter der følger en samlet præsentation af de opnåede resultater i Danmark og en perspektivering. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 2.7.1.1 Brül & Kjær, NærumBrül & Kjær har på deres ejendom i Nærum gennemført frivillig afværge med dampstripning i perioden 1997-1998. Projektet er gennemført med Jord & Miljø A/S som rådgiver og er støttet af Miljøstyrelsen som led i Teknologiprogrammet. Miljøstyrelsen blev først engageret efter at anlægget var sat i drift og driftsstrategien fastlagt. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet er afrapporteret i Miljøprojekt 543 og 552 (2000). Afværgeprojektet omfattede oprensning af en blanding af PCE og TCE fra en 15 meter tyk umættet zone primært bestående af smeltevandsaflejringer af sand med indslag og indlejrede silt- og lerlag. Under oprensningszonen træffedes et sekundært grundvandsspejl i ca. 15 meters dybde. Oprensningen blev foretaget ved dampinjektion på skift i 5 forskellige boringer centralt i kildeområdet og samtidig vakuumventilation i syv til ni boringer omkring injektionsstedet. Boringernes indbyrdes afstand var ca. 6-8 m. Dampen blev produceret i en dampgenerator med en kapacitet på op til 1.000 kg damp per time. Der blev injiceret damp i 29 døgn med en samlet injektion på ca. 700 tons damp. Ekstraktionen blev drevet af 3 vakuumpumper, der ydede 200 m³/time med et vakuum på 200 mbar. Målsætningen med afværgeprojektet var overordnet at oprense forureningen således, at ejendommen kunne blive afmeldt som affaldsdepot. Den samlede stoffjernelse forbundet med både et indledende injektionsforsøg (pilottest) såvel som fuldskalaoprensningen blev estimeret til 1.400-1.500 kg. I poreluften vurderes forureningen generelt at være nedbragt med 1-2 størrelsesordener men forureningen vurderes at være spredt til et større område. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde overordnet til formål at beskrive teorien bag dampstripning som oprensningsmetode samt at foretage supplerende monitering til belysning af udbredelsen af dampzoner og oprensningseffekt. Der blev i denne forbindelse gennemført supplerende monitering af temperatur- og trykudvikling i en udvalgt del af behandlingszonen samt supplerende monitering af forureningsniveauet i den ekstraherede gasfase. De supplerende målinger blev gennemført med det formål, at tilvejebringe dokumentation for oprensningseffekten samt at udarbejde retningslinier for drift og monitering af dampstripning. Afværgeprojektet mundede på denne baggrund ud i en række retningslinier for etablering af afværge med dampstripning og vakuumventilation. Der henvises til nedenstående afsnit 2.8.3 for en samlet præsentation af resultaterne. 2.7.1.2 Østerbro, ÅlborgPå Østerbro i Ålborg har NIRAS A/S i samarbejde med Ove Arkil A/S gennemført et afværgeprojekt med dampstripning i efteråret 2000 og foråret 2001. Projektet er gennemført for det tidligere Nordjyllands Amt (nuværende Region Nordjylland) og er støttet af Miljøstyrelsen som led i Teknologiprogrammet. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet er afrapporteret i Miljøprojekt 749 (2003). Projektet omfattede oprensning af terpentin og PCE i umættet og mættet zone. Forureningen var knyttet til umættet sand til ca. 1,7 m u.t. og mættet sand til ca. 3,7 m u.t. Herunder er der smeltevandsler til stor dybde. Den største del af forureningens kildeområde var beliggende under det tidligere renseri og tilstødende bygninger. Oprensningen et foretaget ved dampinjektion i 8 boringer i forureningens periferi og 3 boringer centralt i behandlingszonen. Ekstraktion af poreluft, damp, grundvand og kondensat er foretaget fra 2 boringer centralt i kildeområderne. Boringernes indbyrdes afstand var ca. 5-8 m. Dampen blev produceret i en dampgenerator med en kapacitet på op til 1.200 kg damp per time. Der blev foretaget kontinuert dampinjektion i knap 3 måneder med enkelte driftsstop (samlet ca. 70 dages injektion) efterfulgt af cyklisk drift i ca. 1 måned. Der er injiceret op til 950 kg damp per time. Målsætningen med afværgeprojektet var overordnet at oprense forureningskilden på ejendommen så den fremtidige arealanvendelse ikke var forbundet med risiko for indånding af gasarter og så en fremtidig forureningsspredning til dybereliggende grundvand hindredes. Den samlede stoffjernelse forbundet med 4 måneders drift (3 måneders kontinuert og 1 måneds cyklisk drift) blev estimeret til ca. 1.000 kg, og det vurderes, at mere end 99 % af den tilstedeværende forurening i behandlingszonen blev fjernet ved oprensningen. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål at udvide moniteringen af udviklingen af temperatur og tryk til belysning af dampfrontens udbredelse og vertikale udseende samt at vurdere omfanget af vådoxidation og evt. vertikal mobilisering af fri fase forurening. Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
Afværgeprojektet mundede på denne baggrund ud i en række overordnede resultater og erfaringer vedrørende dampstripning, der er beskrevet i nedenstående samlede resultat-/erfaringsafsnit 2.8.3. 2.7.1.3 Vesterbro, OdensePå Vesterbro i Odense har COWI A/S gennemført et afværgeprojekt med dampstripning i starten af 2001. Projektet er gennemført for det tidligere Fyns Amt (nuværende Region Syddanmark) og er støttet af Miljøstyrelsen som led i Teknologiprogrammet. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet er afrapporteret i Miljøprojekt 823 (2003). Projektet omfatter oprensning af PCE fra den umættede zone i sandede og siltede jordlag fra ca. 2 – 6 m u.t. Oprensningen blev foretaget ved en termisk assisteret vakuumventilation, hvor der foretages dampinjektion i en boring under forureningen samt vakuumventilation fra to sektionerede horisontale boringer og én vertikal boring i de forurenede jordlag. Der blev således injiceret damp i ca. 3,5 måneder med en samlet injektion på ca. 231 tons damp. Sideløbende hermed foretages grundvandsoppumpning fra områdets terrænnære magasin umiddelbart under oprensningsområdet. Målsætningen med afværgeprojektet var overordnet at oprense forureningskilden, så den fremtidige arealanvendelse i berørte boliger ikke var forbundet med risiko. Efter samlet 16 måneders drift af vakuumventilationsanlægget, herunder 3,5 måneder med dampinjektion, var indholdet af PCE i aftræksluften faldet til under 1 mg/m³. Det vurderes at dampinjektionen reducerede driftstiden med minimum 2 år. Resultater af tilbageslagsmålinger viser koncentrationer af PCE på mellem 1,3 og 5,7 mg/m3 i kildeområdet. Før oprensningen blev der målt op til 66.000 mg/m³. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde overordnet til formål at dokumentere, om opvarmningen af den umættede zone fremmede massefjernelsen i forhold til en normal "kold" vakuumventilation. Herudover skulle det undersøges, om det var muligt at styre opvarmningen samt om opvarmningen medførte en uhensigtsmæssig spredning af forureningen. Endelig skulle eventuelle sætninger på bygninger dokumenteres og der skulle udarbejdes et samlet miljøregnskab for oprensningen. Med henblik på at opfylde disse formål udføres der med støtte fra Teknologiprogrammet følgende:
Afværgeprojektet mundede på denne baggrund ud i en række overordnede er faringer og konklusioner vedrørende dampstripning, der er beskrevet i nedenstående samlede resultat-/erfaringsafsnit 2.8.3. 2.7.1.4 Industrivej, HedehusenePå Industrivej i Hedehusene har det tidligere Hedeselskabet Miljø og Energi A/S (nuværende Orbicon) gennemført et afværgeprojekt med dampstripning i perioden 1998 til 2002. Ove Arkil A/S har været hovedentreprenør. Projektet er gennemført for det tidligere Københavns Amt (nuværende Region Hovedstaden) og er støttet af Miljøstyrelsen som led i Teknologiprogrammet. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet er afrapporteret i Miljøprojekt 877 (2005). Projektet omfattede oprensning af primært PCE i en ca. 6 - 8 meter tyk umættet zone bestående af sand med indslag og indlejrede lag af silt og ler. Desuden søges den øverste ca. halve meter af et underliggende lerlag oprenset. Oprensningen blev foretaget i tre delområder på skift. Der er i alt etableret ca. 150 kombinerede injektions- og ekstraktionsboringer og boringer til oppumpning af sekundært grundvand umiddelbart over ovennævnte lerlag. Grundvandsoppumpningen er suppleret med sugespidsanlæg. Oprensningen blev gennemført ved dampinjektion i forureningens periferi og ekstraktion af poreluft, damp, grundvand og kondensat centralt i kildeområderne. Målsætningen med afværgeprojektet var overordnet at reducere mængden af forureningsstoffer således, at der ikke var risiko for overskridelser af henholdsvis grundvandskvalitetskriteriet i det primære magasin og risiko over for indeklimaet i bygninger på arealerne, der anvendes til beboelse. Efter afslutningen af afværgeprojektet var der opnået stor oprensningseffekt på henholdsvis 97 % eller mere i umættet zone og 93 % i den mættede zone (sekundært magasin). Den efterladte restforurening har i størstedelen af området været begrænset og målsætningen vurderedes at være nået. Oprensningen i det underliggende lerlag var imidlertid begrænset primært pga. at tilstrømmende grundvand har forhindret en effektiv opvarmning. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
Afværgeprojektet mundede på denne baggrund ud i en række overordnede er faringer og konklusioner vedrørende dimensionering, etablering og drift af anlæg til dampstripning, der er beskrevet i nedenstående samlede resultat- og erfaringsafsnit 2.8.3. 2.7.1.5 Yderligere aktiviteterUd over udviklingsprojekterne finansieret af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, er der ligeledes kendskab til andre gennemførte afværgeprojekter, hvor dampstripning har været anvendt som afværgeteknik, men hvor aktiviteterne har været af mere driftsmæssig karakter. Udvalgte projekter gennemført af Miljømyndighederne, hvor dampstripning blev etableret som en del af afværgestrategien, er f.eks.:
Projekterne beskrives ikke nærmere i denne rapport, idet der ikke vurderes at være tale om udviklingsprojekter, men snarere afværgeprojekter af driftsmæssig karakter. Med opstart i juni 2008 gennemfører Region Syddanmark et projekt under Teknologiprogrammet, hvor dampstripning anvendes i kombination med in situ termisk desorption. Data fra dette projekt forventes publiceret i 2009. 2.7.2 Resultater af aktiviteterNedenfor præsenteres de væsentligste overordnede resultater og vurderinger fra de gennemførte aktiviteter.
2.7.3 PerspektiveringDampinjektion er en udviklet, dokumenteret og afprøvet teknik til oprensning af semi-permeable formationer med en permeabilitet på mere end ca. 1 darcy. Et fremtidigt potentielt vigtigt anvendelsesområde for dampstripning er oprensning af opsprækkede medier, herunder specielt kalk. Den store udfordring ligger i at der i opsprækket kalk ikke med sikkerhed kan etableres hydraulisk/pneumatisk kontakt mellem injektions- og ekstraktionspunkter. Opvarmningen og ekstraktion af forureningskomponenter skal således foretages fra samme punkt, hvilket kræver en udvikling af oprensningskonceptet for at risikoen for spredning af forurening imødegås. Et andet potentielt fremtidigt anvendelsesområde er på mindre projekter, hvor dampstripning som afværgeteknik implementeres på en standardiseret måde for hurtigt og effektivt at fjerne små kildeforureninger. Som beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. dampstripning som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for nedenstående vurdering/perspektivering af teknikken.
2.7.4 ReferencerI kapitlet er der refereret til følgende projekter: /2.8.1/ Termisk assisterede oprensninger. Miljøprojekt Nr. 409, 1998. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.8.2/ Oprensning af klorerede opløsningsmidler ved dampstripning. Miljøprojekt Nr. 543, 2000. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.8.3/ Dampoprensning med vacuumekstraktion. Miljøprojekt Nr. 552, 2000. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.8.4/ Dampoprensning under en bygning. Miljøprojekt Nr. 749, 2003. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.8.5/ Termisk assisteret vakuumekstraktion af PCE. Hovedrapport. Miljøprojekt Nr. 823, 2003. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.8.6/ Termisk assisteret vakuumekstraktion af PCE. Bilagsrapport. Miljøprojekt Nr. 824, 2003. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.8.7/ Dampoprensning af klorerede opløsningsmidler på tidligere industrigrund i Hedehusene. Miljøprojekt Nr. 877, 2004. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.8 Termisk ledningsevne2.8.1 AfværgeprincipTermisk ledningsevne tilhører en gruppe af termisk assisterede afværgeteknikker som kan anvendes ved in situ oprensning af forurenet jord og grundvand i kildeområder. De termiske teknikker er baseret på en række mekanismer som optræder, når temperaturen i det forurenede kildeområde hæves markant, herunder: At flygtigheden af de fleste stoffer øges markant, at bindingen til jorden ved sorption svækkes for de fleste stoffer, at mobiliteten af frie faser i jordmiljøet øges, at kogning af fri fase og vand starter ved en relativt lav temperatur, at kogning af porevand medfører dannelse af gasfase overalt i jordlagene, at reduceret vandindhold, som følge af kogning, medfører større pneumatisk ledningsevne, at visse stoffer nedbrydes kemisk in situ mv. Ved oprensning med termisk ledningsevne placeres boringer (udført i stål) udstyret med varmelegemer i det forurenede område. Varmelegemerne opvarmes til 300 - 700 °C hvorved de omkringliggende jordlag opvarmes som følge af varmeledning. Afhængig af opvarmningstiden og afstanden til varmelegemerne kan der i praksis opnås jordtemperaturer på op til ca. 400 °C. I de fleste oprensninger er det dog ikke nødvendigt at foretage en opvarmning til højere temperaturer end porevandets kogepunkt. Ved opvarmningen mobiliseres forureningskomponenterne på gas- og vandfasen og fjernes ved vakuumekstraktion samt supplerende grundvandsboringer. En del af forureningskomponenterne vil oxideres i de meget varme områder umiddelbart omkring og i boringerne. Der vil dog være behov for køling af den ekstraherede gasfase, udskilning af kondensat samt rensning af poreluft og kondensat. Da den termiske ledningsevne – i modsætning til den hydrauliske ledningsevne – ikke varierer væsentligt mellem sand, silt og ler vil opvarmningen ved termisk ledningsevne foregå forholdsvist jævnt over oprensningsdybden. Da opvarmningen ved varmeledning desuden foregår forholdsvis langsomt er varmeudbredelsen forholdsvist nem at styre, så uønsket opvarmning af installationer mv. kan undgås. Den pneumatiske ledningsevne i de opvarmede og delvist udtørrede jordlag vil være markant højere end i de omkringliggende mere vandfyldte områder. Herved sikres mulighed for vakuumventilation i lerlag og herved en hurtig fjernelse af forurening på gasfase, hvorved risikoen for utilsigtet spredning af forureningen fra oprensningsområdet minimeres. Metodens største ulempe er, at jordlag med kraftig grundvandsstrømning kan være vanskelige at opvarme pga. vandets kølende effekt. Metoden kan således ikke anvendes på steder, hvor der er stor tilstrømning af grundvand til det opvarmede område, idet kogning af dette vand vil være bekosteligt og nedsætte energitilførslen til de omkringliggende jordlag. Anvendelsen af metoden under sådanne forhold forudsætter således etablering af hydraulisk kontrol med grundvandet og eventuelt sænkning af vandspejlet i oprensningsområdet. I tabel 2.8.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. Tabel 2.8.1. Overordnede karakteristika for termisk ledningsevne som afværgeteknik
2.8.2 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført ét projekt med termisk ledningsevne støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet. Der er ligeledes gennemført enkelt pilotforsøg i andet regi. I de følgende afsnit tages der udgangspunkt i erfaringer opnået igennem aktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet såvel som udvalgte aktiviteter gennemført i andet regi. Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet, hvorefter der følger en samlet præsentation af de opnåede resultater i Danmark og en perspektivering. For detaljerede beskrivelser af projektet henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 2.8.2.1 Ravnsbjergvej, AlsønderupPå Ravnsbjergvej i Alsønderup har det tidligere Hedeselskabet Miljø og Energi A/S (nuværende Orbicon) i samarbejde med entreprenørfirmaet Vand-Schmidt A/S opstartet et afværgeprojekt med termisk ledningsevne i 2001. Projektet skulle gennemføres for det tidligere Frederiksborg Amt (nuværende Region Hovedstaden) og blev støttet af Miljøstyrelsen som led i Teknologiprogrammet. Projektet omfattede en planlagt oprensning ved termisk ledningsevne af PCE forurenet moræneler beliggende fra ca. 1 – 10 m u.t. i et velafgrænset kildeområde (ca. 75 m²) delvis under en tidligere renseribygning. Oprensningen skulle foretages ved termisk ledningsevne fra tre kombinerede varme- og ekstraktionsboringer. På baggrund af simpel modellering blev en afstand på ca. 5 meter mellem varmelegemerne og en temperatur på 5-600 °C blev fundet til at være optimal, ud fra et tids- og fordelingsmæssigt synspunkt. På grund af anlægsnedbrud umiddelbart efter opstart blev oprensningen imidlertid ikke ført til ende. Efter ca. 24 timers drift opstod der således fejl på varmelegemerne og anlægget blev stoppet. Ved undersøgelse af varmelegemerne blev det konstateret, at disse var ødelagt pga. gennemtæring og oprensningen blev derfor ikke gennemført med denne metode. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet har på denne baggrund haft til formål at uddrage erfaringer fra det gennemførte afværgeprojekt, herunder hvad der gik galt samt en beskrivelse af den nuværende viden på området. Der henvises til nedenstående afsnit 2.9.3 for en samlet præsentation af erfaringsopsamlingen som ligeledes er afrapporteret i Miljøprojekt 1177 (2007). 2.8.2.2 Vestergade, SkuldelevPå Vestergade i Skuldelev har NIRAS A/S i samarbejde med Krüger A/S gennemført et pilotprojekt med termisk ledningsevne i slutningen af 2006. Projektet er gennemført for det tidligere Frederiksborg Amt (nuværende Region Hovedstaden). På lokaliteten er der fundet markant forurening med PCE, herunder store mængder fri fase. I pilottestfeltet består geologien overordnet af ca. 1,5 m fyld underlejret af 1,5-2 m højorganiske moseaflejringer. Herunder træffes vekslende lag af ler og sand med varierende tykkelse. I ca. 5,5 m u.t. findes et tykt gennemgående lerlag, der afgrænser testfeltet nedadtil. Forureningen med PCE er udbredt i et terrænnært sekundært magasin, der er knyttet til moseaflejringerne og de underliggende lag af ler og sand. Pilottesten blev gennemført ved etablering af 4 varme- og ekstraktionsboringer, 9 temperatur-moniteringsboringer samt grundvandsoppumpning for hydraulisk kontrol. Testperioden varede 60 dage. Formålet med pilotprojektet var at dokumente opvarmningen i testfeltet og den følgende effekt på forureningskoncentrationerne. Det har ligeledes været et formål at teste udstyrets bestandighed under de givne forhold samt at optimere designet af en evt. efterfølgende fuldskalaoprensning. Generelt blev der konstateret en reduktion af forureningskoncentrationer under testforløbet. Af procesmæssige erfaringer var primært tilstedeværelsen af vand en udfordring. Der blev ikke konstateret indikationer på tæringer på boringer eller problemer med overbelastning af varmeboringerne. Der har således været 100 % drift på systemet igennem hele testperioden. 2.8.2.3 Yderligere aktiviteterUd over ovennævnte projekter pågår der på nuværende tidspunkt projektering af en oprensning med klorerede opløsningsmidler på Knullen, Odense, fra en formation af moræneler og et sandmagasin ved en kombination af termisk ledningsevne og dampstripning. Som et uundværligt led i designet af den samlede oprensning er der anvendt det termiske simuleringsværktøj STARS (Steam, Thermal and Advanced processes Reservoir Simulator) udviklet af CMG Ltd., Canada. For yderligere informationer vedrørende STARS henvises til www.cmgl.ca. Simuleringerne har været afgørende for at dimensionere den samlede afværgeforanstaltning. Der er ligeledes foretaget en pilottest på en lokalitet i Søborg, hvor termisk ledningsevne er testet som afværgeteknik overfor en forurening med terpentinstoffer (primært Xylen). Pilottesten er gennemført af Krüger A/S i første halvdel af 2007. Ved pilottesten blev det konstateret muligt at oprense terpentinkomponenterne i jorden ved termiske ledningsevne selv i en lavpermeabel formation af moræneler. Ved en afstand på 3 meter mellem varmeboringerne var det muligt at opnå fuldstændig opvarmning af jorden. 2.8.3 Resultater af aktiviteterNedenfor præsenteres de væsentligste overordnede resultater, erfaringer og vurderinger fra de gennemførte aktiviteter.
2.8.4 PerspektiveringTermisk ledningsevne er en af kun få metoder, hvorved det er muligt at foretage en fuldstændig oprensning af kildeområder med store mængder forurening på fri fase. Endvidere rummer teknikken mulighed for oprensning af mange komplekse stofblandinger samt af stoffer med lav flygtighed og mobilitet. Termisk ledningsevne kunne anvendes til målrettet oprensning af små volumener forurenet jord placeret på stor dybde, eller svært tilgængelige steder, f.eks. restforurening med olie eller klorerede opløsningsmidler under veje, bygninger mv. Endelig rummer teknikken mulighed for oprensning af opsprækkede bjergarter, herunder kalk, såfremt det foregår under umættede forhold, eller der kan etableres hydraulisk kontrol med oprensningsområdet. Der er fortsat et behov for tilpasning af teknikken til danske forhold, herunder nedskalering og konceptudvikling i forhold til f.eks. oprensning af små vanskeligt tilgængelige forureninger. Endvidere er der behov for at videreudvikle designværktøjer for metoden. Som beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. termisk ledningsevne som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for nedenstående vurdering/perspektivering af teknikken.
2.8.5 ReferencerI kapitlet er der refereret til følgende projekter: /2.9.1/ Termisk assisterede oprensninger. Miljøprojekt Nr. 409, 1998. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.9.2/ Termisk assisteret vakuumventilation. Miljøprojekt Nr. 1177, 2007. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.9.3/ ISTD pilottest, Vestergade 5, Skuldelev. Udarbejdet for Frederiksborg Amt af Krüger A/S, Februar 2007. /2.9.4/ ISTD pilotoprensning (ikke offentliggjort rapport), Udført af Krüger, August 2007. 2.9 Termisk jordbehandling (ex-situ, on-site)2.9.1 AfværgeprincipTermisk jordbehandling tilhører en gruppe af termisk assisterede afværgeteknikker, som kan anvendes til ex-site eller on-site rensning af jord forurenet med en lang række organiske forureningskomponenter, herunder klorerede opløsningsmidler, gasolie, tjæreprodukter, PAH mv. Teknikken er baseret på opvarmning af jorden til mellem 200 og 700 °C, typisk 500 – 550 °C, og kan dels bestå i en egentlig forbrænding af jorden, hvor der er direkte kontakt mellem jord og forbrændingsgasser/flamme og dels i en indirekte termisk behandling ved opvarmning af et kammer indeholdende den forurenede jord. I dette kammer er der ikke direkte kontakt mellem jord og forbrændingsgasser. Ved opvarmningen desorberer og fordamper forureningskomponenterne (termisk desorption) og ved de høje temperaturer vil en del forureningskomponenter oxideres eller omdannes ved pyrolyse. Anlæg uden direkte kontakt mellem forbrændingsgasser/flamme og jord vil typisk indrettes med en efterbrænding af de fordampede forureningskomponenter. Anlæg til termisk jordbehandling omfatter desuden forskelligt udstyr til for- og efterbehandling mv. 2.9.2 Udførte aktiviteterMed støtte fra Teknologiprogrammet er der gennemført en rensning af jord forurenet med PAH, oliekomponenter og tungmetaller på RGS 90´s anlæg i København. Rensningen er foretaget i en roterende ovn med en kapacitet på 10 – 15 tons jord per time. Før behandling er sten, bygningsaffald og andre større emner frasorteret. Herefter er jorden opvarmet indirekte i den forreste del af rotérovnen til i alt 550°C, efterfulgt af en yderligere direkte opvarmning med en oliebrænder i den bageste del af ovnen. De dannede gasser er renset i røggasfiltre og ledt til en efterbrænder. Røggassen er vasket i en røggasscrubber før udledning til atmosfæren. Formålet med projektet var:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til Miljøprojekt 705, 2002. 2.9.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
2.9.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. termisk jordbehandling som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette projekt. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
2.9.5 ReferencerI kapitlet er der refereret til følgende projekter: /2.10.1/ Miljøprojekt Nr. 705, 2002. Rensning af jord med blandingsforureninger ved hjælp af termisk jordbehandlingsanlæg. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.10 Elektrokemisk jordrensning (ex-situ, on-site)2.10.1 AfværgeprincipMed henblik på oprensning af tungmetalforurenet jord er der gennem en årrække udført forsøg med forskellige elektrokemiske metoder. Elektrokemisk oprensning omfatter dels elektrokinetiske metoder og dels elektrodialytiske metoder. Fælles for disse to grupper af teknikker er, at den forurenede jord tilføres en elektrisk jævnstrøm, hvorved positive (metal)ioner transporteres mod den negative elektrode (katoden), og negative ioner vil transporteres mod den positive elektrode (anoden). Transporten sker i jordvæsken. Ved elektrokinetisk oprensning etableres tre kamre adskilt af selektivt permeable membraner. Således vil elektroderne placeres i de yderste kamre omkring den forurenede jord. Alle kamre tilføres en elektrolytopløsning, og der påføres en jævnstrøm. Med tiden vil metallerne fra den forurenede jord opkoncentreres i elektrolytopløsningen omkring elektroderne og kan genvindes herfra. Samtidig vil produktion af brintioner ved anoden medføre udbredelse af en forsuringsfront herfra, mens en basisk front vil udbredes fra katoden. Disse pH påvirkninger er af betydning for mobiliseringen af en del metaller. Generelt vil tungmetaller som Cu, Zn, Pb og Cd således desorbere under sure forhold og adsorbere til jordpartiklerne ved højere pH-værdier. I forhold til de elektrokinetiske metoder indskydes der ved elektrodialytisk oprensning yderligere to kamre mellem elektroderne og den forurenede jord. Disse kamre huser elektrolytopløsning og ionbyttermembraner for henholdsvis anioner og kationer. Ionbyttermembranerne tillader kun passage af henholdsvis anioner og kationer og har til formål at hindre udbredelsen af en basisk front gennem jorden samt at øge den del af strømmen, som går til at fjerne tungmetaller. Ionbyttermembranerne forhindrer således transport gennem jorden af harmløse ioner i elektrolytopløsningen. Ionbyttermembranerne medfører, at der ved elektrodialytisk jordrensning kan opnås lavere slutkoncentrationer af tungmetaller i jorden end ved elektrokinetisk oprensning. De elektrokemiske jordrensningsmetoder er særligt velegnede til at rense lerede og siltede jorde, og kan umiddelbart anvendes til fjernelse af kobber, zink, bly, nikkel og cadmium. Ved rensningsprocessens afslutning er tungmetallerne opkoncentreret i elektrolytvæske, hvorfra genindvinding er mulig. Elektrokemiske metoder kan teoretisk set anvendes både in-situ, on-site og ex-site. Der er dog en række forhold som gør, at in-situ rensning ofte ikke kan lade sig gøre. 2.10.2 Udførte aktiviteterMed speciel fokus på oprensning af kobber, chrom og arsen, som i stor udstrækning har været anvendt til træimprægnering, er der med støtte fra Miljøstyrelsens teknologiprogram udført følgende: 2.10.2.1 LaboratorieforsøgFormålet med laboratorieforsøgene var at belyse, hvorvidt effekten af den elektrodialytiske oprensning af chrom, kobber og arsen kan øges ved tilsætning af specielle elektrolytopløsninger. Forsøgene blev udført i et kammer som kunne rumme 1 kg jord, og der blev anvendt jordprøver fra tre forskellige lokaliteter. Elektrodeafstanden var 15 cm. Til jord forurenet med kobber og arsen blev der tilsat ammoniakvand, mens der til jord forurenet med kobber, chrom og arsen blev tilsat henholdsvis ammoniakvand og en blanding af ammoniakvand og citronsyre. 2.10.2.2 ”Lille” og ”stort” pilotanlægMed henblik på opskalering af metoden til feltskala blev der etableret et ”lille” og et ”stort” anlæg til pilotforsøg. Det lille pilotanlæg kunne rumme 200 kg jord og blev opbygget med en elektrodeafstand på ca. 60 cm. Anlægget blev drevet i to perioder af ni måneders varighed, og der blev blandt andet udført forsøg med kobber- og arsenforurenet jord. Det store forsøg blev udført på 8.000 kg jord i en fire meter lang container forsynet med fire elektrodeenheder med en indbyrdes afstand på 110 cm. Forsøgene blev udført over seks måneder med tilsætning af ammoniakvand. For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til Miljøprojekt 626, 2001. 2.10.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
2.10.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. elektrokemisk jordrensning som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette projekt. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
2.10.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.10.2/ Miljøprojekt Nr. 626, 2001: Elektrodialytisk rensning af jord fra træimprægneringsgrunde. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.11 Stimuleret biologisk nedbrydning - oxidation2.11.1 AfværgeprincipStimuleret biologisk nedbrydning er en in situ afværgeteknik, hvor naturligt forekommende bakteriers nedbrydning af organiske forureningskomponenter stimuleres/optimeres. I dette kapitel fokuseres på den type biologisk nedbrydning, der forløber i aerobe miljøer, hvor forureningskomponenter (primært olie- og benzinkomponenter) kan oxideres under aerobe forhold. Stimuleringen kan enten ske ved at tilsætte nødvendige næringsstoffer og/eller ved at tilføre ilt til behandlingszonen. Teknikken kan kombineres med tilsætning af specifikke bakterier (bioaugmentation). I kapitel 2.13 ”Stimuleret biologisk nedbrydning - reduktion” fokuseres på jord- og grundvandsmiljøer, hvor nedbrydningen sker uden tilstedeværelse af ilt. Mange forureningskomponenter kan nedbrydes under aerobe forhold, men ved kraftige forureninger kan alt tilgængeligt ilt være opbrugt ved nedbrydningsprocesserne. I disse situationer kan tilførsel af ilt derfor fremme nedbrydningen. Ilt kan tilføres på flere forskellige måder. I den umættede zone benyttes bioventilationsanlæg ofte, hvor atmosfærisk luft eller ren ilt pumpes ned i behandlingszonen. Denne teknik virker bedst i permeable aflejringer og er derfor blandt andet sensitiv overfor et højt vandindhold. Luft, ren ilt, iltholdigt vand eller faste iltfrigivende matierialer (f.eks. ORC®) kan pumpes ned i boringer i den mættede zone. Luft kan f.eks. tilføres ved at pumpe det ned gennem slanger i boringerne, hvorigennem ilten diffunderer ud i vandet. Designet kan f.eks. udføres som en iltholdig biobarriere på tværs af strømningsretningen. Ved alle iltleveringssystemerne i den mættede zone er en af de primære udfordringer, at der kan ske en tilklogning på overfladen af boringerne. Tilklogning kan både skyldes bakterievækst samt oxidation og udfældning af reducerede komponenter i vandet omkring boringen. Inden etablering af stimuleret biologisk nedbrydning som afværgeforanstaltning er det afgørende at sandsynliggøre, at det fysisk er muligt, at tilføre de nødvendige mængder ilt og næringssalte inden for den planlagte oprensningsperiode. Det skal nævnes, at afværgemetoden vil være uforholdsmæssigt tidskrævende (mange årtier), på lokaliteter med tilstedeværelse af væsentlig/stor forureningsmasse og evt. fri fase. Forekomst af kraftig kildeforurening bør derfor fjernes indledningsvist ved anvendelse af en anden afværgemetode. I tabel 2.11.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. Tabel 2.11.1. Overordnede karakteristika for stimuleret biologisk nedbrydning - oxidation
2.11.2 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført to afværgeprojekter med stimuleret biologisk nedbrydning støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 519 (2000), 860 (2003) og 1060 (2006). Ved siden af aktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet er der ligeledes igangsat en række andre afværgeprojekter af mere driftsmæssig karakter. Disse projekter er finansieret af Miljømyndighederne i forbindelse med deres lovpligtige oprensning af forurenede grunde eller private bygherre, f.eks. oliebranchens Miljøpulje (OM). I nedenstående afsnit tages der udgangspunkt i udviklingsaktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet såvel som erfaringer fra udvalgte sager fra private bygherre (OM). Sager af mere driftsmæssig karakter indgår som en del af en samlet perspektivering af afværgeteknikken sidst i kapitlet. Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet, hvorefter der følger en samlet præsentation af resultater opnået i Danmark og en perspektivering. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 2.11.2.1 PetroTechProduktet Petrotech er et effektivt og miljøvenligt brandslukningsmiddel, som anvendes i forbindelse med oliebrande. Efter producentens oplysninger kan produktet desuden forøge den biologiske nedbrydning af oliestoffer in situ eller on site. Oprydningen efter brande skulle således kunne begrænses, idet den forurenede jord renses biologisk på stedet. Forud for en planlagt feltafprøvning af stoffet PetroTech er der gennemført laboratoriestudier med tilsætning af PetroTech til dieselforurenet jord. Formålet med forsøgene var:
Med henblik på at dokumentere hvorvidt tilsætningen af PetroTech forøgede den biologiske nedbrydning af oliekomponenter, blev der udført et feltforsøg med dieselforurenet jord. Forsøget omfattede følgende:
2.11.2.2 BioGel/BioVandI forbindelse med at Hvidovre Kommune i 2001 igangsatte en forsøgsrensning af olieforurenet moræneler ved tilsætning af Bio-Gel, har Miljøstyrelsen ydet støtte under Teknologiprogrammet til supplerende monitering på oprensningsforløbet. Der er gennemført et forsøg på at foretage en in-situ biologisk rensning af et 1.500 m² stort område, som er forurenet med let fyringsolie. Forsøget er gennemført ved at tilføre jorden Bio-Gel og Bio-Vand (en blanding af bakterier, næringsstoffer og elektronacceptor i form af ilt) dels ved injektion med højtrykslanser, dels ved tilførsel via horisontale, perforerede rør, som er nedboret i den forurenede horisont. Den forurenede horisont består af fast moræneler, som er forurenet fra 1-4 meters dybde. 2.11.2.3 Høgelundvej, GiveDansk Miljørådgivning A/S (DMR) iværksatte på foranledning af Oliebranchens Miljøpulje (OM) og Topdanmark Forsikring, samt efter aftale med Vejle Amt og Give Kommune, en biologisk oprensning af en konstateret fyringsolieforurening på lokaliteten Høgelundvej, Give. Der er tale om et spild på mellem 555 og 685 l fyringsolie beliggende i et velafgrænset jordvolumen af en 3 meter dyb umættet zone bestående af sand. Afværgen er baseret på tilførsel af olienedbrydende mikroorganismer, næringssalte og ilt til behandlingszonen. Mikroorganismer og næringssalte tilføres via infiltration ned gennem behandlingszonen og tilførsel af ilt (bioventilering) sker ved en nænsom vakuumventilation i centrum af behandlingszonen samt nænsom indblæsning af atmosfærisk luft i filtersatte boringer i periferien af behandlingszonen. For at sikre hydraulisk kontrol med grundvandsforurening, infiltrerede mikroorganismer og næringssalte er der endvidere etableret en afværgeboring umiddelbart nedstrøms behandlingszonen. 2.11.2.4 Yderligere aktiviterUd over ovennævnte aktiviteter er der kendskab til at Dansk Geo-service A/S (DGE) har udviklet en metode der omfatter tilsætning af overiltet vand til behandlingszonen for på den måde at stimulere biologisk nedbrydning. Metoden er på nuværende tidspunkt anvendt på flere danske lokaliteter til oprensning af primært olie- og benzinprodukter. 2.11.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne: 2.11.3.1 PetrotechFølgende kunne konkluderes på baggrund af de gennemførte aktiviteter med PetroTech:
2.11.3.2 Biogel/BiovandFølgende kunne konkluderes på baggrund af de gennemførte aktiviteter med bio-gel og bio-vand:
En af de bakterier, som Bio-Gel og Bio-Vand angiveligt skulle indeholde kunne ikke genfindes i prøver af Bio-Gel og Bio-Vand eller i jordlagene i det behandlede område. Imidlertid har det vist sig at være forbundet med store vanskeligheder at presse Bio-Vand ud i den tætte lerformation, og det er således vanskeligt at afgøre om Bio-Vand har kunnet udøve sin ønskede virkning ude i formationen i den aktuelle situation. 2.11.3.3 Høgelundvej, GivePå baggrund af de gennemførte aktiviteter er der efter 2,5 års afværge vurderet følgende:
2.11.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. stimuleret biologisk nedbrydning som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette afsnit. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
2.11.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.10.3/ Miljøprojekt Nr. 519, 2000: Effekt af tilsætning af Petrotech til dieselforurenet jord. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.10.4/ Miljøprojekt Nr. 860, 2003.: Forsøg med Bio-Gel/Bio-Vand til rensning af olieforurenet jord. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.10.5/ Miljøprojekt Nr. 1060, 2006: BioGel til rensning af olieforurenet jord. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.10.6/ Stimuleret biologisk nedbrydning af fyringsolie – Feltresultater der viser muligheder og begrænsninger. ATV Vintermøde 2007. /2.10.7/ Statusrapport nr. 4 for stimuleret biologisk nedbrydning af fyringsolie. Høgelundvej, Give. Udarbejdet Af Dansk Miljørådgivning A/S, 30. april 2007. 2.12 Stimuleret biologisk nedbrydning - reduktionMiljøstyrelsen gennemførte i 2005 en vidensopsamling vedrørende stimuleret reduktiv deklorering, jf. Miljøprojekt 983, 2005. Nedenstående beskrivelser af afværgeprincippet er primært baseret på denne udgivelse, som der henvises til for yderligere detaljer. De efterfølgende afsnit vedrørende udførte aktiviteter i Danmark er baseret på indhentet materiale primært fra regionerne såvel som materiale udgivet under Teknologiprogrammet. 2.12.1 AfværgeprincipStimuleret reduktiv deklorering anvendes i dag som en in situ afværgeteknik til oprensning af lokaliteter forurenet med klorerede opløsningsmidler. Teknikken er baseret på naturligt forekommende mikrobiel nedbrydning af forureningskomponenterne under anaerobe forhold til uskadelige nedbrydningsprodukter. Teknikken har primært været anvendt over for forureninger med klorerede ethener (perklorethylen (PCE) eller triklorethylen (TCE)), hvorfor nedenstående beskrivelser tager udgangspunkt i disse stoffer. Det er dog påvist, at 1,1,1-triklorethan (1,1,1-TCA) kan dekloreres til klorethan (CA), hvilket åbner mulighed for, at teknikken også kan anvendes over for forureninger af denne type. Det skal dog bemærkes, at CA ikke nedbrydes ved reduktiv deklorering og derfor potentielt ophobes. 2.12.1.1 Mikrobiel nedbrydningReduktiv deklorering er en redoxproces, hvor visse bakterier under anaerobe forhold anvender de klorerede ethener som elektronacceptorer og hydrogen som primær elektrondonor til generering af energi i en respirationsproces kaldet (de)halorespiration. Ved dekloreringen substitueres kloratomer sekventielt med hydrogenatomer, så der fra PCE sker en trinvis dannelse af først TCE efterfulgt af diklorethylen (primært cis-DCE), vinylklorid (VC) og endelig ethen. I naturlige jord- og grundvandsmiljøer er den reduktive deklorering af klorerede ethener imidlertid ofte begrænset af utilstrækkelig tilstedeværelse af elektrondonor. Reduktiv deklorering af PCE eller TCE til cis-DCE kan forestås af en lang række naturligt forekommende halorespirerende bakterier i jord- og grundvandsmiljøet. Der er imidlertid i dag kun kendskab til en enkelt gruppe mikroorganismer tilhørende typen Dehalococcoides (Dhc), der er påvist i stand til at reducere PCE eller TCE fuldstændigt til ethen. Reduktiv deklorering anvendt i forbindelse med afværge over for jord- og grundvandsforureninger med klorerede ethener er derfor betinget af tilstedeværelsen af Dhc. Det er dog ikke alle typer Dhc, der er i stand til reduktivt at deklorere VC til ethen, da denne del af dekloreringsfølgen er betinget af, at bakterierne besidder genet vinylkloridreduktase (Vcr). Besidder Dhc ikke Vcr kan omdannelsen af VC til ethen i nogle tilfælde ske ved anaerob oxidation eller ved co-metabolisme. Da den fuldstændige nedbrydning af klorerede ethener således er betinget af tilstedeværelsen af Dhc (og typisk Vcr) blandt de halorespirerende bakterier, kan der på lokaliteter forurenet med klorerede ethener i mange tilfælde observeres en ophobning af cis-DCE eller VC. 2.12.1.2 AfværgeteknikNår reduktiv deklorering anvendes som afværgeteknik tilsigtes en optimering af forholdene i jord- og grundvandsmiljøet, så den reduktive dekloreringsproces stimuleres (Stimuleret Reduktiv Deklorering, SRD). Dette involverer som udgangspunkt tilførsel af en elektrondonor som oftest i form af organisk stof samt næringsstoffer for at stimulere mikrobiologisk vækst i zonen, der ønskes behandlet (behandlingszonen). Ved den mikrobiologiske vækst omdannes den tilførte elektrondonor til brint og organiske fede syrer (f.eks. acetat og propionat) i en række redoxprocesser, hvor uorganiske elektronacceptorer (f.eks. jern(III) og sulfat) reduceres. Tilførsel af elektrondonor skaber således anaerobe forhold, tilfører brint til dekloreringsprocessen og sikrer opretholdelse af mikrobiologisk aktivitet. Viser det sig ved indledende dimensionerende laboratorieforsøg med jord og/eller grundvand fra den aktuelle lokalitet, at de nødvendige deklorerende mikroorganismer (Dhc) ikke er til stede eller at nedbrydningen ikke er tilstrækkelig hurtigt ved tilsætning af elektrondonor alene, må en bakteriekultur af deklorerende mikroorganismer tilføres behandlingszonen sammen med elektrondonor. Tilsætning af elektrondonorer alene (uden tilsætning af en deklorerende bakteriekultur) benævnes ”biostimulering”. Tilsættes der samtidig bakteriekultur benævnes det ”bioaugmentation”. Der findes i dag en række forskellige donortyper på markedet med forskellige karakteristika. De forskellige donortyper opdeles overordnet i hurtigt omsættelige elektrondonorer og langsomt omsættelige elektrondonorer. Elektrondonorer, der karakteriseres som hurtigt omsættelige er f.eks. fødevarebaserede syrer (acetat eller laktat), alkoholer (metanol eller ethanol) mv., mens elektrondonorer, der karakteriseres som langsomt omsættelige f.eks. omfatter laktatbaserede polymerer, oliebaserede langsomt frigivende forbindelser, opløselige forbindelser såsom sukkerstoffer (melasse) mv. Grundlaget for valget af elektrondonor afhænger primært af de lokalitetsspecifikke forhold og det konceptuelle design for afværgestrategien på de konkrete lokaliteter, og der kan ikke generelt udpeges en donortype, der er mere effektiv end en anden. Forhold vedrørende geologi, hydrogeologi, forureningssituation og adgangsforhold danner således sammen med afværgestrategien/-formålet (f.eks. behandlingszone og oprensningstid) grundlaget for valget af injektionsmetode og donortype. Overordnet er de hurtigt omsættelige elektrondonorer dog typisk anvendelige i permeable aflejringer som sand- og grusmagasiner eller sprækkede formationer som kalkmagasiner, hvor en hurtig kontakt mellem donor og klorerede ethener kan forventes, og hvor afværgestrategien ikke beror på en lang levetid af elektrondonor. Injektionsstrategien omfatter i denne sammenhæng ofte et aktivt system, jf. nedenstående afsnit. De langsomt omsættelige elektrondonorer er typisk anvendelige i lavpermeable aflejringer, hvor kontakten mellem donor og klorerede ethener er baseret på diffusive processer, og hvor afværgestrategien beror på lang levetid af elektrondoner. Her er der typisk tale om passive injektionssystemer, jf. nedenstående afsnit. 2.12.1.3 InjektionsstrategiAfhængig af de lokalitetsspecifikke forhold og afværgestrategien på en given lokalitet anvendes forskellige metoder til injektion og fordeling af elektrondonor og evt. bakteriekultur i behandlingszonen. Der opereres typisk med aktive og passive injektionssystemer. Ved aktive systemer bliver grundvand oppumpet fra det forurenede magasin, tilsat elektrondonorer (og evt. bakteriekulturer, næringsstoffer og pH buffere) og reinjiceret i behandlingszonen. Konstant eller pulserende tilførsel af elektrondonorer er med til at udvikle en biologisk aktiv zone. Herved sikres den bedst mulige spredning af både elektrondonoren og evt. bakteriekulturen. Aktive systemer kan anvendes i aflejringer med god hydraulisk ledningsevne som sand/grus aflejringer samt opsprækkede formationer som kalkmagasiner. Ved passive systemer injiceres elektrondonor og bakteriekultur typisk i en række behandlingspunkter i kildeområdet eller på tværs af forureningsfanen. Ved anvendelse af langsomt omsættelige elektrondonorer kan en biologisk aktiv barriere (bio-barriere) herved etableres. Barrieren har til formål at nedbryde de klorerede ethener, der transporteres med grundvandet. For at sikre en langtidsholdbar kapacitet af en bio-barriere skal elektrondonoren tilsættes i den rette mængde, så der for en given tidshorisont og grundvandshastighed kan behandles et planlagt antal porevolumener. Passive systemer er generelt teknisk simple at implementere, idet der ikke er behov for boringsbestykning, rørføringer, elinstallationer mv. Det kan imidlertid være vanskeligt at opnå en jævn fordeling af donor og evt. bakteriekultur i behandlingszonen, da et passivt system ikke er forbundet med hydraulisk kontrol og da passive systemer ofte anvendes i mere lavpermeable formationer. Behandlingsboringernes influensradius vil ligeledes typisk være mindre end i et aktivt system, hvilket betyder, at det ofte vil være nødvendigt med et større antal behandlingspunkter. Det må vurderes konkret i hver enkelt sag hvilken injektionsstrategi, der er optimal på en given lokalitet. Dette er ikke nødvendigvis kun aktiv eller passiv tilførsel men kan også være en kombination af de to injektionsmetoder. På nogle lokaliteter kan der således med fordel etableres en biologisk aktiv zone med et aktivt injektionssystem, hvorefter zonen opretholdes biologisk aktiv ved efterfølgende periodevis passiv tilførsel af elektrondonor og evt. bakteriekultur. Ved anvendelse af stimuleret reduktiv deklorering som afværgeteknik bør det i øvrigt undersøges om de injicerede stoffer kræver en særskilt godkendelse fra miljømyndighederne inden tilsætning. Tabel 2.12.1. Overordnede karakteristika for stimuleret reduktiv deklorering (SRD)
Tabel 2.12.2: Oversigt over projekter med stimuleret reduktiv deklorering præsenteret i kapitlet Klik her for at se Tabel 2.12.2 2.12.1.4 OpsummeringI tabel 2.12.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. 2.12.2 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført 2 større afværgeprojekter med stimuleret reduktiv deklorering støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 833 og 834 (2003) samt Miljøprojekt 1146, 1148 og 1149 (2007). Herudover er der gennemført en erfaringsopsamling støttet af Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 983 og 984 (2005). Ved siden af aktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet er der i Danmark ligeledes igangsat en række andre afværgeprojekter med denne teknik i andet regi. Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet for hver lokalitet, hvorefter der følger en samlet præsentation af resultater opnået i Danmark og en perspektivering. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. I tabel 2.12.2 er der en samlet oversigt over de projekter der præsenteres i kapitlet. 2.12.2.1 Jægersborg Allé, GentofteDer henvises til afsnit 3.3 ”Biologisk reaktiv barriere – reduktion” i kapitlet vedrørende spredningskontriol for beskrivelser af aktiviteter gennemført på denne lokalitet. 2.12.2.2 Rugårdsvej (Sandprojekt)På Rugårdsvej 234-238 i Odense er der gennemført et afværgeprojekt med stimuleret reduktiv deklorering for det tidligere Fyns Amt (nuværende Region Syd) og Miljøstyrelsen som led i Teknologiprogrammet. Projektet er gennemført i et samarbejde mellem COWI A/S, Orbicon A/S, Miljø & Ressourcer DTU, GeoSyntec samt GEUS i perioden 2004 til 2006. Afværgeprojektet omfattede en række indledende dimensionerende undersøgelser, jf. Miljøprojekt 1146 (2007), og et efterfølgende pilotforsøg med stimuleret reduktiv deklorering, jf. Miljøprojekt 1148 og 1149 (2007). Lokaliteten er primært forurenet med TCE og cis-DCE. Den geologiske lagfølge består overordnet af ca. 50 m kvartære aflejringer af moræneler med forekomst af vandførende lag af smeltevandssand. I dybder fra ca. 10 til 15 m u.t. træffes således 1-2 m vandførende smeltevandssand (sekundært magasin). Forureningskilden er lokaliseret i en formation af moræneler over det sekundære grundvand. Der er generelt reducerede forhold i det sekundære grundvand i kildeområdet, og der er ved analyse konstateret indhold af bakteriekulturen Dehalococcoides på mellem 1x10³ og 2,4x104 celler per liter. Pilotforsøgets formål var at belyse anvendeligheden af stimuleret reduktiv deklorering som afværgeteknologi i det sekundære grundvandsmagasin. Konkret skulle pilotforsøget belyse forhold vedrørende nødvendigheden af at tilsætte bakterier (bioaugmentation), udviklingen af redox-forhold samt oprensningseffekten i forsøgsfeltet. Herudover skulle pilotforsøget belyse forskellige ingeniørtekniske problemstillinger (f.eks. injektionsstrategi, tilklogning af boringer, blanding af elektrondonorer/næringsstoffer/bakterier, monitering mv.). Pilotforsøget blev gennemført ved tilsætning af elektrondonor (natriumlaktat) og en bakteriekultur (KB-1™) i det sekundære grundvandsmagasin. Der er etableret et aktivt system med recirkulation, hvor injektion og ekstraktion er foretaget i henholdsvis 3 injektionsboringer og 1 ekstraktionsboring. Grundvandets hastighed i testfeltet er ved tracerforsøg bestemt til ca. 0,5 m/dag, svarende til at ca. 3 porevolumener er blevet recirkuleret i forsøgsperioden. Det oppumpede grundvand blandes med natriumlaktat (60 w/w % opløsning) ved pulstilsætning inden reinjektion. Der er samlet tilsat 273 kg natriumlaktat (ca. 20 % mindre end planlagt). Efter 70 dage med laktattilsætning blev der foretaget injektion af bakteriekulturen KB-1™ (ca. 27 l) i 3 injektionsboringer. Efter injektionen af bakteriekultur fortsatte den aktive fase i ca. 180 dage med tilsætning af natriumlaktat til injektionsvandet. Efter 250 dages aktiv drift af anlægget er driften overgået til passiv drift med injektion af langsomt frigivende donor (Newman Zone). Pilotforsøget mundede ud i en række generelle anbefalinger vedrørende dimensionering af afværge i form af stimuleret reduktiv deklorering på lokaliteten. Der henvises til nedenstående samlede resultat- og erfaringsafsnit 2.13.3 for en præsentation af generelle erfaringer og anbefalinger. 2.12.2.3 Rugårdsvej (lerprojektet)På Rugårdsvej i Odense er der tillige gennemført et pilotprojekt finansieret af det tidligere Fyns Amt (nuværende Region Syd). Projektet er gennemført i et samarbejde mellem COWI A/S, Orbicon A/S, Miljø & Ressourcer DTU og GeoSyntec. Lokaliteten er primært forurenet med TCE og cis-DCE. Den geologiske lagfølge består overordnet af ca. 50 m kvartære aflejringer af moræneler med forekomst af vandførende lag af smeltevandssand. Forureningskilden er lokaliseret i en formation af moræneler. Pilotforsøgets formål var at belyse anvendeligheden af stimuleret reduktiv deklorering som afværgeteknologi i lavpermeable aflejringer. Konkret skulle pilotforsøget belyse forhold vedrørende:
Pilotforsøget blev gennemført i to områder ved tilsætning af elektrondonor og en bakteriekultur. Tilsætningen af elektrondonor og bakteriekultur skete i det ene forsøgsområde (sandslirefeltet) til naturligt forekommende tynde sandlag og sandstriber mens tilsætningen i det andet område (frakturfeltet) skete til kunstigt sandfyldte sprækker etableret ved hydraulisk frakturering i moræneleren. I begge forsøgsområder har oprensningsstrategien taget udgangspunkt i et passivt system, hvor elektrondonor og bakteriekultur injiceres til behandlingszonen, hvorefter oprensningseffekten følges ved monitering. Som elektrondonor og bakteriekultur blev anvendt de kommercielle produkter, henholdsvis Newman Zone™ (emulgeret sojabønneolie tilsat laktat) og KB-1™. Inden injektion blev Newman Zone blandet (5 % opløsning) med svagt reduceret grundvand. Bakteriekulturen blev injiceret direkte til injektionsboringen under anaerobe forhold ved pulsinjektion af skiftevis elektrondonor og bakteriekultur. Der blev samlet tilsat ca. 200 l elektrondonor, svarende til 10 kg Newman Zone™, og ca. 7,5 l bakteriekultur til hvert forsøgsområde. Pilotforsøget mundede ud i følgende overordnede erfaringer:
Der henvises i øvrigt til nedenstående samlede resultat- og erfaringsafsnit 2.13.3 for en præsentation af generelle erfaringer og anbefalinger. For beskrivelser af resultaterne af frakturforsøget henvises til afsnit 2.17 vedr. hydraulisk frakturering. 2.12.2.4 Sortebrovej, TommerupPå Sortebrovej i Tommerup har det tidligere Hedeselskabet Miljø og Energi A/S (nuværende Orbicon) i 2006 gennemført et fuldskala afværgeprojekt med stimuleret reduktiv deklorering. Projektet er finansieret af det tidligere Fyns Amt (nuværende Region Syd). Afværgeprojektet omfattede indledningsvis en række dimensionerende undersøgelser, herunder treatabilityforsøg med stimuleret reduktiv deklorering. Lokaliteten er primært forurenet med TCE og den geologiske lagfølge udgøres overordnet af moræneler, hvori der findes vandførende sandslirer og tynde sandlag. Der er generelt konstateret reducerede forhold i grundvandsprøver fra både sekundært og primært grundvand, og der er konstateret et lavt indhold af bakteriekulturen Dhc. Afværgeprojektets formål var at reducere nedsivningen af klorerede opløsningsmidler til det primære grundvandsmagasin, således at risikoen for en uacceptabel påvirkning af den nærtliggende vandindvinding minimeredes. Afværgeprojektet blev gennemført ved tilsætning af elektrondonor og en bakteriekultur (passivt system) til 47 injektionsboringer (filtersat i flere niveauer). Der er således foretaget injektion i 93 filtre, hvoraf 80 er filtersat i sprækker og sandslirer i moræneler (10-20 m u.t.) og 13 er filtersat i sandlag i moræneler (20-30 m u.t.). Injektionen i moræneleren havde til formål at reducere forureningens kildestyrke, mens injektionen i sandlaget havde til formål at etablere en bufferzone, der hindrer fortsat nedsivning mod det primære magasin. Som elektrondonor og bakteriekultur blev anvendt de kommercielle produkter, henholdsvis EOS® (emulgeret vegetabilsk olie) og KB-1™. Inden injektion blev EOS® blandet (ca. 10 % opløsning til morænelerformationen og ca. 1 % opløsning til sandlaget) med reduceret grundvand. Bakteriekulturen blev injiceret direkte til injektionsboringen under anaerobe forhold. For at sikre optimale forhold for bakterierne blev der indledningsvist tilsat 25-33 % af den samlede mængde substrat, for at sikre anaerobe forhold i formationen. Der blev foretaget pulsinjektion af skiftevis elektrondonor og bakteriekultur. Der blev samlet tilsat ca. 4.640 l EOS® som blev opblandet i 100.617 l grundvand, og ca. 220 liter bakteriekultur. Selve oprensningen forventes at ville strække sig over en længere årrække og der kan på nuværende tidspunkt ikke konkluderes på effekten af den gennemførte afværge. I en flerårig periode fremover skal der gennemføres monitering med henblik på at overvåge, om forholdene i grundvandet betinger, at der kan foregå en stadig nedbrydning af de klorerede opløsningsmidler i behandlingsområdet ved reduktiv deklorering. Ud fra moniteringsresultaterne kan det vise sig, at der på et tidspunkt bliver behov for at skulle tilføre yderligere substrat til boringerne i behandlingsområdet. Afværgeprojektet mundede ud i en række generelle erfaringer vedrørende gennemførelse af stimuleret reduktiv deklorering i fuldskala som er beskrevet i det samlede erfarings- og resultatafsnit 2.13.3. 2.12.2.5 Industrivej, GlostrupPå Industrivej i Glostrup (Glostrup Regnvandsbassin) har NIRAS A/S i samarbejde med Miljø & Ressourcer DTU, gennemført et pilotforsøg til afprøvning og dokumentation af stimuleret reduktiv dechlorering kombineret med pneumatisk frakturering. Projektet er finansieret af det tidligere Københavns Amt (nuværende Region Hovedstaden). Forureningen på lokaliteten omfatter primært triklorethylen (TCE) og cis-DCE i kildeområdet og geologien består overordnet af moseaflejringer (tørv og gytje) over et lag af sand, morænesand og silt underlejret af moræneler. Sandlaget udgør et lokalt sekundært magasin. Der er påvist methanogene forhold i kildeområdet og igangværende reduktiv dechlorering i stort omfang i sand- og gytjelaget og et stort potentiale for yderligere stimulering ved tilsætning af elektrondonor. Pilotforsøgets formål var dels at undersøge fordelingen af substrat i gytje-/siltlaget som følge af pneumatisk frakturering og dels, at belyse effekten af substratinjektion ved pneumatisk frakturering på den igangværende nedbrydning af klorerede ethener, herunder specielt spredning og omsætning af substrat, udvikling i redoxforhold, stimulering af anaerob dechlorering samt vækst af specifikke dechlorerende bakterier. Endelig skulle pilotforsøget give grundlag for anbefalinger vedrørende anvendelse af pneumatisk frakturering til kildereduktion i fuld-skala på Industrivej 3, Glostrup. Pilotforsøget blev gennemført ved udførelse af frakturering i et interval (3-4 m u.t.) og efterfølgende injektion af substrat i to intervaller (2-3 og 3-4 m u.t.). Der er injiceret ufortyndet protomylasse ved hydraulisk injektion, hhv. ca. 425 liter i intervallet 3-4 m.u.t. og ca. 375 liter i intervallet 2-3 m u.t. Protomylasse er et hollandsk restprodukt fra kartoffelstivelsesproduktion. Substratet er injiceret hydraulisk. Pilotforsøget mundede ud i følgende overordnede erfaringer:
Pilotforsøget mundede i øvrigt ud i en række generelle erfaringer vedrørende gennemførelse af stimuleret reduktiv deklorering som er beskrevet i det samlede erfarings- og resultatafsnit 2.13.3. For beskrivelser af resultaterne af frakturforsøget henvises til afsnit 2.18 vedr. pneumatisk frakturering. 2.12.2.6 Flensborggade, Kbh. VPå Flensborggade i København har NIRAS A/S gennemført et pilotforsøg med stimuleret reduktiv deklorering. Forsøget er gennemført for den tidligere Københavns Kommunes Miljøkontrol (nuværende Region Hovedstaden). Pilotforsøget er gennemført i et sekundært magasin i ca. 3-4 m u.t., der er kraftigt forurenet med primært PCE. Der er generelt svagt reducerede forhold, og der er ved analyse af grundvandsprøver ikke konstateret indhold af bakteriekulturen Dehalococcoides. Formålet med pilotforsøget var at belyse anvendeligheden af stimuleret reduktiv deklorering som afværgeteknologi til kildereduktion og afskærende horisontal barriere på lokaliteten under faktiske forhold. Konkret skulle de tekniske forhold i relation til etablering af injektionsboringer og gennemførelse af væskeinjektion (substrat og deklorerende bakteriekultur), den resulterende fordeling, spredning og levetid af substrat og deklorerende bakteriekultur samt oprensningseffekten vurderes. Pilotforsøget blev gennemført ved infiltration af det kommercielle substrat EOS® sammen med en bakteriekultur fra en deklorerende bioreaktor i 3 injektionsboringer i testfeltet (passivt system). Infiltrationen blev foretaget ved gravitation (ca. 15 l/time) i én boring ad gangen fra serieforbundne tanke. Under infiltrationen blev systemet holdt anaerobt ved kontinuert tilførsel af nitrogen til infiltrationstankene. Der blev i alt infiltreret ca. 25 kg EOS® opblandet i ca. 1.750 l væske fra en bioreaktor indeholdende bakteriestammen Dhc. Pilotforsøget mundede ud i følgende overordnede erfaringer:
Der foretages på nuværende tidspunkt monitering på lokaliteten og der kan derfor ikke konkluderes noget endeligt hvad angår den samlede afværgeeffekt. Pilotforsøget mundede i øvrigt ud i en række generelle erfaringer vedrørende gennemførelse af stimuleret reduktiv deklorering som er beskrevet i det samlede erfarings- og resultatafsnit 2.13.3. 2.12.2.7 Gl. Kongevej, Kbh. VDer henvises til afsnit 3.3 ”Biologisk reaktiv barriere – reduktion” i kapitlet vedrørende spredningskontriol for beskrivelser af aktiviteter gennemført på denne lokalitet. 2.12.2.8 Yderligere aktiviteterUd over ovenstående udviklingsprojekter, er der ligeledes kendskab til en række andre gennemførte afværgeprojekter, hvor stimuleret reduktiv deklorering har været anvendt som afværgeteknik, men hvor aktiviteterne har været af mere driftsmæssig karakter. Udvalgte projekter gennemført af Miljømyndighederne og private bygherre, hvor stimuleret reduktiv deklorering er etableret som en del af afværgestrategien, er f.eks.:
Projekterne beskrives ikke nærmere i denne rapport, idet der ikke vurderes at være tale om udviklingsprojekter, men snarere afværgeprojekter af driftsmæssig karakter. Dokumentationsmaterialet i relation til metodens principper, begrænsninger og effekt vurderes derfor at være for spinkelt. Projekterne ligger imidlertid til grund for besvarelsen af spørgeskemaerne, jf. afsnit 1.3 og bilag 1, og har således betydning for den samlede perspektivering af passiv ventilation som afværgeteknik. 2.12.3 Resultater af aktiviteterNedenfor præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra de gennemførte aktiviteter. Generelt kan følgende konkluderes:
Generelt kan følgende konkluderes vedrørende behandling af højpermeable formationer af sand eller grus:
Generelt kan følgende konkluderes vedrørende behandling af lavpermeable formationer af (opsprækket) ler eller kalk:
2.12.4 PerspektiveringFeltaktiviteter gennemført med støtte fra Miljøstyrelsen under teknologiprogrammet såvel som feltaktiviteter gennemført i andet regi med stimuleret reduktiv deklorering viser lovende resultater. Der er dog forsat behov for udvikling af teknikken. Nedenstående emner viser, hvor der bl.a. vurderes at være behov for udvikling af inden for stimuleret reduktiv deklorering som afværgeteknologi på feltskala i Danmark.
Som beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. stimuleret reduktiv deklorering som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for nedenstående vurdering/perspektiveringen af teknikken.
2.12.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.13.1/ Miljøprojekt Nr. 833, 2003: Oprensning af klorerede opløsningsmidler ved stimuleret reduktiv deklorering. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.13.2/ Miljøprojekt Nr. 834, 2003: Oprensning af klorerede opløsningsmidler ved stimuleret reduktiv deklorering - bilagsrapport. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.13.3/ Miljøprojekt Nr. 983, 2005: Stimuleret in situ reduktiv deklorering - Hovedrapport. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.13.4/ Miljøprojekt Nr. 984, 2005: Stimuleret in situ reduktiv deklorering - Appendiksrapport. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.13.5/ Miljøprojekt Nr. 1148, 2007.: Pilotprojekt med stimuleret in situ reduktiv deklorering - Hovedrapport. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.13.6/ Miljøprojekt Nr. 1149, 2007: Pilotprojekt med stimuleret in situ reduktiv deklorering - Bilagsrapport. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.13 Fytooprensning2.13.1 AfværgeprincipBegrebet ”fytooprensning” har fået følgende generelle definition: „Anvendelsen af grønne planter og disses mikroflora, jordtilsætninger, og agronomiske teknikker til at fjerne, tilbageholde eller uskadeliggøre uønskede kemiske stoffer i miljøet“. Teknikkerne til fytooprensning kan opdeles i metoder til fiksering, nedbrydning eller evapotranspiration af organiske forureningskomponenter og metoder til opkoncentrering og fiksering af tungmetaller i planter. 2.13.1.1 Organiske forureningskomponenterFytooprensningen af organiske komponenter har til formål at oprense grundvands- og/eller jordforurening i kildeområder, og de mest anvendte planter er poppel, pil, rajgræs og lucerne. Mekanismerne bag oprensningen af de organiske komponenter er ikke endeligt kortlagte. For vandopløselige stoffer er optag, ophobning og nedbrydning i planterne samt fordampning herfra mulige mekanismer, mens fjernelsen for sværtopløselige stoffer overvejende foregår ved mikrobielle processer i planternes rodzone. Planternes rodnet og vandoptag påvirker desuden jordstrukturen samt ilt- og vandindhold, hvilket ligeledes kan stimulere biologisk nedbrydning af mange stoffer. Som følge af planternes begrænsede roddybde kan fytooprensningen kun anvendes forholdsvis terrænnært (til ca. 2 m u.t.). Den væsentligste ulempe ved teknikkerne er dog, at oprensningsperioden er meget lang, og at det fortsat er usikkert, om relevante kvalitetskriterier kan nås. 2.13.1.2 TungmetallerFytoekstraktion af tungmetaller udnytter visse planters evne til at ekstrahere metaller fra jorden samt optage og opkoncentrere disse i visse plantedele. Princippet i metodens anvendelse som in situ jordrensningsteknik er, at planterne via jordvæsken optager metal, der frigives fra jorden. I planten optages metaller i rødderne, hvorefter der sker en større eller mindre transport fra rødderne til overjordiske dele af planten. Disse (og i nogle tilfælde underjordiske plantedele) kan efterfølgende høstes, hvorved planternes metalindhold fjernes fra arealet. Der er herefter flere muligheder for efterbehandling af det høstede plantemateriale. Det er ønskeligt at kunne genanvende eller nyttiggøre plantematerialet direkte eller efter foraskning i forbindelse med metaloparbejdning. Som følge af planternes begrænsede roddybde kan fytoremedieringen kun anvendes forholdsvis terrænnært (til ca. 0,5 – 1 m u.t.). Den væsentligste ulempe ved teknikkerne er dog, at oprensningsperioden er meget lang, og at det er usikkert, om relevante kvalitetskriterier kan nås. Med det aktuelle udviklingsstade kan teknikkerne til oprensning af tungmetaller ikke anbefales anvendt i feltskala herhjemme. 2.13.1.3 Genmodificerede bakterierFytoremediering kan ligeledes etableres ved anvendelse af gensplejsede bakterier for forøget planteoptag. Ideen i denne teknik er, at genmodificerede bakterier vokser i tilknytning til planters rodnet og nedbryder forureningskomponenterne ved cometabolisme. Herved udbredes bakterierne i hele rodzonen og planternes vandoptag medvirker til transport af opløste forureningskomponenter til de områder hvor nedbrydningen finder sted. 2.13.1.4 Sammenfatning af karakteristikaI tabel 2.13.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. 2.13.2 Udførte aktiviteter2.13.2.1 Olie- og tjæreforureningerUnder Miljøstyrelsens teknologiprogram er der udført følgende aktiviteter: Litteraturstudium Litteraturstudiet er udført med henblik på at beskrive teknologiens stade internationalt. I studiet er der fokuseret på olie- og tjæreprodukter, og sammenskrivningen omfatter særskilte afsnit om PAH, BTEX og MTBE. Litteraturstudiet er publiceret som Miljøprojekt nr. 644 (2001), hvortil der henvises for yderligere oplysninger. Tabel 2.13.1. Overordnede karakteristika for fytooprensning
Laboratoriestudium Projektet omfattede forsøg med jord udtaget på en af tre lokaliteter, hvor der sideløbende blev udført feltforsøg. Formålet med laboratoriestudierne var:
Med henblik på at opfylde disse formål er der foretaget vækstforsøg med pil og energipil i jord med forskelligt forureningsniveau samt løbende moniteret for en række relevante parametre. Laboratorieforsøgene er publiceret som Miljøprojekt nr. 644 (2001), hvortil der henvises for yderligere oplysninger. Feltforsøg Projektets feltaktiviteter omfattede tre lokaliteter:
Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål:
Med henblik på at opfylde disse formål udføres der med støtte fra Teknologiprogrammet følgende:
Feltforsøgene er fortsat under udførelse, og for mere detaljerede oplysninger henvises til Miljøprojekt nr. 644 (2001). Endvidere udgives i 2008/2009 en statusrapport vedrørende de tre feltforsøg. Konklusionerne fra statusrapporten er medtaget i denne rapport. 2.13.2.2 CyaniderPå Søllerød gasværk i Holte har det tidligere Hedeselskabet Miljø & Energi A/S (nuværende Orbicon) i samarbejde med Miljø & Ressourcer DTU gennemført et afværgeprojekt med fytooprensning kombineret med afværgepumpning. Projektet blev opstartet i 2000 for det tidligere Københavns Amt (nuværende Region Hovedstaden) og omfattede delvis tilplantning af området, der skulle oprenses, med ca. 2.500 små poppeltræer. Området er primært forurenet med cyanid og geologien består overordnet af tørv/fyld i de øverste jordlag underlejret af hovedsageligt moræneler og smeltevandssand. Der udarbejdes på nuværende tidspunkt dokumentation af oprensningseffekten af fytoremedieringen, og resultaterne er således ikke medtaget i denne rapport. 2.13.2.3 TungmetallerUnder Miljøstyrelsens teknologiprogram er der udført følgende aktiviteter: Forsøg i drivhus Forud for planlagte fuldskala oprensninger på fire lokaliteter er der gennemført forsøg i drivhus med jordprøver fra lokaliteterne. Forsøgene havde til formål at tilvejebringe et forbedret vidensgrundlag vedrørende valg af plantearter, betydningen af jordbundsforhold og metodens effektivitet. Forsøgene omfattede følgende aktiviteter:
For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til Miljøprojekt 536, 2000. 2.13.2.4 Genmodificerede organismerKombinationen af genmodificerede bakterier og fytooprensning er undersøgt i det fælleseuropæiske forsknings- og udviklingsprojekt “Integrated Plant/GEM Systems for in situ Soil Bioremediation” (Bioremediering ved hjælp af planter og gensplejsede bakterier), som er støttet af Teknologiprogrammet og Europakommissionens bioteknologiprogram. Der er via Teknologiprogrammet givet støtte til den danske del af projektet. Det overordnede formål med projektet var at udvikle og afprøve bakteriel teknologi til anvendelse i fytooprensning primært af PCB forurenet jord og sekundært af forurening med TCE og PAH. Forurening med PCB på tidligere industrigrunde er et stort problem specielt i USA og i tidligere østeuropæiske lande. Projektet havde følgende underformål:
Arbejdet er foretaget ved forsøg i laboratoriet. For en mere detaljeret beskrivelse af de udførte forsøg henvises til Miljøprojekt 714, 2002. 2.13.3 Resultater af aktiviteter2.13.3.1 Olie- og tjæreforureningerI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne. Feltforsøgene er endnu ikke afsluttet, hvorfor det er begrænset hvad der p.t. kan konkluderes. De foreløbige hovedresultater er:
2.13.3.2 TungmetallerI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
2.13.3.3 Genmodificerede organismerI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra det udførte projekt:
2.13.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. fytoremediering som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette afsnit. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
2.13.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.14.1/ Miljøprojekt Nr. 536, 2000.: Phytooprensning af metaller. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.14.2/ Miljøprojekt Nr. 644, 2001: Fytoremediering af forurening med olie- og tjæreprodukter. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.14 Kemisk oxidation2.14.1 AfværgeprincipVed kemisk oxidation som afværgeteknik tilsættes stærke oxidationsmidler til forureningszonen, for på den måde at nedbryde de aktuelle forureningskomponenter ved aggressive oxidationsreaktioner. Ved nedbrydningen kan en lang række forureningskomponenter blive omdannet til ufarlige nedbrydningsprodukter, eller de kan blive mineraliseret (nedbrudt totalt) til kuldioxid, vand og uorganiske salte. Oxidationen af sediment og grundvand kan i øvrigt medføre en stimulering af efterfølgende aerob biologisk nedbrydning af nogle forureningskomponenter. Kemisk oxidation er anvendelig til oprensning af de fleste klorerede opløsningsmidler, lettere og tungere olieprodukter samt mange pesticider. Også PAH’er kan nedbrydes ved kemisk oxidation. Oxidationsmidler, der anvendes i dag, omfatter ozon, hydrogen peroxid (specielt som Fentons reagens), persulfat samt natrium- og kaliumpermanganat. Oxidationsmidlerne kan enten tilsættes som fast stof, på opløst form eller som gas (O3). Endvidere findes der en lang række varemærkebeskyttede kommercielle oxidationsmidler som f.eks. ORC, RegenOx mv. Fentons reagens og ozon er hurtige reagenser med kort levetid, der kun virker ved lave pH-værdier. Der findes dog også en modificeret Fentons reagens, som virker ved neutrale pH. Fentons reagens tilføres i vandig opløsning og ozon tilføres som gas. Permanganat og persulfat er i modsætning hertil langsommere reagenser med længere levetid. De kan tilsættes som vandige opløsninger eller som fast fase, som så opløses af infiltrerende regnvand eller gennemstrømmende grundvand. Persulfat kan aktiveres ved opvarmning samt ved tilsætning af metaller eller base, hvorved reaktionshastigheden og effektiviteten øges. Under danske forhold (med ofte velbufrede forhold) vurderes permanganat og persulfat ofte at være de bedst egnede oxidationsmidler. På nuværende tidspunkt er det imidlertid kun kaliumpermanganat, hydrogenperoxid og ozon, der har været afprøvet og anvendt som oxidationsmidler i Danmark. Hovedparten af alle afværgeprojekter med kemisk oxidation i Danmark er dog gennemført med kaliumpermanganat som oxidationsmiddel til nedbrydning af klorerede ethener (PCE, TCE mv.). Den helt afgørende faktor for at opnå succes ved anvendelse af kemisk oxidation er at få kontakt mellem forureningskomponent og oxidationsmiddel. Herudover kræver anvendelse af metoden et kendskab til den naturlige kemi i undergrunden, der kan have væsentlig indflydelse på de kemiske reaktioner og således dimensioneringen af afværgemetoden. Den kemiske oxidation er således ikke stofspecifik, og ved siden af nedbrydning af forureningskomponenter vil der ske reaktion med en lang række andre naturligt forekommende organiske og uorganiske forbindelser i jorden. Denne reaktion karakteriseres som ”naturligt forbrug” af oxidationsmiddel og vil i mange sager være dimensionsgivende i forhold til det samlede forbrug af oxidationsmiddel i jorden. Afhængig af de lokalitetsspecifikke forhold og afværgestrategien på en given lokalitet anvendes forskellige metoder til injektion og fordeling af oxidationsmiddel i behandlingszonen. Der opereres typisk med aktive injektionssystemer med recirkulation eller punktinjektion, hvor oxidationsmiddel tilføres behandlingszonen under tryk eller med passive injektionssystemer, hvor oxidationsmiddel tilføres ved gravitation. Ved recirkulationssystemer bliver oppumpet grundvand tilsat oxidationsmiddel inden det reinjiceres til behandlingszonen, hvorved spredningen/fordeling-en af oxidationsmiddel optimeres. Recirkulationssystemer kan anvendes i aflejringer med god hydraulisk ledningsevne som sand/grus aflejringer. Ved punkttilsætning tilføres oxidationsmiddel typisk i en række behandlingspunkter i kildeområdet eller på tværs af en forureningsfane. Tilsætningen kan ske via boringer, jordspyd (Geo-probe), permeable vægge (reaktive barrierer) samt gravninger herunder omblanding af kemisk oxidationsmiddel i den jord, der benyttes til opfyldning. Systemer med punkttilsætning er generelt teknisk simple at implementere, idet der ikke er behov for boringsbestykning, rørføringer, elinstallationer mv. Det kan imidlertid være vanskeligt, at opnå en jævn fordeling af oxidationsmiddel i behandlingszonen, da et system baseret på punkttilsætning ikke er forbundet med hydraulisk kontrol. Til gengæld kan injektion med f.eks. jordspyd målrettes områder med lav permeabilitet, hvilket ikke er muligt med recirkulationssystemer. Det må vurderes konkret i hver enkelt sag hvilken injektionsstrategi, der er optimal på en given lokalitet. De forskellige metoder har forskellige fordele og ulemper således at én metode er bedre på en given lokalitet sammenlignet med en anden metode, mens det på en anden lokalitet kan forholde sig omvendt. Der skal i øvrigt foretages en løbende monitering af afværgeforanstaltningernes effektivitet samt kontrol af oxidationsmidlets spredning (pga. oxidationsmidlernes potentielle toksiske egenskaber er det essentielt at sikre, at der ikke sker en uønsket påvirkning af recipienter eller det primære magasin og eventuelle vandindvindinger). Derudover kan anvendelse af et oxidationsmiddel medføre uhensigtsmæssige afledte geokemiske effekter i jord- og grundvandsmiljøet (f.eks. mobilisering af metaller, påvirkning af pH mv.). Et moniteringsprogram bør således justeres i henhold til forureningskomponenter, oxidationsmiddel samt lokalitetsspecifikke faktorer. De væsentligste parametre, der afgør om en oprensning med kemisk oxidation bliver en succes er listet nedenfor:
Ved anvendelse af kemisk oxidation som afværgeteknik bør det i øvrigt undersøges om oxidationsmidlet kræver en særskilt godkendelse fra miljømyndighederne inden tilsætning. I tabel 2.14.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. Tabel 2.14.1. Overordnede karakteristika for kemisk oxidation som afværgeteknik
2.14.2 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført 2 fuldskala afværgeprojekter med kemisk oxidation støttet af miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 872 (2003) samt et Miljøprojekt, der er under udarbejdelse. Herudover er der under Teknologiprogrammet gennemført en række forsøg i laboratorieskala vedrørende omsætningshastigheder og behandling af lavpermeable formationer af ler, jf. Miljøprojekt 1066 (2006). Ved siden af aktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet er der ligeledes igangsat en række andre afværgeprojekter af mere driftsmæssig karakter med denne teknik. Disse projekter er primært finansieret af miljømyndighederne i forbindelse med deres lovpligtige oprensning af forurenede grunde samt af private bygherre, herunder f.eks. Oliebranchens Miljøpulje (OM). I nedenstående afsnit tages der primært udgangspunkt i udviklingsaktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet, mens erfaringer fra sager af mere driftsmæssig karakter indgår som en del af en samlet perspektivering af afværgeteknikken senere i kapitlet. Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet, hvorefter der følger en samlet præsentation af resultater opnået i Danmark og en perspektivering. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 2.14.2.1 Vesterbro, OdensePå Vesterbro i Odense har COWI A/S i samarbejde med Miljø & Ressourcer DTU gennemført et afværgeprojekt med kemisk oxidation for det tidligere Fyns Amt (nuværende Region Syddanmark) og Miljøstyrelsen som led i Teknologiprogrammet. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet er afrapporteret i Miljøprojekt 872 (2003). Projektet omfattede oprensning af primært PCE fra kildeområdet på lokaliteten. Geologien bestod overordnet af 1-2 m fyld, herunder ca. 8 sandede og siltede jordlag underlejret af moræneler. Grundvandsspejlet stod frit i ca. 6 m u.t. Oprensningen med kemisk oxidation blev foretaget i den mættede del af formationen, mens den umættede del blev oprenset ved hjælp af dampstripning, jf. afsnit 2.8. Målsætningen med etablering af afværgeforanstaltninger med kemisk oxidation var at oprense den mættede zone i kildeområdet, således at grundvandsforureningen ikke fortsat ville udgøre en potentiel risiko overfor indeklimaet i de overliggende beboelsesejendomme. Kemisk oxidation blev implementeret ved injektion af i alt ca. 60 m³ opløst kaliumpermanganat (5 %) under tryk via perforerede jernspyd i niveau med grundvandsspejlet opstrøms kildeområdet. For at opnå maksimal horisontal spredning i behandlingszonen, blev der gennemført afværgepumpning nedstrøms for at trække kaliumpermaganaten i denne retning. Formålet med aktiviteterne under Teknologiprogrammet var at skaffe dokumentation for metodens effektivitet for oprensning af klorerede stoffer i den mættede zone. Med henblik på at opfylde disse formål blev der gennemført udvidet monitering ved udtagning af vandprøver til undersøgelse af farveændringer, redoxforhold, indhold af klorerede opløsningsmidler, uorganiske makroioner og spormetaller. Der er desuden tilført og analyseret for bromidtracer sammen med kaliumpermaganaten til vurdering af den horisontale og vertikale spredning af injektionsvæske. Ved projektet blev det konstateret, at koncentrationerne af PCE blev reduceret markant både i kildeområdet og i nedstrøms retning, og det vurderes, at der her er sket en næsten fuldstændig oprensning både horisontalt og vertikalt. Der henvises i øvrigt til nedenstående samlede resultat- og erfaringsafsnit 2.15.3 for en præsentation af generelle erfaringer og anbefalinger. 2.14.2.2 Grønnegade, FåborgPå Grønnegade i Fåborg har COWI A/S gennemført et afværgeprojekt med kemisk oxidation for det tidligere Fyns Amt (nuværende Region Syddanmark) og Miljøstyrelsen som led i Teknologiprogrammet. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet er på nuværende tidspunkt ved at blive afrapporteret. Forureningen på lokaliteten bestod primært af PCE og geologien i behandlingszonen (sekundært magasin) bestod overordnet af smeltevandssand med stedvise siltindslag underlejret af moræneler. På lokaliteten er der tidligere gennemført airsparging og vakuumekstraktion, men der er efterladt en relativt kraftig restforurening i jorden og grundvandet, som er forsøgt oprenset med kemisk oxidation. Afværgeforanstaltningerne er således gennemført med henblik på at reducere restforurening for på den måde at minimere risikoen for indeklimaet i beboelsesejendomme på lokaliteten. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål at belyse forskellen i oprensningseffekten ved airsparging og kemisk oxidation i den mættede zone. Kemisk oxidation blev gennemført ved tilsætning af kaliumpermanganat over flere injektionsrunder. Der blev samlet tilsat 82 m³ opløst kaliumpermanganat (ca. 3 %). For at undersøge oprensningseffekten er der udtaget og analyseret af vandprøver for farveændringer, klorerede opløsningsmidler, uorganiske makroioner og spormetaller. Der er desuden tilført og analyseret for bromidtracer sammen med kaliumpermaganaten til vurdering af den horisontale og vertikale spredning af injektionsvæske. Ved projektet blev det konstateret, at injektionen af kaliumpermanganat resulterede i at koncentrationerne af PCE blev markant reduceret både i kildeområdet og nedstrøms herfor. Det blev vurderet at den residuale fri fase i kildeområdet stort set er oprenset. I områder, hvor fordelingen af kaliumpermanganat ikke har været effektiv, er oprensningseffektiviteten tilsvarende lav. Det kunne overordnet konstateres at kemisk oxidation på lokaliteten var betydeligt mere effektiv end airsparging til oprensning af kildeområdet. Der henvises i øvrigt til nedenstående samlede resultat- og erfaringsafsnit 2.15.3 for en præsentation af generelle erfaringer og anbefalinger. 2.14.2.3 Yderligere aktiviteterUd over udviklingsprojekterne finansieret af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, er der ligeledes kendskab til en række andre gennemførte afværgeprojekter, hvor kemisk oxidation har været anvendt som afværgeteknik, men hvor aktiviteterne har været af mere driftsmæssig karakter. Udvalgte projekter gennemført af Miljømyndighederne, hvor kemisk oxidation blev etableret som en del af afværgestrategien, er f.eks.:
Kerneprøver af moræneler fra lokaliteten Dalumvej i Odense har indgået i en række laboratorieforsøg gennemført af Miljø & Ressourcer DTU med støtte fra Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 1066, 2006. Da der er tale om laboratorieforsøg indgår resultaterne ikke i denne opsamling. Udvalgte relevante resultater er dog medtaget i nedenstående resultatafsnit. Kemisk oxidation indgår desuden som en mulig strategi for oprensningsindsatsen på Kærgård Plantage (Grindstedværket), hvor der er gennemført dimensionerende laboratorieforsøg og på Høfde 42 (Cheminova), hvor der ligeledes er gennemført laboratorieforsøg i forbindelse med vurderingen af mulige afværgestrategier. Ved siden af den offentlige indsats pågår der ligeledes aktiviteter med kemisk oxidation for private bygherre. F.eks. gennemføres på nuværende tidspunkt et projekt for oliebranchens Miljøpulje (OM), hvor persulfat afprøves som oxidationsmiddel. 2.14.3 Resultater af aktiviteterNedenfor præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra de gennemførte aktiviteter. Generelt kan følgende konkluderes:
2.14.4 PerspektiveringFeltaktiviteter gennemført med støtte fra Miljøstyrelsen under teknologiprogrammet såvel som feltaktiviteter gennemført i andet regi med kemisk oxidation viser lovende resultater. Metoden anvendes således også i dag som en del af afværgestrategien i forbindelse med oprensning på flere lokaliteter. Da teknikken imidlertid stadig er ny, er der forsat behov for udvikling af teknikken. Nedenstående emner viser, hvor der bl.a. vurderes at være behov for udvikling af inden for kemisk oxidation som afværgeteknologi på feltskala i Danmark.
Der vurderes at være behov for en erfaringsopsamling og sammenligning af de strategier, der på nuværende tidspunkt er afprøvet nationalt såvel som internationalt, for tilførsel af oxidationsmiddel (punktinjektion, recirkulation mv.) under forskellige geologiske og hydrogeologiske forhold. Bl.a. bør den resulterende fordeling af oxidationsmiddel i behandlingzonen under forskellige forhold vurderes. Endvidere bør det belyses/undersøges, ved hvilken injektionsstrategi fordelingen af oxidationsmiddel (injektion, recirkulation) optimeres i henholdsvis højpermeable og lavpermeable formationer, og ved hvilke mængder og injektionshyppigheder oprensningerne optimeres. Yderligere er der behov for at belyse muligheden for at kombinere kemisk oxidation med frakturering (hydraulisk, pneumatisk) i lavpermeable formationer for at vurdere, om der kan etableres et tilstrækkeligt fint/ensartet (forudsigeligt) sprækkenetværk.
Der vurderes at være behov for en større procesmæssig forståelse for etablering af kemisk oxidation i forskellige geologiske formationer. Specielt i lavpermeable formationer som opsprækket kalk/ler er der behov for viden vedrørende interaktion mellem sprækker og matrix for forureningskomponenterne og oxidationsmidlet. Metoden er endnu ikke afprøvet i kalk.
Der vurderes at være behov for en erfaringsopsamling og sammenligning samt yderligere afprøvning af forskellige oxidationsmidler i forskellige geologiske formationer og ved forskellig dosis. Der er f.eks. kun ringe kendskab til levetiden og hvilke parametre (dosis, geologi, redoxforhold mv.), der influerer på levetiden. Persulfat er internationalt blevet afprøvet med lovende resultater og der er på nuværende tidspunkt netop foretaget projektering af en oprensning med oxidationsmidlet herhjemme. Oprensningen er finansieret af OM.
Der vurderes at være behov for en vurdering af de geotekniske implikationer ved anvendelse af kemisk oxidation i stærkt organisk holdige jorde.
Der vurderes at være behov for yderligere udvikling af risikovurderingsværktøjer/-metoder til vurdering af risikoen forbundet med at anvende forskellige oxidationsmidler til nedbrydning af forureningskomponenter i undergrunden, herunder uønsket spredning, afledte geokemiske effekter, geotekniske forhold mv. Som beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. kemisk oxidation som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for nedenstående vurdering/perspektivering af teknikken.
2.14.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.15.1/ Miljøprojekt Nr. 872, 2003: Oprensning af PCE ved kemisk oxidation med kaliumpermanganat. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.15.2/ Miljøprojekt Nr. 1066, 2006: Kemisk oxidation med permanganat - Omsætningshastigheder og spredning i moræneler. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.15 Geooxidation2.15.1 Afværgeprincip”Geooxidation” er betegnelsen for en elektrokemisk metode til in situ oprensning af organiske forureningskomponenter fra jord og grundvand, herunder specielt benzin og gasolie. Metoden er baseret på, at den forurenede jordmatrice påføres en relativ svag elektrisk jævnstrøm. Strømmen påføres ved hjælp af elektroder, som oftest i form af jernspuns eller jernrør. Metoden kan anvendes såvel i mættet som i umættet zone og er specielt rettet mod lerede jordlag, da lerets relativt høje ledningsevne tillader udbredelse af den svage jævnstrøm. Der foreligger ikke en fyldestgørende dokumentation for metodens oprensningsmekanismer samt for tidligere udførte oprensninger. Den angivne oprensningseffekt kan skyldes flere mekanismer, hvor der overordnet skelnes mellem elektrokinetisk transport og elektrokemisk inducerede reaktioner i jordmatricen. De elektrokinetiske transportprocesser er teoretisk velbeskrevne processer, hvor opløste stoffer kan transporteres i et elektrisk felt som følge af bl.a. elektromigration, elektroosmose og diffusion. Fordelene ved de elektrokinetiske metoder er især muligheden for at behandle lavpermeable jorde in situ. Inden for de sidste ca. 10 – 15 år er der sket en kraftig udvikling i anvendelsen af elektrokinetiske metoder til oprensning af tungmetalforurenet jord. De seneste år er der endvidere udviklet og afprøvet elektrokinetiske metoder til oprensning af organiske forureningskomponenter. De elektrokinetiske metoder er i laboratorieforsøg og enkelte feltforsøg blandt andet anvendt til oprensning af svage organiske syrer og phenoler, PAH'er, BTEX´er og kulbrinteblandinger, klorerede opløsningsmidler og herbicidet 2,4-dichlorphenoxycarboxylsyre (2,4 D). De elektrokemisk inducerede reaktioner i jordmatricen er ikke tidligere studeret/anvendt som led i oprensning af jord og grundvand. Sideløbende med ovennævnte elektrokinetiske processer forventer de entreprenører, der anvender metoden, at den påtrykte jævnspænding medfører en række elektrokemisk inducerede reaktioner, hvorved forureningskomponenter i jordmatricen mellem elektroderne nedbrydes. Det er således angivet, at metoden ”Geooxidation” overvejende er baseret på de elektrokemisk inducerede reaktioner i jordmatricen. Selve forureningsfjernelsen foregår angiveligt enten ved kemisk oxidation på sedimentkornenes overflade med stærke oxidationsmidler som dannes i det svage spændingsfelt eller ved elektrokemisk inducerede redox reaktioner på overfladen af naturligt forekommende ledende mineraler som grafit og magnetit. I begge tilfælde er det angivet, at forureningskomponenterne omdannes til kuldioxid og vand. Baggrunden for teknologiprojektet er således, at der uden forudgående videnskabelig dokumentation er iværksat en række oprensninger med den elektrokemiske metode, og at der er konstateret en væsentlig generel interesse for at tilvejebringe et udbygget kendskab til metodens eventuelle oprensningseffekt. Sammenfattende må det konkluderes, at dokumentationen af mekanismerne bag og effekten af geooxidation er meget mangelfuld. På baggrund af det udførte projekt støttet af Miljøstyrelsen har det ikke været muligt at påvise nogen signifikant oprensningseffekt med metoden. 2.15.2 Udførte aktiviteterUnder Miljøstyrelsens teknologipulje er det valgt at foretage en erfaringsopsamling for geooxidation med henblik på at sammenstille den eksisterende viden om metodens virkemåde og effekt. Desuden er der i tilknytning til et oprensningsprojekt på en lokalitet på Østergade i Gram udført undersøgelse af korrosionsrisici samt en række supplerende moniteringsaktiviteter. På lokaliteten i Gram er der kortlagt en omfattende jord- og grundvandsforurening med benzin, gasolie og MTBE primært i moræneler fra ca. 1 – 6 m u.t. Moræneleret indeholder sandede partier samt tynde sandlag. Forureningen var beliggende delvis under en bygning. Oprensningen er søgt foretaget ved hjælp af i alt 12 elektroder udført som nedborede jernrør til ca. 6 m u.t. Fire elektroder har været anvendt som anoder, fire som katoder og fire har været placeret midt i feltet. Der er anvendt et fast spændingsfald på 120V mellem anoder og katoder. Strømstyrken har afhængig af jordmodstanden været 90-95A. Under oprensningen har entreprenøren sideløbende udført en relativt svag vakuumventilation i ventilationsboringer midt i oprensningsområdet. Formålet hermed har ifølge entreprenøren været dels at opnå en fjernelse af flygtige kulbrinter, dels at monitere oprensningseffektiviteten via målinger af CO2 og O2 i afkastluften. Under Teknologiprogrammet er der udført følgende:
Endvidere er der udført supplerende monitering for at:
Med henblik på at tilfredsstille ovennævnte formål har moniteringen omfattet følgende:
For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til Miljøprojekt Nr. 554, 2000. 2.15.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
2.15.4 PerspektiveringPå baggrund af spørgeskemaundersøgelsen gennemført blandt regionerne i Danmark, jf. afsnit 1.3, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende teknikkens anvendelse og behovet for yderligere teknologiudvikling:
2.15.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.16.1/ Miljøprojekt Nr. 554, 2000: Afprøvning af ny elektrokemisk metode til oprensning af olieforurenet jord og grundvand. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.16 Hydraulisk frakturering2.16.1 AfværgeprincipPrincippet i frakturering er, at der i lavpermeable og muligt opsprækkede jordlag (ler, kalk, hårde bjergarter) etableres kunstige sprækker, som i visse tilfælde udfyldes med sand og derved fungere som lange højpermeable zoner og i andre tilfælde kun anvendes én gang til injektion af en behandlingsvæske/behandlingsmedium. Disse kunstige sprækker vil dels have kontakt til den lavpermeable jordmatrice over en stor flade og vil dels stå i hydraulisk forbindelse med eventuelle naturlige højpermeable sprækkezoner i jordlagene. Herved øges muligheden for fordeling af behandlingsvæsker og/eller ekstraktion af væske og gas fra formationen. Fraktureringsteknikkerne er oprindeligt udviklet i olieindustrien og indenfor vandforsyning med henblik på at øge ydelsen af boringer og den samlede oppumpning fra olie- eller grundvandsreservoirer. Hydraulisk frakturering kan udføres både med vandret og lodret boreteknik i umættet eller mættet zone. Ved etablering af permanente sandfyldte sprækker med fraktureringsteknikken injiceres der i den ønskede dybde under terræn en højviskos væske bestående af vand, sand og guargummi ved et tryk, der overstiger in-situ spændingstilstanden i den aktuelle aflejring. Hermed dannes en sprække, hvorved permeabiliteten i aflejringen øges. Metoden er grundlæggende ikke mulig at gennemføre tæt på terræn, idet der her vil være stor risiko for optrængning af fraktureringsvæske til terræn samt mulighed for beskadigelse af terrænnære fysiske installationer, såsom bygningsdele, ledninger, tanke mv. Metoden fungerer bedst i dybdeintervallet 2 til 8 m u.t. En nedre etableringsdybde vurderes at være 8 til 9 m u.t. Der kan fraktureres fra såvel lodrette, vandrette og skrå boringer. Lokalitetsspecifikke forhold vil ofte ligge til grund for endeligt valg af boreteknik. Frakturering via skråboringer udføres identisk med teknikken for lodrette boringer og muliggør frakturering under bygninger. En kunstig sprækkes form og geometri vil være bestemt af lokalitetsspecifikke geologiske og geotekniske forhold. Sprækken vil ideelt set formes som en cirkulær tallerken, men opnår i praksis ofte andre former og udbredelser. Erfaringer viser, at sprækkerne ofte vil få en foretrukken vandret udbredelse i dybder fra 1 til 8 meter under jordoverfladen, mens sprækker der etableres i den øverste meter eller dybere end otte meter oftest bliver orienteret skråt eller lodret. Diameteren af sprækkerne kan blive op til 20 meter, og sprækkeåbningen kan være fra få mm til 2 cm. Det er på nuværende tidspunkt ikke muligt at forudsige sprækkeudbredelsen i jorden og sprækketætheden er fortsat for stor, hvis diffusive processer er styrende for oprensningen af den lavpermeable formation. I tabel 2.16.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. Tabel 2.16.1. Overordnede karakteristika for hydraulisk frakturering
2.16.2 Udførte aktiviteterMed støtte fra Miljøstyrelsens teknologiprogram er der gennemført et udredningsprojekt vedrørende stødvis ventilation og pneumatisk frakturering, et litteraturstudium vedrørende fraktureringsteknikker generelt samt to feltprojekter med hydraulisk frakturering. I feltprojekterne blev der etableret horisontale sprækker fra henholdsvis vertikale og horisontale boringer. Feltprojekterne beskrives kortfattet i det følgende. 2.16.2.1 Vestergade, HaslevPå Vestergade i Hasle er der gennemført et projekt med hydraulisk frakturering for det tidligere Vestsjællands Amt (nuværende Region Sjælland) og Miljøstyrelsen som led i Teknologiprogrammet. Projektet er gennemført af NIRAS A/S i samarbejde med NCC og Brøker IS (etablering af boringer og hydrauliske frakturer) og under rådgivning af FRx Inc. (USA) i perioden 2000 til 2001. På lokaliteten er der i moræneler kortlagt en kraftig jord- og grundvandsforurening med PCE overvejende fra 2,5 – 5,0 m u.t. ved og under en bygning. Med henblik på at hindre fortsat spredning af opløst PCE i retning mod områdets primære grundvandsmagasin er det valgt at etablere frakturer fra lodrette boringer. Disse boringer står i hydraulisk kontakt til frakturerne og er anvendt til afværgepumpning ved såkaldt dobbeltfase ekstraktion, hvor poreluft og porevand ekstraheres fra jorden ved hjælp af et kraftigt vakuum. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet er udført på en uforurenet del af lokaliteten og havde til formål:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til referencelisten sidst i kapitlet. 2.16.2.2 Slagelsevej, NæstvedPå Slagelsevej i Næstved er der gennemført et projekt med hydraulisk frakturering for det tidligere Storstrøms Amt (nuværende Region Sjælland) og Miljøstyrelsen som led i Teknologiprogrammet. Projektet er gennemført af NIRAS A/S. I forbindelse med design og projektering var ingeniørfirmaet Veizades & Associates Inc. (USA) tilknyttet projektet. På lokaliteten er der i moræneler kortlagt en kraftig jord- og grundvandsforurening med klorbenzen, klornitrobenzen og kloraniliner fra en tidligere sødemiddel- og galvaniseringsproduktion. Forureningen er påvist under og omkring bygningerne på grunden. Med henblik på at hindre fortsat spredning af opløste forureningskomponenter i retning mod områdets primære grundvandsmagasin er det valgt at iværksætte et projekt, hvor to vandrette boringer/dræn i fem meters dybde blev etableret. Langs delstykker af de vandrette boringer/dræn blev der etableret et antal horisontale sprækker ved horisontal hydraulisk frakturering. Efterfølgende dobbeltfase ekstraktion på den horisontale boring med de kunstige sprækker i ca. 5 meters dybde skulle medvirke til at skabe en opadrettet hydraulisk gradient i grundvandsmagasinet under forureningskilden. På baggrund af modelberegninger blev det vurderet, at horisontale dræn med en sprækkeudbredelse på 4-8 meter og en sprække apertur (sprækkevidde) på max. 25-30 mm fyldt med mellemkornet sand ville have en influensradius på 5-10 meter. Det blev desuden vurderet, at to horisontale dræn med frakturer ville have samme effekt som 3-5 dræn uden frakturer. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet er udført på en uforurenet del af lokaliteten og havde til formål:
Med henblik på at opfylde dette formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til referencelisten sidst i kapitlet. 2.16.2.3 Rugårdsvej (lerprojekt)På Rugårdsvej i Odense er der gennemført et pilotprojekt finansieret af det tidligere Fyns Amt (nuværende Region Syd). Projektet er gennemført i et samarbejde mellem COWI A/S, Orbicon A/S, Miljø & Ressourcer DTU og GeoSyntec. Lokaliteten er primært forurenet med TCE og cis-DCE. Den geologiske lagfølge består overordnet af ca. 50 m kvartære aflejringer af moræneler med forekomst af vandførende lag af smeltevandssand. Forureningskilden er lokaliseret i en formation af moræneler. Pilotforsøgets formål var at belyse anvendeligheden af stimuleret reduktiv deklorering som afværgeteknologi i lavpermeable aflejringer. Som injektionsstrategi blev bl.a. anvendt hydraulisk frakturering, hvilket beskrives nedenfor. For beskrivelser vedrørende resultaterne af oprensningen ved stimuleret reduktiv deklorering henvises til afsnit 2.13. Konkret skulle pilotforsøget belyse forhold vedrørende:
Med henblik på at danne kunstige sprækker i den tætte moræneler ca. 6-8 m u.t. blev der udført 2 fraktureringer. Fraktureringerne blev udført henholdsvis 6 og 7,5 m u.t. ved indledningsvis at nedbore et fraktureringsrør (forerør) og med en roterende højtryksdyse (vand) blev to horisontale, cirkulære åbningsspalter med ca. 1 cm afstand skåret i de 2 ønskede fraktureringsdybder. Der blev anvendt en fraktureringsvæske bestående af en gele (vand og "guar" ~gelepulver), som med konstant flow blev pumpet til en roterende snegl, hvor en afmålt mængde epoxyindfarvet sand blev tilsat. Der blev tilsat et stof (borax), der gav geleen en sej konsistens, således at sandet blev suspenderet (båret oppe) i gelemassen. Der blev endvidere tilsat en enzymbreaker, som skulle opløse geleen, når fraktureringen var udført. Der blev anvendt 250 kg rødt sand til frakturen 6 m u.t. og 250 kg grønt sand til frakturen 7,5 m u.t. Målsætningen med fraktureringsforsøget var at få etableret sprækker på ca. 1 cm tykkelse i henholdsvis 6 og 7,5 m's dybde og med en radius på ca. 2,5 m fra fraktureringsboringen. Overordnet viste resultaterne fra fraktureringsforsøget, at det var muligt at etablere sprækker og derved forøge permeabiliteten i op til 2 m fra fraktureringsboringen. Den nederste sprække (7,5 m u.t.) i den hårde moræneler havde den mest homogene udbredelse. Den øverste sprække fulgte sandsynligvis mere naturlige sprækker i moræneleren. Udbredelsen af sprækker var ikke homogene eller cirkulære som forventet. Udtagning af vandprøver indikerede tillige en markant forøgelse af permeabiliteten af moræneleren. Metoden vurderedes at være mest velegnet i hård moræneler. Der henvises i øvrigt til nedenstående samlede resultat- og erfaringsafsnit 2.17.3 for en præsentation af generelle erfaringer og anbefalinger. 2.16.2.4 Yderligere aktiviteterUd over ovenstående projekter er der ligeledes kendskab til et forskningsprojekt i EU- regi (STRESOIL), hvor virksomheder fra Danmark (GEUS og Brøker A/S), Polen, Grækenland og Frankrig har samarbejdet om at udvikle metoder til in situ oprensning af organisk forurening i opsprækkede lavpermeable formationer. Da det er meget vanskeligt at oprense opsprækkede lavpermeable jordarter, med traditionelle metoder baseret på lodrette boringer, er det i forskningsprojektet forsøgt at øge permeabiliteten ved hjælp af hydraulisk frakturering. Ved at etablere horisontale sandfyldte sprækker, der forbinder de eksisterende sprækker med hinanden forøges virkningsgraden af oprensningsmetoder. Projektet foregik i Polen, hvor et stort område med opsprækkede glaciale aflejringer er kraftigt forurenet af olie fra en tidligere flybase. Under STRESOIL projektet er et antal forsøgsceller etableret i testområdet, hvor den oprensende effekt af hydraulisk frakturering samt forskellige metoder til in situ oprensning er overvåget - for eksempel naturlig bakteriel nedbrydning af olieforureningen og termisk oprensning ved hjælp af dampinjektion. Forskningsprojektet STRESOIL vil ikke blive gennemgået yderligere i forbindelse med dette statusprojekt, da der ikke er tale om aktiviteter på danske lokaliteter. Der henvises dog til projektets hjemmeside www.stresoil.com for yderligere beskrivelser af resultater og erfaringer. 2.16.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra de gennemførte aktiviteter:
2.16.4 PerspektiveringDen grundlæggende forudsætning for, at en jord- eller grundvandsforurening kan oprenses in situ er, at der kan skabes kontakt mellem forureningen i undergrunden og ”oprensningsmidlet”. Fordeling af væsker eller faste stoffer i lavpermeable aflejringer, såsom gytje, silt og moræneler, er imidlertid en problematik, som fortsat volder problemer ved anvendelsen af in situ oprensningsmetoder. På baggrund af det indsamlede materiale vurderes hydraulisk frakturering overordnet at have potentiale til skabe et kunstigt sprækkenetværk i lavpermeable formationer og derved optimere aktuelle oprensningsmetoder. Hydraulisk frakturering er endnu på udviklingsstadiet, og der vurderes at være behov for supplerende teknologiudvikling og dokumentation af bl.a. ingeniørtekniske problematikker vedrørende etablering samt effekten på den hydrauliske konduktivitet i behandlingszonen ved anvendelse af metoden. Der vurderes tillige at være behov for afprøvning og dokumentation af metoden med forskellige afværgemidler, herunder substrat, bakterier, oxidationsmidler, reduktionsmidler mv. samt ved termiske metoder. Som beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. hydraulisk frakturering som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for nedenstående vurdering/perspektivering af teknikken.
2.16.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.17.1/ Miljøprojekt Nr. 541, 2000: Fakturering. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.17.2/ Miljøprojekt Nr. 699, 2002: Hydraulisk fakturering udført ved vandret boreteknik - Design og anlæg. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.17.3/ Miljøprojekt Nr. 1108, 2006: Frakturer fra lodrette testboringer på Vestergade 10 Haslev. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.17.4/ Miljøprojekt Nr. 1113, 2006: Hydraulisk frakturering udført ved vandret boreteknik - Statusrapport for 1. driftsår. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 2.17 Pneumatisk frakturering2.17.1 AfværgeprincipPneumatisk frakturering er en teknologi, ved hvilken der i lavpermeable aflejringer kan genereres sprækker og/eller ske udbygning af de eksisterende sprækker. Denne proces skaber ideelt set et lokalt internt forbundet sprækkenetværk, som øger formationens permeabilitet. Etablering af sprækker kan skabe en mere effektiv kontakt mellem ”oprensningsmidler” og forureningsstoffer, idet større volumener ”oprensningsmiddel” kan fordeles i formationen og adgangen til hydraulisk isolerede dele af formationen muliggøres. Samtidig forventes det, at en øget opsprækning af de lavpermeable aflejringer vil give en hurtigere oprensning, idet forureningsstoffernes fjernelse alle er stærkt begrænset af diffusion ud af lermatrix. Metoden er patenteret af New Jersey Institute of Technology og bl.a. firmaet ARS Technologies har licensrettighederne til at bruge metoden i felten. Pneumatisk frakturering baserer sig på injektion af gas i jorden ved tryk, der overstiger det kombinerede hydrostatiske tryk og jordens brudstyrke, samt ved flowrater, der overstiger den effektive permeabilitet af den uforstyrrede jord. Resultatet er en hurtig udbredelse af sprækker ud fra frakturerings-/injektionsboringen til forskellige afstande afhængig af geologien. Sprækkeudbredelser på 1-10 m er almindelige i aflejringer såsom silt og ler. Selve fraktureringen følger typisk et tredelt forløb: Ved injektion af nitrogen i det forseglede fraktureringsinterval sker der først en trykophobning, der afspejler, at formationen endnu ikke er opsprækket, og at permeabiliteten fortsat er lav. Denne fase er relativ kort og med en typisk varighed på 1-2 sekunder. Idet trykket i boringen overstiger jordens in situ styrke i det forseglede interval, giver formationen efter og opsprækningen påbegyndes. Et stort volumen gas spredes ud i formationen i det forseglede niveau, og der sker en opsprækning af formationen radiært ud fra fraktureringsboringen. Herved falder trykket i boringen og stabiliserer sig på et niveau, mens injektionen fortsættes. Denne trykstabilisering afspejler, at der har indstillet sig en ligevægt for den pågældende flowrate. I denne fase vedligeholdes det inducerede sprækkenetværk. Herefter tilsættes væske (og/eller partikler) til luftstrømmen og trykket fastholdes, indtil det ønskede væskevolumen er spredt i formationen. Væsken injiceres vha. en specielt udviklet dyse, der forstøver væsken, hvorved den medrives af det kraftige nitrogenflow. Herved sikres det, at væsken transporteres ud til væsentlig større afstand end hvis den blev tilført luftstrømmen som væske. Denne proces betegnes Liquid Atomized Injection. Ud fra litteraturgennemgang samt informationer fra ARS Technologies vurderes det, at det gængse dokumentationsniveau for projekter med pneumatisk frakturering fokuserer på registrering af feltdata under selve fraktureringen (registrering af trykudvikling i fraktureringsboring, observationer og trykmålinger i observationsboringer under fraktureringer og registrering af hævninger inden for testfeltet under frakturering). Efter frakturering analyseres vandkvalitet, og oprensningseffektiviteten i etablerede moniteringsboringer vurderes. Parametervalget her afhænger naturligvis af den valgte oprensningsmetode. Såfremt den pneumatiske frakturering udføres med henblik på at øge formationens permeabilitet, udføres typisk pumpeforsøg med luft eller vand til bestemmelse af permeabiliteten og influensradius før og efter fraktureringen. I tabel 2.17.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. Tabel 2.17.1. Overordnede karakteristika for pneumatisk frakturering
2.17.2 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført 2 pilotprojekter med anvendelse af pneumatisk frakturering. Formålet med de gennemførte projekter præsenteres kortfattet nedenfor, hvorefter der følger en samlet præsentation af opnåede resultater, perspektivering og en overordnet vurdering af økonomiske forhold. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 2.17.2.1 Vadsbyvej, HedehusenePå Vadsbyvej i Hedehusene har NIRAS A/S gennemført et pilotforsøg med pneumatisk frakturering i starten af 2006. Pilotforsøget er gennemført for det tidligere Københavns Amt (nuværende Region Hovedstaden). Formålet med pilotforsøget var at belyse og dokumentere, hvorvidt det ved hjælp af pneumatisk frakturering var muligt at fordele en væske i en lavpermeabel jordmatrice af moræneler. Ved pilotforsøget er der udført pneumatisk frakturering fra en enkelt boring med frakturering og tracerinjektion for hver meter fra 3-8 m u.t. i en formation af moræneler. Pilotforsøget har omfattet efterfølgende undersøgelser i felt og laboratorium med henblik på genfinding af de injicerede tracere. Den pneumatiske frakturering og injektion af tracerblanding er udført ved Liquid Atomized Injection af det amerikanske firma ARS Technologies. Selve fraktureringen er udført fra neden og op, dvs. startende i det dybeste interval. Den anvendte tracerblandingen blev sammensat af fem forskellige tracere bestående af uranine, rhodamine WT, optisk hvidt, methylenblåt og bromid. Der blev injiceret 50 l tracerblanding i hvert fraktureringsinterval, men det vurderes, at det i anden sammenhæng er realistisk at injicere i størrelsesorden 300-400 liter pr. interval eller muligvis endnu mere. Pilotforsøget mundede ud i en række generelle anbefalinger vedrørende dimensionering, etablering og dokumentation af pneumatisk frakturering. Der henvises til nedenstående samlede resultat- og erfaringsafsnit 2.18.3 for en præsentation af generelle erfaringer og anbefalinger. 2.17.2.2 Industrivej, GlostrupPå Industrivej i Glostrup har NIRAS A/S gennemført et pilotforsøg med pneumatisk frakturering i starten af 2006. Pilotforsøget er gennemført for det tidligere Københavns Amt (nuværende Region Hovedstaden). Formålet med pilotforsøget var at undersøge potentialet for senere hen at anvende metoden i forbindelse med oprensning af lokaliteten ved stimuleret reduktiv deklorering. Ved pilotforsøget er der udført pneumatisk frakturering fra 2 boringer etableret i hvert sit testfelt (testfelt 1 og 2). Geologien i behandlingszonen består af gytje. I testfelt 1 er der udført frakturering i 2 intervaller (2 - 3 og 3 – 4 m u.t.) og efterfølgende injiceret substrat i form af protamylasse til stimulering af reduktiv deklorering, mens der i testfelt 2 er udført frakturering i et interval (1,5 – 2,5 m u.t.) og injiceret en tracerblanding med formålet at undersøge effekten af fraktureringen. Pilotforsøget har omfattet efterfølgende undersøgelser i felt og laboratorium med henblik på genfinding af injicerede tracere og substrat. Den pneumatiske frakturering og injektion af tracerblanding er udført ved Liquid Atomized Injection af det amerikanske firma ARS Technologies. Selve fraktureringen er udført fra neden og op, dvs. startende i det dybeste interval. Til dokumentation af spredning af tracer har været anvendt en kombination af flere metoder; FFD-sonderinger, UV-belysning samt delprøvetagning af udtagne kerner, samt analyse af vandprøver udtaget fra sugeceller. Til dokumentation af spredningen af substrat er der anvendt vandkemiske indikatorparametre (TOC, ledningsevne, kationer samt luft ved vandprøvetagning). Pilotforsøget mundede ud i en række generelle anbefalinger vedrørende dimensionering, etablering og dokumentation af pneumatisk frakturering. Der henvises til nedenstående samlede resultat- og erfaringsafsnit 2.18.3 for en præsentation af generelle erfaringer og anbefalinger. For en beskrivelse af substrattilsætningens effekt på den reduktive deklorering af de klorerede ethener henvises i øvrigt til afsnit 2.13 vedr. stimuleret reduktiv deklorering. 2.17.3 Resultater af aktiviteterNedenfor præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra de gennemførte aktiviteter. Vedrørende dokumentationsmetoder kunne følgende generelt konkluderes:
Det vurderes, at måling af trykudbredelse under fraktureringen kan give et umiddelbart indtryk af influensområdets størrelse. Det vurderes imidlertid ikke, at registrering af jordhævninger under og efter fraktureringen giver information om tracerudbredelsen eller at disse data kan korreleres til sprækkeapertur. Hævningsdata vil dog have relevans til vurdering af risiko for påvirkning af bygninger eller ledninger i nærområdet. Vedrørende inducerede sprækker i moræneler kunne følgende generelt konkluderes:
Generelt vurderes det, at pneumatisk frakturering har et potentiale til at forbedre fordelingen af stof i en morænelersformation med henblik på oprensning ved in situ massefjernelse. I de dele af formationen, hvor der forekommer mange naturlige sprækker, kan det være svært at kontrollere sprækkedannelsen. Vedrørende inducerede sprækker i gytje/silt kunne følgende generelt konkluderes:
Generelt vurderes det, at der som følge af pneumatisk frakturering er sket en opsprækning af gytjen/silt, hvilket har ført til spredning af substrat og tracer til områder, der må formodes ikke at være i direkte hydraulisk kontakt under naturlige forhold. På baggrund af pilotforsøget er det vurderet, at pneumatisk frakturering har et potentiale til at forbedre fordelingen af stof i en formation af silt og gytje med henblik på in-situ oprensning. 2.17.4 PerspektiveringDen grundlæggende forudsætning for, at en jord- eller grundvandsforurening kan oprenses in situ er, at der kan skabes kontakt mellem forureningen i undergrunden og ”oprensningsmidlet”. Fordeling af væsker eller faste stoffer i meget lavpermeable aflejringer, såsom gytje, silt og moræneler, er imidlertid en problematik, som fortsat volder problemer ved anvendelsen af in situ oprensningsmetoder. Ud fra de erfaringer, der er opnået gennem udførelsen af pilotforsøg, er der vurderet at være følgende muligheder for teknisk at optimere den pneumatiske frakturering:
En af udfordringerne ved pneumatisk frakturering er at kontrollere sprækkedannelsen og stoffordelingen i den øverste del af lagfølgen, hvor antallet af naturlige sprækker er størst. I disse niveauer (øverste 3 meter) kunne det derfor være en fordel at injicere uden forudgående frakturering og på den måde benytte det eksisterende sprækkesystem til fordeling af stof i matrix. Hvorvidt injektionen kan foregå ved påtrykt gasflow eller som en simpel pumpning i et forseglet interval må afgøres af de lokale geologiske forhold. Som beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. pneumatisk frakturering som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for nedenstående vurdering/perspektivering af teknikken.
2.17.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.18.1/ Københavns Amt. Pneumatisk frakturering, Dokumentation af pilotforsøg, Industrivej 3, Glostrup. Udarbejdet af NIRAS A/S, August 2006. /2.18.2/ Københavns Amt. Pneumatisk frakturering, Dokumentation af pilotforsøg, Vadsbyvej 16A, Hedehusene. Udarbejdet af NIRAS A/S, Maj 2006. 3 Teknikker til spredningskontrol
I dette kapitel gives en overordnet præsentation af en række afværgeteknologier, der har været afprøvet i Danmark enten under Teknologiprogrammet eller i andet regi. Der tages udgangspunkt i teknologier, der har været anvendt til spredningskontrol, hvilket her karakteriseres som begrænsning af forureningsspredning i poreluft eller grundvand fra et kildeområde. Der henvises til kapitel 2 for teknologier, der har været anvendt til kildeoprensning. 3.1 Passiv ventilation3.1.1 AfværgeprincipPassiv ventilation er en in situ afværgeteknik, der primært anvendes til reduktion af flygtige organiske forureningskomponenter (klorerede opløsningsmidler, benzin, BTEX’er mv.) i den umættede zone. Afhængig af de geologiske og forureningsmæssige forhold samt kravene til oprensningsniveau og -hastighed kan metoden anvendes i et kildeområde såvel som udenfor. Ved passiv ventilation anvendes der i modsætning til den velkendte aktive vakuumventilation ingen former for mekanisk ventilering. I stedet udnyttes udelukkende de naturligt forekommende trykgradienter mellem jordens umættede zone og atmosfæren, forårsaget af ændringer i lufttrykket i forbindelse med passage af vejrfronter. Trykgradienterne mellem atmosfæren og jordmiljøet skyldes forsinkelsen af trykforplantningen fra atmosfæren til den umættede zone. Størrelsen af trykforskellen og trykforsinkelsen afhænger blandt andet af den overliggende jords tykkelse og effektive permeabilitet samt den hastighed, hvormed atmosfæretrykket ændrer sig. På lokaliteter med den rette geologiske lagfølge vil der stort set altid være en trykgradient af varierende størrelse og retning mellem den umættede zone og atmosfæren på grund af trykforsinkelse og -dæmpning. Størrelsen af luftflowet mellem atmosfæren og den umættede zone er proportionalt med denne trykgradient og luftpermeabiliteten i den umættede zone. Under faldende atmosfæretryk vil forsinkelsen i trykforplantningen medføre, at trykket i atmosfæren til ethvert tidspunkt er lavere end trykket i den umættede zone, hvorved poreluften fra den umættede zone vil strømme op gennem jordens porer til terræn. Omvendt medfører stigende barometertryk, at atmosfærisk luft vil presses ned i jorden. Ved passiv ventilation som afværgeteknik etableres filtersatte boringer i den umættede zone centralt i det forurenede område (behandlingszonen). Disse boringer forsynes med en-vejs ventiler som tillader udstrømning af poreluft ved faldende atmosfæretryk og som lukker ved stigende lufttryk. Den lave strømningsmodstand i blindrør og en-vejs ventil medfører, at udstrømningen af poreluft til atmosfæren under faldende lufttryk overvejende foregår gennem boringerne. Ved de naturlige variationer i lufttrykket opnås herved en pulserende strømning af poreluft hen mod boringerne og herfra til terræn. Før udledning til atmosfæren kan luften renses i specielt udviklede radiale kulfiltre med meget lav strømningsmodstand. Ved montage af en svanehals på boringerne kan en-vejs ventilerne desuden anvendes til forceret tilførsel af atmosfærisk luft. I denne situation ”vender ventilen om” og tillader luft at strømme ned i boringerne under stigende lufttryk. Sådanne ”injektionsboringer” kan placeres i periferien af en forurening og kan - i situationer hvor der ønskes tilførsel af iltholdig atmosfærisk luft til stimulering af biologisk nedbrydning af forurening - anvendes i kombination med passiv ekstraktion fra forureningens centrum. For at der opstår trykgradienter af en tilstrækkelig størrelse (minimum ca. 1 mbar) til at muliggøre passiv ventilation, skal der over den umættede zone være et lavpermeabelt lag (eksempelvis et morænelerslag) med en vis vertikal og en stor horisontal udbredelse. Alternativt skal de ventilerede jordlag ligge mere end 10 – 15 m u.t. Eventuelle højpermeable ”huller” i dæklaget over de ventilerede lag vil medføre en hurtig trykudligning mellem disse og atmosfæren og vil hermed umuliggøre afværge baseret på passiv ventilation. Inden valg af passiv ventilation som afværgeteknik bør tilstedeværelsen og størrelsen af en barometereffekt dokumenteres. I tabel 3.1.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. Tabel 3.1.1. Overordnede karakteristika for passiv ventilation som afværgeteknik
3.1.2 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført tre afværgeprojekter med passiv ventilation støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 805 og 806 (2003). De tre projekter er udført i henholdsvis Allerød (Prins Valdemars Allé og Amtsvej), Askov (Møllevej) og i Fakse (Nygade). Projekterne er gennemført af NIRAS A/S i samarbejde med det tidligere Frederiksborg Amt, Ribe Amt og Storstrøms Amt (nuværende Region Hovedstaden, Region Syddanmark og Region Sjælland). Ved siden af aktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet er der ligeledes igangsat en række andre afværgeprojekter af mere driftsmæssig karakter, hvor passiv ventilation indgår som en del af afværgestrategien. Disse projekter er primært finansieret af Miljømyndighederne i forbindelse med den offentlige indsats over for jord- og grundvandsforurening. I nedenstående afsnit tages der primært udgangspunkt i udviklingsaktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet, mens erfaringer fra sager af mere driftsmæssig karakter indgår som en del af en samlet perspektivering af afværgeteknikken senere i kapitlet. Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet, hvorefter der følger en samlet præsentation af resultater og perspektivering. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 3.1.2.1 Prins Valdemars Allé og Amtsvej, AllerødPå de 2 lokaliteter i Allerød (Prins Valdemars Allé og Amtsvej) består forureningen overvejende af PCE. Lokaliteterne ligger i det samme område og den geologiske lagfølge er omtrent ens bestående af ca. 10 meter moræneler fra terræn, underlejret af minimum 10 meter smeltevandssand, hvoraf de øverste to til fem meter er umættede. Formålet med aktiviteterne under Teknologiprogrammet har været:
Med henblik på at opfylde disse formål er følgende udført:
3.1.2.2 Møllevej, AskovPå Møllevej i Askov består forureningen overvejende af PCE. Geologien er karakteriseret ved et ca. 10 meter tykt lag af moræneler som er underlejret af skiftende smeltevandsaflejringer ned til ca. 90 m u.t. Det frie vandspejl findes ca. 30 m u.t., og den umættede zone under leren er således ca. 20 m tyk. Formålet med aktiviteterne under Teknologiprogrammet har været:
Med henblik på at opfylde disse formål er der udført følgende:
3.1.2.3 Nygade, FaksePå Nygade i Fakse består forureningen overvejende af PCE. Geologien består overordnet af seks til syv meter moræneler fra terræn underlejret af et ca. to meter tykt sandlag. Herunder findes et nyt morænelerslag på tre til fire meter underlejret af opsprækket kalk. Der er et frit vandspejl i kalken ca. 50 m u.t. Formålet med aktiviteterne under Teknologiprogrammet har været:
Med henblik på at opfylde disse formål er der udført/udføres følgende:
3.1.2.4 Yderligere aktiviteterUd over ovennævnte udviklingsprojekter finansieret af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, er der ligeledes kendskab til en række andre gennemførte afværgeprojekter, hvor passiv ventilation har været anvendt som afværgeteknik, men hvor aktiviteterne har været af mere driftsmæssig karakter. Udvalgte projekter gennemført af Miljømyndighederne, hvor passiv ventilation blev etableret som en del af afværgestrategien, er f.eks.:
Projekterne beskrives ikke nærmere i denne rapport, idet der ikke vurderes at være tale om udviklingsprojekter, men snarere afværgeprojekter af mere driftsmæssig karakter. Dokumentationsmaterialet i relation til metodens principper, begrænsninger og effekt vurderes derfor at være for spinkelt. Projekterne ligger imidlertid til grund for besvarelsen af spørgeskemaerne, jf. afsnit 1.3 og bilag 1, og har således betydning for den samlede perspektivering af passiv ventilation som afværgeteknik. 3.1.3 Resultater af aktiviteterNedenfor præsenteres de væsentligste erfaringer, resultater og vurderinger fra de gennemførte aktiviteter.
3.1.4 PerspektiveringErfaringerne med anvendelse af passiv ventilation i forbindelse med projekter gennemført under Teknologiprogrammet såvel som projekter gennemført i andet regi er generelt gode. Teknikken har vist sig effektiv til reduktion af forureningsspredning med flygtige forureningskomponenter i den umættede zone under de rette geologiske og hydrogeologiske forhold. I 2007/2008 er der gennemført en dokumentation og sammenfatning af resultater og erfaringer opnået igennem de sidste 2-8 års drift på udvalgte repræsentative fuldskala afværgeprojekter med passiv ventilation. Erfaringsopsamlingen er gennemført af NIRAS A/S med støtte fra Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet og forventes afrapporteret i 2008. Som beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. passiv ventilation som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
3.1.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /2.1.1/ Miljøprojekt Nr. 805, 2003: Passiv ventilation til fjernelse af PCE fra den umættede zone - Hovedrapport. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /2.1.2/ Miljøprojekt Nr. 806, 2003.: Passiv ventilation til fjernelse af PCE fra den umættede zone - Bilagsrapport. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 3.2 Reaktiv permeabel væg (Permeabel jernvæg)3.2.1 AfværgeprincipReaktive permeable vægge anvendes til at afskære grundvandsbåren forureningsspredning fra kildeområder primært med klorerede opløsningsmidler og hexavalent chrom. De reaktive vægge etableres på tværs af grundvandsfanen, hvorved forureningskomponenterne som følge af den naturlige grundvandsstrømning bringes i kontakt med det reaktive materiale i væggen. Det hyppigst anvendte reaktive materiale er nul valent jern, Fe0. Ved kontakt med de store mængder Fe0 i væggene opnås som følge af anaerob jernkorrosion et kraftigt fald i grundvandsmiljøets redoxpotentiale. Eventuel opløst ilt i grundvandet fjernes ved rustdannelse, hvorefter jernkorrosionen forløber under dannelse af brint, hydroxylioner og divalent jern, Fe2+. Det kraftige fald i redoxpotentiale medfører, at blandt andet de klorerede opløsningsmidler kan oxidere det metalliske jern og nedbrydes ved en reduktionsproces. Nedbrydningsvejene er ikke klarlagt i detaljer, og for forskellige forureningskomponenter og jernmaterialer ses en varierende produktion af nedbrydningsprodukter, f.eks. dichlorethylener og vinylchlorid. Halveringstiden for PCE og TCE er typisk 0,5 – 3 timer, mens halveringstiden for nedbrydningsprodukterne kan være væsentligt højere, over 10 timer. Den anaerobe korrosion i jernvæggen kan desuden reducere opløst hexavalent chrom til trivalent chrom, der på grund af en lav opløselighed udfælder i jernvæggen. Reaktionerne med de klorerede stoffer og chrom regnes for at være abiotiske og begrænses således ikke af utilstrækkelig næringsstoftilførsel mv. Produktionen af hydroxylionerne hæver grundvandets pH, og i visse situationer kan der forekomme væsentlige udfældninger af blandt andet calcium- og jerncarbonater, hvorved den reaktive overflade af jernet samt væggens hydrauliske ledningsevne kan reduceres afgørende. I dimensioneringen af reaktive vægge er halveringstiden for forureningskomponenterne samt dannelse af eventuelle nedbrydningsprodukter og udfældninger nøgleparametre. Idet de aktuelle nedbrydningsforhold for forskellige forureningskomponenter og reaktive materialer ikke er endeligt klarlagt, bør materialevalg og tykkelse af væggen bestemmes ud fra laboratorieforsøg. Anvendelsen af jernmaterialer i reaktive vægge er patenteret af det canadiske firma Environmetal Technologies. Dette firma er involveret i de fleste af de gennemførte fuldskalaprojekter og udfører laboratorieforsøg med forskellige jernmaterialer og forureningskomponenter på kommercielle vilkår. De permeable vægge kan enten etableres i hele grundvandsfanens tværsnit eller i en del af tværsnittet suppleret med impermeable barrierer i den resterende del af grundvandsfanens tværsnit således, at vandet i hele fanen ledes gennem det reaktive jernmateriale (funnel and gate). For at undgå, at grundvandet strømmer udenom væggene/barriererne er det i begge tilfælde vigtigt, at væggene udføres således, at den hydrauliske ledningsevne er væsentligt større i væggen end i de omgivende jordlag. Væggene skal desuden dimensioneres således, at opholdstiden for grundvandet er tilstrækkelig til fuldstændig nedbrydning af såvel moderstoffer som nedbrydningsprodukter eller at reduktion og udfældning af hexavalent chrom kan nå at forløbe. I tabel 3.2.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. Tabel 3.2.1. Overordnede karakteristika for reaktive permeable vægge
3.2.2 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført 3 fuldskala afværgeprojekter med etablering af reaktive jernvægge støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 743 (2003), 747 (2003) samt et Miljøprojekt, der er under udarbejdelse og derfor endnu ikke er udgivet. Herudover er der gennemført en erfaringsopsamling støttet af Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 916 (2004). Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet for hver lokalitet, hvorefter der følger en samlet præsentation af resultater opnået i Danmark og en perspektivering. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 3.2.2.1 Fabriksvej, Kolding (Hårdkrom)Lokaliteten er anvendt til forchromning, fornikling og forzinkning efter forudgående affedtning af metalemnerne i bade med TCE. Disse aktiviteter har medført en udbredt jord- og grundvandsforurening primært med TCE og hexavalent chrom. Forureningen træffes dels i terrænnær moræneler med indlejrede sandlag og dels i et underliggende sandlag på cirka fem meters tykkelse. Projektet omfatter rensning af opløst forurening i de indlejrede sandlag i den terrænnære moræneler ved hjælp af en reaktiv væg med et funnel and gate system. Endvidere er der vinkelret på væggen udført tre grusfyldte render til ”kortslutning” af de forurenede sandlag. Endelig er der etableret et drænsystem til nedsivning af vand som efter gennemstrømning af den reaktive væg oppumpes og reinfiltreres. Dette foretages for at opnå en øget udvaskning af forureningen. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til referencelisten sidst i kapitlet. 3.2.2.2 VapokonLokaliteten er anvendt til oparbejdning af opløsningsmidler hvilket har medført en kraftig forurening af jord- og grundvand med klorerede opløsningsmidler og olieprodukter. Forureningen træffes dels i fyld og moræneler til 3,5 m u.t. og dels i et underliggende sandet grundvandsmagasin med en mægtighed på cirka 10 meter. Der er lokaliseret en kraftig og forholdsvis smal forureningsfane som søges oprenset ved hjælp af et funnel and gate system. For at reducere strømningshastigheden i væggen er der opstrøms forureningens kildeområde etableret et drænsystem til opsamling af uforurenet grundvand. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til referencelisten sidst i kapitlet. 3.2.2.3 GodsbanegårdenPå lokaliteten har udslip af klorerede opløsningsmidler fra et værksted forårsaget forurening primært med 1,2 dichlorethylen af et sekundært sandet grundvandsmagasin med en mægtighed på cirka to til tre meter. Forureningsfanen søges oprenset ved hjælp af en reaktiv væg i hele fanens bredde. Væggen er etableret med en højde på fire meter efter spunsning ned i et underliggende lerlag. Der er anvendt 75 tons jerngranulat. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført eller planlagt udført følgende:
For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til referencelisten sidst i kapitlet. 3.2.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
3.2.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. reaktive permeable jernvægge som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for nedenstående vurdering/perspektivering af teknikken.
3.2.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /3.1.1/ Miljøprojekt Nr. 743, 2003: Afprøvning af reaktiv jernvæg til grundvandsrensning. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /3.1.2/ Miljøprojekt Nr. 747, 2003: Reaktiv Jern-Væg til rensning af grundvand for TCE og Chromat, Kolding Hårdkrom A/S. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /3.1.3/ Miljøprojekt Nr. 916, 2004: Reaktive vægge og filtre med jernspåner - en sammenfatning. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /3.1.4/ Miljøprojekt Nr. 1050, 2005: Afprøvning af jernspånefilter til rensning af grundvand forurenet med klorerede opløsningsmidler. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 3.3 Biologisk reaktiv barriere - oxidationDer henvises til afsnit 2.11 ”Stimuleret biologisk nedbrydning – oxidation” for en gennemgang af afværgeprincippet. 3.3.1 Udførte aktiviteterDer er ikke gennemført særlige teknologiudviklende aktiviteter med anvendelse af biologiske reaktive barrierer til spredningskontrol støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet i Danmark. Der er dog kendskab til at teknikken anvendes som en del af afværgestrategien på enkelte sager i Danmark. Nedenfor beskrives en udvalgt sag, hvor der er etableret en biologisk reaktiv barriere. 3.3.1.1 Odensevej, LangeskovPå Odensevej i Langeskov er der en forureningsfane med benzinkomponenter, herunder BTEX’er, med en længde på ca. 300 m og en bredde på ca. 20-30 m. Kilden er tidligere oprenset, men der er efterladt betydelige stofmængder i fanen. For at afskære yderligere forureningsspredning har COWI bl.a. etableret en biobarriere i form af iltdiffusion på tværs af fanen. Projektet er gennemført for OM. Formålet med den iværksatte afværge var om muligt at reducere forureningsmassen i fanen og opnå en fanekontrol, der sikrer, at forureningsfanen bliver stabil eller reduceret og derved ikke længere udgør en risiko for det øvre primære grundvand. På lokaliteten er der etableret 20 stk. filtersatte boringer med en indbyrdes afstand på 75 cm, således at der skabes en effektiv iltbarriere på tværs af forureningsfanen. Teknikken baserer sig på iltdiffusion, hvor ren ilt langsomt tilføres det benzinholdige grundvand gennem polymermembraner af silikone. Ilten stimulerer den naturlige nedbrydning af benzinkomponenterne i grundvandet. 3.3.2 Resultater3.3.2.1 Odensevej, LangeskovIltforbruget har i gennemsnit været på ca. 10 kg ilt/måned, svarende til knap 1 iltflaske/måned. Det har været muligt at opnå så markant forbedrede redoxforhold, at der er opnået en reduktion af forureningskomponenter indenfor min. 14 m fra iltdiffusorerne. Redoxforholdene er således ændret til jernreducerende forhold mod før stærkt reducerede forhold (sulfat-methanogene forhold). Der er opnået mere end 90 % reduktion af det opløste indhold af kulbrinter og BTEX’er i forhold til indholdet i de opstrømsliggende kontrolboringer. Det vurderes, at der i løbet af de forløbne 2 års drift er opnået min 60 % fjernelse af produktmængden i den yderste del af fanen. 3.3.3 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. en biologiske reaktive barrierer (oxidation) som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for nedenstående vurdering/perspektivering af teknikken.
3.3.4 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /3.3.1/ Oliebranchens Miljøpulje, Odensevej 2, Langeskov, Kerteminde Kommune, Statusrapport nr. 5. Udarbejdet af COWI, Marts 2007. 3.4 Biologisk reaktiv barriere - reduktion3.4.1 AfværgeprincipDer henvises til afsnit 2.13 ”Stimuleret biologisk nedbrydning – reduktion” for en gennemgang af afværgeprincippet. 3.4.2 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført ét større afværgeprojekt med stimuleret reduktiv deklorering etableret som en reaktiv barriere støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 833 og 834 (2003). Ved siden af aktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet er der ligeledes igangsat en række andre afværgeprojekter med denne teknik i andet regi. Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet for hver lokalitet, hvorefter der følger en samlet præsentation af resultater opnået i Danmark og en perspektivering. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 3.4.2.1 Jægersborg Allé, GentoftePå Jægersborg Allé i Gentofte har det tidligere Hedeselskabet Miljø og Energi A/S (nuværende Orbicon) gennemført et pilotforsøg med stimuleret reduktiv deklorering i midten af 2001. Pilotforsøget er gennemført for det tidligere Københavns Amt (nuværende Region Hovedstaden) og Miljøstyrelsen, som et led i Teknologiprogrammet. Lokaliteten er primært forurenet med PCE og den geologiske opbygning i pilottestfeltet består generelt af 1-4 m fyld eller moræneler underlejret af smeltevandssand til ca. 17 m u.t., hvor et regionalt lag af moræneler træffes. Et sekundært grundvandsmagasin knytter sig til smeltevandssandet. Redoxforholdene er generelt svagt aerobe i toppen af magasinet og anoxiske herunder. Pilotforsøgets formål var at vurdere muligheden for at initiere reduktiv deklorering ved tilsætning af den kommercielle elektrondonor HRCTM til den mættede del af formationen af smeltevandssand. Konkret skulle pilotforsøget belyse ingeniørtekniske forhold vedrørende injektionsmetode og den resulterende fordeling og spredning af elektrondonor i den mættede sandformation. Herudover skulle udviklingen af redox-forholdene samt effekten på den reduktive deklorering af PCE som følge af tilsætningen af HRCTM belyses. Pilotforsøget blev gennemført ved injektion af ca. 1.800 kg HRCTM og HRC primer i 9 punkter på 2 rækker på tværs af grundvandets strømningsretning. Der blev ikke tilsat en deklorerende bakteriekultur. Selve injektionen blev foretaget nedefra og op med Geoprobe-boringer (open tip injektion) tilkoblet en stempelpumpe, blandekar og kontrolenhed. Pilotforsøget mundede ud i følgende overordnede erfaringer:
Der henvises i øvrigt til nedenstående samlede resultat- og erfaringsafsnit 3.3.3 for en præsentation af generelle erfaringer og anbefalinger. 3.4.2.2 Gl. Kongevej, Kbh. VPå Gl. Kongevej i København har NIRAS A/S gennemført et fuldskala afværgeprojekt med stimuleret reduktiv deklorering. Projektet er finansieret af den tidligere Københavns Kommunes Miljøkontrol (nuværende Region Hovedstaden) og er afrapporteret i /Miljøkontrollen 2007/, hvortil der henvises for en detaljeret gennemgang af projektet. Lokaliteten er primært forurenet med PCE og geologien består af kvartære aflejringer til ca. 9 m u.t. underlejret af kalk. De kvartære aflejringer består først af et markant fyldlag efterfulgt af en sandet/stenet moræneler med sandlinser. Afværgeprojektets formål var at etablere en biologisk aktiv zone i toppen af kalken umiddelbart under forureningskilden i moræneleret, hvor der er optimale betingelser for reduktiv dechlorering, for herved at afskære fortsat spredning af forureningen til det primære magasin i kalken og dermed minimere en uacceptabel påvirkning af vandindvindingen i området. Injektionsstrategien blev opdelt i 2 faser. Indledningsvist en ”aktiv” fase efterfulgt af en ”passiv” fase. I den aktive fase er der foretaget recirkulation af grundvand oppumpet i 2 ekstraktionsboringer og reinjiceret i 5 injektionsboringer. I forbindelse med recirkulationen er der tilsat substrat (pulsvis) og en bakteriekultur (kontinuert) fra en on-site deklorerende bioreaktor. Der er i alt tilsat 4.800 l substrat (natriumacetat og mælkesyre) og 1.900 l næringsstoffer til grundvandet i forbindelse med den aktive fase. 1/4 af recirkulationsvandet blev ledt igennem bioreaktoren og dermed tilført deklorerende bakterier. Efter den aktive fase kunne følgende konkluderes:
Ved den efterfølgende passive fase opretholdes den biologiske aktivitet ved periodevis passiv tilførsel af elektrondonor. Der foretages på nuværende tidspunkt monitering på lokaliteten og der kan derfor ikke konkluderes noget endeligt hvad angår den samlede afværgeeffekt. Afværgeprojektet mundede ud i en række generelle erfaringer vedrørende gennemførelse af stimuleret reduktiv deklorering i fuldskala som er beskrevet i det samlede erfarings- og resultatafsnit 3.3.3. 3.4.3 Resultater af aktiviteterNedenfor præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra de gennemførte aktiviteter. Generelt kan følgende konkluderes:
Generelt kan følgende konkluderes vedrørende behandling af højpermeable formationer af sand eller grus:
3.4.4 PerspektiveringDer henvises til afsnit 2.13 ”Stimuleret biologisk nedbrydning – reduktion” for en generel perspektivering vedrørende denne afværgeteknik. 3.4.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /3.3.2/ Miljøprojekt Nr. 833, 2003: Oprensning af klorerede opløsningsmidler ved stimuleret reduktiv deklorering. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /3.3.3/ Miljøprojekt Nr. 834, 2003: Oprensning af klorerede opløsningsmidler ved stimuleret reduktiv deklorering - bilagsrapport. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 3.5 Moniteret naturlig nedbrydningMoniteret naturlig nedbrydning er en in situ afværgestrategi, der primært baserer sig på naturligt forekommende mikrobiel nedbrydning af forureningskomponenter til uskadelige nedbrydningsprodukter, inden der sker uønsket spredning til f.eks. grundvandsboringer, recipienter eller indeklima i bygninger. Der er tale om en ”passiv” afværgeteknik, idet der ikke foretages egentlige indgreb. Moniteret naturlig nedbrydning kan anvendes alene eller i kombination med andre teknikker. Den amerikanske betegnelse for teknikken er ”monitored natural attenuation” (MNA). Betegnelsen attenuation dækker i princippet over en lang række naturligt forekommende processer i jord- og grundvandsmiljøer, der samlet bidrager til en reduktion af toksiciteten, mobiliteten og/eller koncentrationen eller massen af en given forurening. Disse processer omfatter nedbrydning (biologisk eller abiotisk), kemisk udfældning/stabilisering, sorption til sedimentmatrix, fordampning og spredning i poreluften samt fortynding og spredning i grundvandet. Af de anførte processer er det imidlertid kun nedbrydning, der bidrager til en fjernelse/reduktion af forureningsmassen og således på længere sigt vil kunne lede til en oprensning af forureningen. Den nuværende praksis er således også kun at betragte nedbrydningsprocesser, når moniteret naturlig nedbrydning planlægges som afværgestrategi. Ved anvendelse af moniteret naturlig nedbrydning som afværgestrategi skal det derfor verificeres, at den aktuelle forurening nedbrydes naturligt på lokaliteten og at massefjernelsen er tilstrækkelig til at nå oprensningsmålsætningen. Kravene til en sådan verifikation kan variere meget afhængig af forureningens karakter (omfang, komponenter/stofgrupper) og af lokalitetsspecifikke forhold (geologi, hydrogeologi og redoxforhold). Nedbrydning af forskellige forureningskomponenter er f.eks. ofte betinget af bestemte redoxforhold, hvor nogle komponenter kræver aerobe forhold, mens andre komponenter kræver anaerobe forhold. Nedbrydning kan desuden kræve tilstedeværelsen af specifikke bakterier. Det kan være vanskeligt at bevise en egentlig massefjernelse, eftersom faldende forureningskoncentrationer kan være tvetydige, idet der som beskrevet ovenfor forekommer en række naturlige processer i jord- og grundvandsmiljø, der kan bidrage til faldende forureningskoncentrationer. I en række internationale protokoller og guidelines (f.eks. Wiedemeier et al., 1998 og 1999) foreslås en række ”beviser” (line of evidence) anvendt til fastlæggelse af om moniteret naturlig nedbrydning er en anvendelig afværgestrategi på en given lokalitet. Sådanne beviser kan f.eks. tilvejebringes igennem nedenstående aktiviteter:
Efter tilvejebringelsen af et eller flere af ovennævnte ”beviser” skal der opstilles et moniteringsprogram hvormed det sikres, at den aktuelle udvikling i forureningsniveauet dokumenteres. Herunder hører, at opstille en række kriterier for handlinger, der skal iværksættes, hvis forureningssituationen udvikler sig i en ugunstig retning. Modellering kan med fordel indgå som et værktøj til denne opgave. Naturlig nedbrydning har været implementeret som afværgestrategi i USA og en del europæiske lande – især overfor forureninger med oliestoffer og klorerede opløsningsmidler. Som afværgestrategi har naturlig nedbrydning kun i begrænset omfang været brugt i Danmark, men en del af principperne har været anvendt i vid udstrækning i forbindelse med udvidede risikovurderinger. Det bør i den forbindelse nævnes, at der blandt flere fagfolk, er en opfattelse af, at naturlig nedbrydning ikke er en egentlig afværgestrategi men snarere et sidste trin i en detaljeret risikovurdering. I tabel 3.5.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. Tabel 3.5.1. Overordnede karakteristika for moniteret naturlig nedbrydning
3.5.1 Udførte aktiviteterI Danmark er der gennemført ét afværgeprojekt med moniteret naturlig nedbrydning støttet af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, jf. Miljøprojekt 544 (2000). Der er herudover gennemført udredningsprojekter omfattende et litteraturstudier vedrørende nedbrydningsforhold for forskellige forureningskomponenter, herunder olie- og benzinkomponenter samt PAH’er, og der er anvist kontrolmetoder til dokumentation for nedbrydning, jf. Miljøprojekt 408 (1998) og Miljøprojekt 582 (2001). Ved siden af aktiviteterne gennemført under Teknologiprogrammet er der ligeledes igangsat enkelte andre afværgeprojekter, hvor moniteret naturlig nedbrydning anvendes som afværgestrategi. Formålet med de gennemførte aktiviteter præsenteres kortfattet, hvorefter der følger en samlet præsentation af resultater og en perspektivering af teknikken. For detaljerede beskrivelser af projekterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 3.5.1.1 Ringe Tjære- og AsfaltfabrikSom led i en samlet undersøgelse af en større tjæreforurening ved Ringe Tjære- og Asfaltfabrik har Orbicon i samarbejde med bl.a. Miljø & Ressourcer DTU, DHI og GEUS gennemført en række feltundersøgelser og laboratorieforsøg med henblik på at vurdere, hvorvidt moniteret naturlig nedbrydning er tilstrækkelig som afværgeteknik på lokaliteten. Aktiviteterne er gennemført for det tidligere Fyns Amt og nuværende region Syddanmark. Forureningen på lokaliteten består primært af tjærekomponenter, herunder PAH’erne pyren og benz(a)pyren samt naphtalen, phenoler og BTEX’er. Der er truffet fri fase tjære under vandspejlet til det primære grundvandsmagasin. Fra kildeområdet udbreder en smal forureningsfane med meget høje koncentrationer af tjærekomponenter sig i nedstrøms retning. Geologien og hydrogeologien i området er meget kompleks og der henvises til /1/ for en detaljeret beskrivelse. Helt overordnet er der tale om kvartære aflejringer af moræneler med forekomst af såvel umættede som mættede lag af smeltevandssand. I 14-15 m’s dybde starter et udbredt dække af sand, som i dybdeintervallet 16-19 m u.t. formodes at strække sig under stort set hele kildegrunden. Det primære magasins frie vandspejl træffes ca. 17-18 m u.t., dog med undtagelse af områder, hvor underliggende moræneler træffes i et højere niveau. I projektet er der foretaget en vurdering af fordeling, transport og naturlig nedbrydning af tjærekomponenter i grundvandsmagasinet. Vurderingen er foretaget på grundlag af:
Undersøgelserne mundede ud i den generelle vurdering, at den naturlige nedbrydning i det primære magasin er tilstrækkelig til, at koncentrationen af samtlige forureningskomponenter holdes på et acceptabelt niveau indenfor de første ca. 200 m nedstrøms kildeområdet. Der blev i øvrigt gjort nogle generelle vurderinger vedrørende anvendelse af specifikke nedbrydere, isotopfraktionering og/eller nedbrydningsforsøg til verifikation af omfanget af naturlig nedbrydning og således muligheden for at anvende moniteret naturlig nedbrydning som afværgeteknik. Der henvises til nedenstående samlede resultat- og erfaringsafsnit 3.4.2 for en præsentation af generelle erfaringer og anbefalinger. 3.5.1.2 Tankområde Guldager, EsbjergSom led i en samlet undersøgelse, herunder opsamling af fri fase flybrændstof, på Tankområde Guldager i Esbjerg har NIRAS A/S gennemført en række feltundersøgelser og laboratorieforsøg med henblik på at vurdere, hvorvidt moniteret naturlig nedbrydning er tilstrækkelig som afværgeteknik på lokaliteten. Aktiviteterne er gennemført for det tidligere Forsvarets Bygningstjeneste (nuværende Forsvarets Bygnings- & Etablissementservice, FBE). Forureningen på lokaliteten består af flybrændstof (olie, BTEX), der har spredt sig i en fane ca. 100 m nedstrøms for kilden og ca. 10-12 m under grundvandsspejlet. Geologien er kendetegnet ved forekomst af primært smeltevandssand i stor mægtighed, stedvist med afvekslende lag af smeltevandsler. Det primære grundvand har frit vandspejl i ca. 3,5 meters dybde. I forbindelse med undersøgelsen er følgende aktiviteter gennemført med henblik på at vurdere betingelserne for naturlig nedbrydning såvel som omfanget heraf:
På baggrund af undersøgelserne vurderedes det overordnet, at forureningen nedbrydes naturligt på lokaliteten. Der vurderes imidlertid fortsat at være risiko for spredning af forureningen. De estimerede nedbrydningsrater svarer godt overens med nedbrydningsrater rapporteret i litteraturen. Der blev i øvrigt gjort nogle generelle vurderinger vedrørende anvendelse af TMB og isotopfraktionering til verifikation af omfanget af naturlig nedbrydning og således muligheden for at anvende moniteret naturlig nedbrydning som afværgeteknik. Der henvises til nedenstående samlede resultat- og erfaringsafsnit 3.4.2 for en præsentation af generelle erfaringer og anbefalinger. 3.5.1.3 Drejøgade, KøbenhavnPå Drejøgade i København har NIRAS A/S implementeret et afværgeanlæg med vakuumventilering og air sparging for Miljøkontrollen, Københavns Kommune og Miljøstyrelsen som et led i Teknologiprogrammet, jf. afsnit 2.2. Med udgangspunkt i baselinestudiet, hvor der blev observeret tegn på nedbrydning af såvel oliekomponenter som klorerede stoffer, blev der – ligeledes under Teknologiprogrammet – iværksat en undersøgelse af nedbrydningsforholdene, når en forurening med oliekomponenter og klorerede stoffer interfererer. Formålet med projektet har været at foretage en detaljeret redoxkarakterisering af grundvandet på lokaliteten, at karakterisere og til dels kvantificere de nedbrydningsprocesser, der foregår på lokaliteten, samt at estimere nedbrydningsraterne for de givne processer. På denne baggrund skulle det vurderes, om nedbrydningen under naturlige forhold var så effektiv, at forureningen ikke udgjorde en risiko for grundvandsressourcen. Overordnet bekræftede undersøgelserne på Drejøgade den formodede sammenhæng mellem olieudbredelsen, redoxkemien og nedbrydningspotentialet for de klorerede forbindelser i grundvandsmagasinet. I den stærkt reducerede zone blev mest PCE nedbrudt og fuldstændig deklorering optrådte. De klorerede forbindelser bestod her hovedsageligt af nedbrydningsprodukter. I den svagt reducerede zone blev kun lidt PCE nedbrudt, og der forekom ikke fuldstændig deklorering. I denne zone observeredes fortrinsvist højere klorerede forbindelser (PCE og TCE). Der henvises i øvrigt til afsnit 2.13 for en nærmere gennemgang af projekter, hvor klorerede opløsningsmidler nedbrydes af naturligt forekommende bakterier. 3.5.1.4 Yderligere aktiviterUd over udviklingsprojekterne finansieret af Miljøstyrelsen under Teknologiprogrammet, er der ligeledes kendskab til en række andre gennemførte afværgeprojekter, hvor moniteret naturlig nedbrydning har været anvendt som afværgeteknik, men hvor aktiviteterne har været af mere driftsmæssig karakter. Projekterne er primært gennemført af Miljømyndighederne samt af private bygherre som OM og FBE. Projekterne beskrives ikke nærmere i denne rapport, idet der ikke vurderes at være tale om udviklingsprojekter, men snarere afværgeprojekter af driftsmæssig karakter. Dokumentationsmaterialet i relation til metodens principper, begrænsninger og effekt vurderes derfor at være for spinkelt. Projekterne ligger imidlertid til grund for besvarelsen af spørgeskemaerne, jf. afsnit 1.3 og bilag 1, og har således betydning for den samlede perspektivering af passiv ventilation som afværgeteknik. 3.5.2 Resultater af aktiviteterNedenfor præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra de gennemførte projekter. Generelt kan følgende konkluderes:
3.5.3 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. moniteret naturlig nedbrydning som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette afsnit. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
3.5.4 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /3.5.1/ Miljøprojekt Nr. 544, 2000: Naturlig nedbrydning af olie og klorerede opløsningsmidler i grundvandet på Drejøgade 3-5. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /3.5.2/ Region Syddanmark. Ringe Tjære- og Asfaltfabrik, Villavej 15, 5750 Ringe Supplerende undersøgelser og risikovurdering. Hovedrapport. Udarbejdet af Orbicon, April 2007. /3.5.3/ Forsvarets Bygningstjeneste. Statusnotat nr. 4. 828 Tankområde Guldager. Udarbejdet af NIRAS A/S, August 2004. 3.6 In-Well Aerator3.6.1 AfværgeprincipIn Well Aerator, IWA er en modificeret stripningsmetode, som kombinerer grundvandsoppumpning ved lufthæveprincippet med forureningsfjernelse ved stripning. Metoden anvendes til afværgepumpning af flygtige, opløste forureningskomponenter (BTEX, klorerede opløsningsmidler mv.) og udgør et alternativ til traditionel grundvandsoppumpning med eldrevne dykpumper og efterfølgende rensning i aktivt kul. In Well Aeratoren består af et system af PVC rør som nedsænkes i en traditionel boring filtersat i minimum ø200 mm rør. Aeratoren er opdelt i flere kamre der dels fungerer som stigrør i forbindelse med lufthævepumpningen og dels som beluftningskamre i forbindelse med rensningen af grundvandet ved stripning. Den primære luftindblæsning foretages i aeratorens inderste rør cirka en meter over bunden af boringen. Hermed opnås at densiteten af væskesøjlen inde i boringen reduceres, hvorved der etableres en trykgradient fra formationen til boringen og således en pumpeeffekt. Når luftboblerne stiger op gennem vandsøjlen inde i boringen, vil de flygtige stoffer overføres fra vand til luftfase. Den stigende luft transporterer de flygtige stoffer til toppen af boringen/In Well Aeratoren. Vandet ledes videre forbi et eller flere beluftningskamre, hvor der sker en yderligere luftindblæsning og stripning af de flygtige stoffer. Antallet af beluftere afhænger blandt andet af oprensningskravet samt koncentrationerne af de forurenende stoffer. Afhængigt af forureningsniveauet kan der være behov for rensning af afkastluften fra Aeratoren. I tabel 3.6.1 fremgår udvalgte overordnede karakteristika for teknikken. I bilag 2 er samtlige teknikker beskrevet i denne rapport sammenstillet med hensyn til nøgleoplysninger og karakteristika. Tabel 3.6.1. Overordnede karakteristika for In-well aerator
3.6.2 Udførte aktiviteterMed henblik på afprøvning af Aeratoren og belysning af oprensningseffekt, anlægs- og driftsudgifter mv. er der fra Miljøstyrelsens teknologiprogram ydet støtte til tre projekter som beskrives kortfattet nedenfor. Projekterne er afrapporteret i Miljøprojekt nr. 642 (2001) og 866 (2003), hvortil der henvises for yderligere detaljer. 3.6.2.1 UlstrupPå lokaliteten i Ulstrup er In Well Aeratoren etableret på en virksomhedsgrund, hvorfra der er sket en udsivning af klorerede opløsningsmidler, fortrinsvis TCE og en grundvandsbåren spredning til et nærliggende boligområde. Forureningens kildeområde er knyttet til tre kar som tidligere har været anvendt til affedtning. Fra en svag restforurening i jorden omkring disse kar (som er fjernet), udvaskes TCE til områdets sekundære grundvandsmagasin som træffes i et lag af smeltevandssand som træffes fra terræn. Det sekundære magasin har frit vandspejl cirka tre meter under terræn, og forureningen er afgrænset til toppen af magasinet. Fra industrigrunden er der udbredt en forureningsfane ind under et nærliggende boligområde. Med henblik på at afskære fremtidig spredning af TCE fra lokaliteten er der umiddelbart nedstrøms kildeområdet etableret en afværgepumpning ved hjælp af IWA. Omkring afværgeboringen er der før opstart påvist niveauer af TCE på op til 1,5 mg/l. Formålet med aktiviteterne under teknologipuljen var:
Med henblik på at opfylde disse formål blev der med støtte fra Teknologiprogrammet:
3.6.2.2 AskovForureningen i Askov består overvejende af PCE fra et tidligere renseri. Geologien på lokaliteten udgøres fra terræn af et ca. 10 meter tykt lag af moræneler som underlejres af skiftende smeltevandsaflejringer til 90 m u.t. Det frie vandspejl findes ca. 30 m u.t., og det trufne magasin kan stå i en vis hydraulisk kontakt til områdets primære grundvandsmagasin, hvorfra der indvindes ca. 50 meter nedstrøms lokaliteten. I toppen af grundvandszonen er der før iværksættelse af afværgeforanstaltningerne påvist niveauer af PCE på op til 730 mg/l. Koncentrationen er påvist markant aftagende med dybden. Afværgepumpningen ved hjælp af In Well Aeratoren er iværksat med henblik på at fjerne det værst forurenede vand i den øvre del af grundvandszonen og hindre en uacceptabel påvirkning af dybereliggende vandførende lag. Afværgepumpningen udføres sideløbende med en oprensning af den umættede zone ved passiv ventilation. Formålet med aktiviteterne under teknologipuljen var:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet:
3.6.2.3 Vestergade, ÅbenråForureningen i Åbenrå består overvejende af PCE fra et tidligere renseri. Geologien på lokaliteten udgøres af et ca. 1,0 meter tykt fyldlag. Herunder træffes fed ler, uden sten, men med tynde sandstriber og sprækker. Fra ca. 4 meter under terræn bliver lerlaget let sandet med skaller og småsten, og underlejres ca. 5 meter under terræn af en fed ler, uden sten og sandstriber. Der er en overfladeafstrømning knyttet til oversiden af lerlaget 1,0 meter under terræn og et grundvandsmagasin knyttet til den sandede ler ca. 4 meter under terræn. Det dybereliggende vandførende lag er lavtydende og nedbørsafhængigt. I toppen af grundvandszonen er der før iværksættelse af afværgeforanstaltningerne påvist niveauer af PCE på op til 64 mg/l. I grundvandsmagasinet 4 meter under terræn er der lokalt påvist fri fase af klorerede opløsningsmidler. Afværgepumpningen ved hjælp af In Well Aeratoren er iværksat for at fjerne det værst forurenede vand knyttet til overfladeafstrømningen og etablere en lokal sænkningstragt for opsamling af fri fase og kraftigt forurenet vand i det dybereliggende vandførende lag. Afværgepumpningen udføres sideløbende med en oprensning af den umættede zone ved aktiv ventilation. Formålet med aktiviteterne under teknologipuljen er:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra teknologiprogrammet:
3.6.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
3.6.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. anvendelse af en in-well aerator som afværgeteknik. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette afsnit. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
3.6.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /3.5.4/ Miljøprojekt Nr. 642, 2001.: Afprøvning af In-Well Aerator. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /3.5.5/ Miljøprojekt Nr. 866, 2003: Afprøvning af In-Well Aerator på lavtydende magasin. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 3.7 Jernfilter til rensning for klorerede opl. (on-site)3.7.1 AfværgeprincipNulvalent jern kan anvendes til abiotisk nedbrydning af opløste niveauer af klorerede opløsningsmidler. Metoden kan dels anvendes in situ som beskrevet i afsnit 3.1 og dels on site i jernfiltre som beskrevet i det følgende. En eventuel anvendelse af jernspånefiltre on site skal ses som et muligt alternativ til grundvandsrensning med kulfiltre. Processen er baseret på, at der ved grundvandets kontakt med jerngranulat/-spåner foregår en jernkorrosion, hvorved eventuelle oxiderede forbindelser (ilt, nitrat mv.) reduceres under udfældning af jernoxider. Herved sænkes grundvandets redoxpotentiale og jernkorrosionen forløber anaerobt under dannelse af brint, hydroxylioner og divalent jern, Fe2+. Det kraftige fald i redoxpotentiale medfører, at klorerede opløsningsmidler kan oxidere det metalliske jern og nedbrydes ved reduktiv dechlorering. Nedbrydningsvejene er ikke klarlagt i detaljer og for forskellige forureningskomponenter og jernmaterialer ses en varierende produktion af nedbrydningsprodukter, f.eks. dichlorethylener og vinylchlorid. Halveringstiden for PCE og TCE er typisk 0,5 – 3 timer, mens halveringstiden for nedbrydningsprodukterne kan være væsentligt højere, over 10 timer. Produktionen af hydroxylionerne hæver grundvandets pH, og i visse situationer kan der forekomme væsentlige udfældninger af blandt andet calcium- og jerncarbonater, hvorved den reaktive overflade af jernet og filterets hydrauliske ledningsevne kan reduceres væsentligt. I dimensioneringen af jernfiltrene er halveringstiden for forureningskomponenterne - samt for eventuelle nedbrydningsprodukter samt forekomst af udfældninger - nøgleparametre som bør estimeres ved laboratorieforsøg. 3.7.2 Udførte aktiviteterMed støtte fra Miljøstyrelsens teknologiprogram er der gennemført et projekt med on site rensning af oppumpet grundvand forurenet med klorerede opløsningsmidler. Projektet beskrives overordnet i det følgende: 3.7.2.1 Lyndby RensPå lokaliteten er der påvist en kraftig jord- og grundvandsforurening med PCE fra et tidligere renseri samt fra en holdeplads for en tankvogn for PCE. I det sekundære grundvandsmagasin er der i kildeområdet påvist niveauer af PCE på op til 70 mg/l og nedstrøms herfor op til 4 mg/l. Den mest forurenede del af kildeområdet er bortgravet, og der er etableret vakuumventilation fra en boring. Herudover foretages oppumpning af forurenet grundvand fra to boringer. Det oppumpede vand renses i et sand- og kulfilter. Parallelt med kulfilteret er under Teknologiprogrammet etableret et jernspånefilter. Der oppumpes og behandles ca. 1,2 m³/time med et indhold af PCE på cirka fire mg/l. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet har til formål:
Med henblik på at opfylde dette formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
3.7.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
3.7.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. anvendelse af on-site jernfilter til rensning for klorerede opløsningsmidler. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette afsnit. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
3.7.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /3.9.1/ Miljøprojekt Nr. 1050, 2005: Afprøvning af jernspånefilter til rensning af grundvand forurenet med klorerede opløsningsmidler. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 3.8 Jernfilter til rensning for krom (on-site)3.8.1 AfværgeprincipNulvalent jern kan anvendes til reduktion af chrom fra oxidations trin seks (chromat) til oxidations trin tre. Herved omdannes chrom fra den opløselige og mobile hexavalente form til den tungt opløselige trivalente form som udfældes. Ved filtrering af grundvand forurenet med hexavalent chrom i jernspåner opnås således en stabilisering af chrom. Denne proces kan udnyttes til on site behandling af oppumpet chromforurenet grundvand. Processen er baseret på det kraftige fald i redoxniveau som forårsages af anaerob jernkorrosion ved grundvandets kontakt med jerngranulatet/-spånerne i filtret. Dette fald i redoxniveau medfører ovennævnte reduktion og stabilisering af chrom. Ved den anaerobe jernkorrosion dannes desuden brint, hydroxylioner og divalent jern, Fe2+. Produktionen af hydroxylionerne hæver grundvandets pH, og i visse situationer kan der forekomme væsentlige udfældninger af blandt andet calcium- og jerncarbonater, hvorved den reaktive overflade af jernet og filterets hydrauliske ledningsevne kan reduceres væsentligt. Ved dimensioneringen af jernfiltrene er kapaciteten for tilbageholdelse af chrom i jernet samt dannelse af eventuelle udfældninger nøgleparametre som bør belyses ved laboratorieforsøg. På det foreliggende grundlag vurderes rensning for hexavalent chrom i jernspånefiltre at være en oplagt og attraktiv teknik. Hexavalent chrom fjernes ikke i filtre med aktivt kul. 3.8.2 Udførte aktiviteterMed støtte fra Miljøstyrelsens teknologiprogram er der gennemført et projekt med on site rensning af oppumpet grundvand forurenet med chromat. Projektet beskrives overordnet i det følgende. For yderligere beskrivelser henvises til litteraturlisten i slutningen af kapitlet. 3.8.2.1 Skt. Clara VejPå lokaliteten er der deponeret chromholdigt affald fra et garveri. Dette har medført en opløst forurening med hexavalent chrom i det sekundære grundvandsmagasin. Som led i bortgravningen af det deponerede affald og stærkt forurenet jord er der foretaget grundvandssænkning. Det oppumpede grundvand er renset i et on site filter med jernspåner. Efter opgravningen er der etableret et drænsystem til opsamling af chromat som udvaskes fra restforurening under bygninger mv. Rensningen af vandet fra dette drænsystem foretages med et nedgravet jernspånefilter i en container. Rensningen skulle reducere chromniveauet til maksimalt 10 mg/l. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
3.8.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
3.8.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. anvendelse af on-site jernfilter til rensning for krom. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette afsnit. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
3.8.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /3.7.1/ Miljøprojekt Nr. 497, 1999: Reduktion af krom(VI) i grundvand ved hjælp af jernspåner. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /3.7.2/ Miljøprojekt Nr. 538, 2000.: Rensning af kromforurenet jord ved hjælp af jernspåner og jernsulfat. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /3.7.3/ Miljøprojekt Nr. 566, 2000.: Drift af jernspånefiltre til fjernelse af krom(VI) fra grundvand. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 3.9 Kemisk-Biologisk jernfilter (on-site)Kemiske-biologiske jernfiltre er under udvikling med henblik på anvendelse til rensning af oppumpet grundvand for indhold af opløste klorerede stoffer. Sådanne filtre vil således kunne udgøre et alternativ til anvendelse af filtre baseret på aktivt kul. Som tidligere beskrevet medfører anaerob jernkorrosion - som anvendt i reaktive permeable vægge - dels en kemisk nedbrydning af klorerede opløsningsmidler og dels en frigivelse af fri brint. Denne brint kan anvendes af anaerobe bakterier som led i en biologisk omsætning af klorerede ethylener. I kemiske-biologiske jernfiltre er det således hensigten at kombinere kemisk fjernelse af opløsningsmidlerne (ved Fe0) med en forøget biologisk nedbrydning. Den biologiske nedbrydning vil i et vist omfang kunne modvirke den stigning i pH, og hermed den tilbøjelighed til udfældning af metaloxider, som ofte forekommer under den anaerobe korrosion i reaktive jernvægge. Som nævnt er de kemiske-biologiske jernfiltre under udvikling, og det er endnu for tidligt at vurdere metodens mulige kommercielle anvendelse. 3.9.1 Formål og teknologiaktiviteterMed støtte fra Miljøstyrelsens teknologiprogram er der gennemført et laboratorieforsøg dels med jernfiltre og dels med kombinerede kemiske-biologiske filtre til fjernelse af opløste niveauer af klorerede opløsningsmidler. Aktiviteterne under Teknologiprogrammet havde til formål:
Med henblik på at opfylde disse formål er der med støtte fra Teknologiprogrammet udført følgende:
3.9.2 Resultater af teknologiaktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
3.9.3 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. anvendelse af on-site kemisk biologisk jernfilter. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette afsnit. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
3.10 Biologisk nedbrydning af MTBE (on-site)3.10.1 AfværgeprincipSom følge af MTBE´s store vandopløselighed og ringe sorption til jorden foretages afværge af grundvandsforurening ofte ved afværgepumpning. Interessen for biologisk nedbrydning af MTBE knytter sig i første omgang til on site rensning af oppumpet grundvand. Der arbejdes dog ligeledes med stimulering af nedbrydningen af MTBE in situ. Biologisk nedbrydning af MTBE kan foregå med MTBE som primært og som sekundært substrat. Som primært substrat optræder MTBE som mikroorganismernes eneste kulstof- og energikilde. Som sekundært substrat nedbrydes MTBE i tilknytning til mikroorganismernes omsætning af et primært substrat (typisk lavmolekylære alkaner) der optræder som hovedkilden til mikroorganismernes kulstof og energiudbytte. Høje koncentrationer af primær substratet hæmmer nedbrydningen af MTBE ved kompetitiv inhibering. Ved nedbrydningen af MTBE som primært eller sekundært substrat kan der med bestemte bakteriekulturer dannes nedbrydningsproduktet tertbutylalkohol. Hvorvidt dette sker i kritiske koncentrationer er ikke afklaret p.t. 3.10.2 Udførte aktiviteterUnder Miljøstyrelsens teknologiprogram er der udført følgende projekter med biologisk nedbrydning af MTBE: 3.10.2.1 MTBE nedbrydning i grundvand med propanoxiderende bakterierProjektet blev gennemført som et laboratoriestudium og havde til formål at undersøgelse rater for mikrobiel nedbrydning af MTBE ved tilsætning af propan og isobutan som primært substrat. Endvidere skulle opnåeligt rensningsniveau med teknikken belyses. For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 3.10.2.2 Rensning af MTBE i bioreaktorProjektet omfattede biologisk nedbrydning af MTBE som primær substrat i reaktorer og blev gennemført i laboratoriet. Formålet med projektet var at belyse nedbrydningsrater, dannelse af nedbrydningsprodukter og eventuelle kritiske pH værdier for tre forskellige biomassekulturer. 3.10.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
3.10.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. anvendelse af on-site biologisk nedbrydning af MTBE. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette afsnit. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
3.10.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /3.9.2/ Miljøprojekt Nr. 613, 2001: MTBE-nedbrydning i grundvand vha. alkanoxiderende mikroorganismer. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /3.9.3/ Miljøprojekt Nr. 880, 2004: Rensning af MTBE forurenet grundvand i bioreaktor med MTBE som primært substrat. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 3.11 Rensning af MTBE forurenet grundvand (on-site)3.11.1 AfværgeprincipSom følge af MTBE´s store vandopløselighed og ringe sorption til jorden foretages afværge af grundvandsforurening hermed ofte ved afværgepumpning. MTBE koncentrationen i det oppumpede grundvand kan enten søges nedbragt ved biologiske metoder, som beskrevet i afsnit 3.5, eller ved hjælp af filtre med forskellige materialer, hvortil MTBE´en sorberer og hermed tilbageholdes. 3.11.2 Udførte aktiviteterUnder Miljøstyrelsens teknologiprogram er der udført følgende projekter med sorptionsfiltre for MTBE: 3.11.2.1 Sorption af MTBE til organiske polymerer og uorganiske mineralerProjektet blev gennemført som et laboratoriestudium og havde til formål at undersøge rensningseffekten af sorptionsfiltre med henholdsvis den organiske polymer, resin og uorganiske mineraler i form af zeoliter. For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til ref. 15. 3.11.2.2 Sorption af MTBE til aktivt kulProjektet blev gennemført som et laboratoriestudium og havde til formål at undersøge rensningseffekten overfor MTBE af aktivt kul i et sorptionsfilter. For detaljerede oplysninger om projektet og teknologiaktiviteterne henvises til referencelisten i slutningen af kapitlet. 3.11.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
3.11.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. anvendelse af on-site rensning af MTBE forurenet grundvand. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette afsnit. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
3.11.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /3.10.1/ Miljøprojekt Nr. 614, 2001: Opdatering af rapporten "Afværgeteknikker for MTBE-forurenet grundvand". Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /3.10.2/ Miljøprojekt Nr. 745, 2003: Sorptionsmaterialer til on-site rensning af MTBE-forurenet grundvand - screening. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. /3.10.3/ Miljøprojekt Nr. 746, 2003: Filtrasorb® 400, aktiv kul til rensning af MTBE-forurenet grundvand - detailundersøgelse. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 3.12 Biologisk luftfilter (on-site)3.12.1 AfværgeprincipI forbindelse med oprensning af forurenede grunde anvendes i mange sammenhænge ekstraktion og rensning af jordens poreluft. Rensningen foretages oftest ved hjælp af filtre med aktivt kul. Som alternativ til denne traditionelle luftrensning er der inden for det seneste årti udviklet nye teknologier til rensning af oppumpet poreluft, herunder biofiltre. Biofiltre er on-site behandlingsenheder som består af organiske teksturgivende materialer, næringsmidler, vand og mikroorganismer. Forureningskomponenterne i den oppumpede luft nedbrydes biologisk af bakterier i filteret eller tilbageholdes ved adsorptionen til det organiske materiale. Specielt i forhold til klorerede opløsningsmidler, herunder dichlorethylener (DCE) og vinylchlorid (VC) har udenlandske erfaringer vist, at biofiltre kan være et alternativ til den traditionelle rensning med aktivt kul. 3.12.2 Udførte aktiviteterUnder Miljøstyrelsens teknologiprogram er der igangsat første fase af et program om anvendelse af biofiltre til rensning af klorerede opløsningsmidler i oppumpet poreluft. Arbejdet har omfattet et litteraturstudium og laboratorieforsøg med 8 stk. biofiltre. Forsøgsopstillingen bestod af en aerob og en anaerob reaktorlinie med fire biofiltre i hver, to med kompost og to med sphagnum. For hvert filtermateriale var der en biologisk aktiv reaktor og en identisk, biologisk inaktiv referencereaktor, hvis filtermatrice var steriliseret i en autoklave. De aerobe reaktorer blev tilledt gasformig TCE og PCE samt propan/butan-gas som primær kulstofkilde. Til den anaerobe linie anvendtes komprimeret, opfugtet N2 som bæregas for gasformig TCE og PCE. Formålet med denne første fase af programmet var:
3.12.3 Resultater af aktiviteterI det følgende præsenteres de væsentligste resultater og vurderinger fra teknologiaktiviteterne:
3.12.4 PerspektiveringSom beskrevet i afsnit 1.3 har regionerne i Danmark som led i dette projekt besvaret en række spørgsmål af overordnet karakter vedrørende anvendelse af bl.a. anvendelse af on-site biologisk luftfilter. Udgangspunktet for besvarelserne har været regionernes egen etablering og drift af afværgeprojekter, der således ikke har været støttet af Miljøstyrelsen. Spørgeskemaundersøgelsen ligger til grund for perspektiveringen af teknikken i dette afsnit. På baggrund af spørgeskemaundersøgelsen, kan følgende overordnet konkluderes vedrørende regionernes erfaringer i relation til teknikkens anvendelse samt regionernes vurdering af behov for yderligere teknologiudvikling:
3.12.5 ReferencerI dette kapitel er der refereret til følgende projekter: /3.11.1/ Miljøprojekt Nr. 670, 2002: Forsøg med biofiltre til rensning af poreluft forurenet med chlorerede opløsningsmidler. Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. 4 Teknologiudviklingsbehov4.1 BaggrundNærværende afsnit indeholder en overordnet beskrivelse af teknologiudviklingsbehovet for afværgeteknikker inden for jord og grundvandsforureninger. Baggrunden for beskrivelsen er gennemgangen af de mange teknologiafprøvninger der allerede er gennemført samt en lang række ideer, der fremkom på TVV -konferencen (Teknologi- og videndeling på jord- og grundvandsområdet). TVV- konferencen blev afholdt i november 2007 for alle interessenter på jordforureningsområdet med henblik på at samle og optimere ideer til fremtidig teknologiudvikling. Der deltog ca. 100 personer på konferencen. Formålet med konferencen var dels at gøre status for de teknologiske og metodiske udfordringer der må forventes på jordforureningsområdet de kommende år, dels at samle ideer til udvikling af teknologier og metoder til teknologiudviklingsprogrammet for 2008. Den overordnede konklusion fra konferencen var, at der generelt er behov for fortsat overførsel, tilpasning, forfining og videreudvikling af nye og gamle afværgeteknikker. Der er behov for at udvikle og afprøve metoder på pilotskala for at vurdere om de er realistiske at arbejde videre med, og der er behov for at vurdere afværgemetoders bæredygtighed. I de følgende afsnit er på et meget overordnet niveau beskrevet teknologi udviklingsbehovet. 4.2 AfværgeteknikerDer er behov for udvikling af screeningsværktøjer til valg af afværgeteknikker. Et sådant redskab skal understøtte i valget af de tekniske, økonomiske samt miljø- og energimæssige mest optimale løsninger. I den forbindelse er det vigtigt at fokusere på en bæredygtig udvikling af afværgeteknikker. Vand og el-forbrug til afværgeanlæg kan minimeres, ligesom en højere anvendelse af in situ teknikker kan reducere transport af forurenet jord. Ved en markant reduktion af CO2 på oprensningsprojekter kan der skabes opmærksomhed om bæredygtige afværgeteknikker til klimakonferencen i 2009. Bæredygtighed i forhold til afværgeteknikker skal defineres, herunder skal det besluttes, hvorledes og med hvilken vægt projekternes CO2 regnskab (Carbon Footprint) indregnes. Tidligere erfaringer med miljørigtige oprensninger kan inddrages, herunder projektet ”Miljørigtig oprensning af forurenet jord og grundvand” under EU’s LIFE ordning. Jernpartikler i nano-eller mikrostørrelse Udenlandske erfaringer og danske laboratorieforsøg peger på, at jernpartikler i nano- eller mikrostørrelse kan anvendes til afværgeforanstaltninger overfor grundvandsforureninger med klorerede opløsningsmidler og en række andre stoffer. Teknikkernes anvendelighed, design og driftsmæssige samt de miljø- og arbejdsmiljømæssige aspekter bør undersøges. Der vurderes ikke mindst at være behov for vurderinger af nanopartiklers biooptag/-akkumulering og langsigtede effekter på mennesker og miljø. Mikrobiologiske oprensningsmetoder Mikrobiologiske oprensningsmetoder vurderes at have et stort potentiale som oprensningsmetoder. En væsentlig del af forureningssagerne i Danmark omfatter biologisk nedbrydelige stoffer, herunder eksempelvis de mange forureninger med aromatiske kulbrinter. Til trods for stoffernes erkendte nedbrydelighed udgør manglende vished om nedbrydningens effekt (opnåeligt oprensningsniveau) og tidsperspektiv ofte en barriere for metodernes anvendelse. Der er således fortsat et behov for erfaringsopsamling og dokumentation af velkendte biologiske processer samt en videreudvikling af metoderne f.eks ved tilsætning af enzymer, næringsstoffer og/eller bakterier. En del stoffer kan forekomme i jordmiljøet på forskellige former med forskellig tilgængelighed for mikrobiel nedbrydning. Denne biotilgængelighed er en væsentlig parameter i den konkrete risikovurdering for en given lokalitet, og det kunne være meget værdifuldt, hvis der kunne udvikles en standardiseret metode til test af forureningskomponenters biotilgængelighed under lokalitetsspecifikke omstændigheder I disse år arbejdes der med at udvide anvendelsesområdet for biologiske metoder til også at omfatte stærkt forurenede kildeområder med væsentlige forekomster af residual eller fri fase forurening. I sådanne områder kan oprensningsmulighederne hæmmes af forureningens giftighed, mængde/tilgængelighed (langsommelige opløsnings- og diffusionsprocesser) eller indkapsling/tilklogning af poreskelettet i de forurenede områder som følge af kemiske udfældninger eller biofouling. Der er behov for at videreudvikle/forbedre de biologiske metoder til i højere grad at kunne anvendes i kildeområder. Stimuleret reduktiv deklorering Stimuleret reduktiv deklorering vinder frem som in situ oprensningsteknik overfor forureninger med klorerede opløsningsmidler både i USA og Europa. Ved denne metode injiceres næringssubstrat og specielt tilpassede bakterier, hvorved forureningen nedbrydes biologisk under anaerobe forhold. Det vurderes at der er et stort potentiale i denne teknik og at der er behov for at arbejde videre med at dokumentere og optimere teknikken. Emner kan eksempelvis være benyttelse af teknikken under og omkring huse, tidshorisonter for oprensning, mulighederne for at anvende metoden i markant forurenede kildeområder (jf. omtale under ’mikrobiologiske oprensningsmetoder’ ovenfor), anvendelse i kombination med f.eks. surfactants, optimal håndtering og injektion af substrat og/eller bakterier samt myndighedsforhold ved injektion af donor og bioaugmentation. Endvidere er der behov for bedre dokumentation af metodens anvendelighed i kalkmagasiner, herunder diffusions- og sorptionsforholdene for bakterier og substrat i kalkmatricer. Kemisk oxidation Ved kemisk oxidation tilsættes forureningszonen oxidationsmidler med det formål at nedbrydeforureningskomponenterne. Kemisk oxidation kan benyttes over for forurening med klorerede opløsningsmidler, olieprodukter, PAH’er og mange pesticider. Metoden vinder frem, men der er behov for yderligere afprøvning og dokumentation, herunder vurdering af forskellige oxidationsmidler, yderligere forståelse af afledte geokemiske effekter og optimal håndtering og injektion af kemikalier.
Frakturering Der er behov for udvikling og afprøvning af metoder til oprensning i lavpermeable aflejringer. For eksempel er videre udvikling af frakturering der er en teknik, hvor der laves en kunstig opsprækning af lavpermeable lag ved at injicere enten gas / luft (pneumatisk frakturering) eller vand / boremudder (hydraulisk frakturering) i bunden af en boring. Metoderne vurderes at have et potentiale men der er behov for yderligere afprøvning og dokumentation. I flere projekter f.eks med kemisk oxidation er det således vist, at der fra højpermeable zoner i moræneler ved diffusion af oxidationsmidler og forureningskompoenter indenfor en 3 – 5 årig periode kan opnås en betydelig oprensningseffekt op til 15 – 20 cm ind i den tilstødende lermatrice. Ved en sprækkeafstand på 30 – 40 cm i hele oprensningsvolumenet og en effektiv fordeling af behandlingsvæsker i sprækkerne vil det således formentlig være muligt indenfor en realistisk tidsperiode at oprense moræneler med f.eks. kemisk oxidation og muligvis reduktiv dechlorering. Dette forudsætter dog, at fraktureringsmetoderne udvikles, da det pt. ikke med sikkerhed er muligt at etablere et tilstrækkeligt tæt og jævnt fordelt sprækkesystem. En anden væsentlig ulempe ved metoderne pt. er desuden, at det ikke er muligt at forudsige effektiviteten af fraktureringen på baggrund af en geologisk karakterisering af moræneleren. Dette gør det vanskeligt at inddrage metoden hvor der er behov for en garanti for en stor oprensningseffekt. Termiske metoder De termiske metoder er dokumenteret velegnede til effektiv oprensning af kildeområder i en række jordlag. Der er opnået gode felterfaringer med dampinjektion og In Situ Termisk Desorption, mens elektrisk opvarmning ikke er anvendt i Danmark. Der vurderes blandt andet at være følgende teknologiudviklings- behov for de termiske metoder:
Oprensning af fri fase chlorerede opløsningsmidler Der er behov for udvikling og afprøvning af oprensningsmetoder til at håndtere fri fase af chlorerede opløsningsmidler. Injektionsmetoder For f.eks. oprensninger ved reduktiv dechlorering og kemisk oxidation er projekternes succes oftest meget nært koblet til i hvor høj grad det lykkes at opnå en præcis og tilstrækkelig og/eller jævn og tilstrækkelig fordeling af de tildelte behandlingsvæsker. Succesfuld tildeling er således en absolut nøgleparameter for mange projekter, hvorfor det vurderes særdeles relevant dels at forbedre eksisterende og udvikle nye metoder hertil og dels at lave en erfaringsopsamling for området, således at der etableres en opdateret ’state og the art’ som grundlag for kommende projekter. Reaktive vægge – soil mixing Der vurderes at være et potentiale for at videreudvikle og afprøve af reaktive vægge i første omgang via erfaringsopsamling fra eksisternde projekter. F.eks kan metoden kombineres med brug af strøm. En anden potentiale metode er ”Soil mixing” hvor forurenet jord iblandes f.eks. nulvalent jern. Metoden er under udvikling og afprøvning i USA og Danmark og vurderes at have et potentiale i Danmark. Ex-site jordbehandling En stor del af det forurenede jord bliver i dag kørt til rensning på forskellige jordbehandlingsanlæg, de såkaldte til ex-site anlæg. Anlæggene kan primært rense for flygtige stoffer. Det vurderes, at der er behov for udvikling og afprøvning af metoder, der kan rense for f.eks. tungmetaller. F.eks. afprøvning og dokumentation af jordvask i kombination med elektrodialytisk rensning, hvor de fine partikler separeres fra de grove partikler og renses med elektrodialytisk rensning. Som en del af metoden skal indgå behandling af vandet. In Situ Airsparging, IAS IAS er en beluftningsmetode som anvendes overfor flygtige eller aerobt nedbrydelige stoffer i den mættede zone. Metoden havde tidligere stor fokus og der blev identificeret en række begrænsninger for metoden. Gennem de seneste 5 – 7 år er udviklingen af metoden dog fortsat i udlandet, og anvendeligheden af metoden er forbedret væsentligt på flere punkter. Der vurderes at være behov for en erfaringsopsamling for IAS som grundlag for en nærmere vurdering af det fremtidige udviklings- og dokumentationsbehov i Danmark. Undersøgelsesmetoder Der er et stort behov for fortsat udvikling af undersøgelsesmetoder, ikke mindst til detektion og kvantifikation af fri fase samt metoder til fastlæggelse af pålidelige gennemsnitlige niveauer i poreluft samt i grundvand/vandløb. 4.3 UdredningsprojekterDer er et stort antal forureningstrusler der skal håndteres og prioriteres. Det forventes at fremtidens prioriteringer indenfor jord- og grundvandsområdet baseres på risikoscreeninger og risikoanalyser. Oprensningsniveau Ved in situ oprensninger og lignende skal der som regel ske en eftervisning af, at det ønskede oprensningsniveau er nået. Tit vil der være en tilbageslagseffekt, når afværgeforanstaltningen stoppes, og der savnes viden om, hvordan og i hvor lang tid forureningsniveauet i fx grundvandet efterfølgende skal moniteres, for at der er rimelig sikkerhed for, at det ønskede oprensningsniveau er nået. Dette kan belyses ved litteraturgennemgang og benchmarking af forskellige moniteringsformer i forhold til det sikkerhedsniveau, der opnås med jordprøver efter en oprensning ved hjælp af afgravning af forurenet jord. Risikovurdering Risikovurdering er et vigtigt redskab til at bestemme, hvornår en forurening skal ryddes op og til hvilket niveau. Risikovurdering kan desuden bruges til at prioritere imellem forureninger. Det er vigtigt med en videreudvikling af risikovurdering, herunder bestemmelse af forureningsflux og håndtering af nedbrydning i mættet og umættet zone. Forureningsflux Forureningsflux er ved at vinde indpas som et supplement til de traditionelle kvalitetskriterier i risikovurdering, men der er stadig en række uafklarede punkter omkring de forskellige fluxbestemmelsesmetoders anvendelighed og de tilknyttede usikkerheder. Der er brug for et modelværktøj til beregning af flux, evt. som en videreudvikling af JAGG, og der er brug for at forbedre de eksisterende metoder til prøvetagning og måling af flux. I første omgang er der behov for at tilvejebringe et fagligt overblik på området. Naturlig nedbrydning Forurenende stoffer bliver nedbrudt i jorden ved naturlig nedbrydning. Der er behov for at eftervise den naturlige nedbrydning, således at den kan indarbejdes i risikovurderinger. Der er desuden behov for yderligere at dokumentere og kvantificere den naturlige nedbrydning, herunder tilvejebringelse af dokumentation for, hvad stofferne nedbrydes til. Biologiske sensorer og dataopsamling På en række andre områder (narkobekæmpelse, detektion af sprængstoffer mv.) sker der i disse år en markant udvikling indenfor biologiske sensorer og trådløs dataoverførsel fra sensorer til centrale enheder. Det vurderes særdeles relevant at foretage en udredning af muligheder og perspektiver for anvendelse af biologiske sensorer samt trådløs datakommunikation på miljøområdet. Vandrammedirektivet og habitatdirektivet Implementering af vandrammedirektiv og habitatdirektiv medfører et større behov for viden om jordforureningers påvirkning af overfladevand og naturområder. I Danmark har man hovedsageligt beskæftiget sig med jordforurening i forhold til grundvand og menneskers sundhed, så der er pt. kun et sparsomt datagrundlag at arbejde ud fra. Der er behov for større viden om interaktion mellem grundvand og overfladevand samt transport og udvaskning af forurenede stoffer til overfladevand. Der er yderligere brug for at udvikle prøvetagningsredskaber/ prøvetagningsprogrammer til overfladevand, der kan give et repræsentativt billede af påvirkning af overfladevand fra jordforurening. Desuden er der brug for en udbygning af tværfaglighed mellem jordområdet og naturområdet. Opbygning af modeller til at beskrive stoftransport og udvaskning af miljøfremmede stoffer fra forskellige jorde kan være relevant, evt. suppleret med en udbygning af JAGG med risikovurdering af overfladevand og naturområder. Inden dette arbejde udføres, er der behov for en erfaringsindsamling fra ind- og udland. Sikring af indeklimaet Det er vigtig at sikre indeklimaet ved jordforurening under og tæt ved huse. Der kan være problemer med sikring af indeklima mod flygtige forbindelser, blandt andet fordi spredningsvejene for de flygtige forbindelser ind og op gennem bygninger ikke er tilstrækkeligt belyst. Der er behov for udvikling og dokumentation af metoder til fastlæggelse af spredningsveje ind i bygninger (f.eks. tracer- eller røgtest, termografi mv.). Endvidere er der behov for projekter til styrkelse af forståelsen af sammenhængen mellem forureningsniveauer målt under og i bygninger. Tænketank på jordområdet Der er udtrykt interesse for en tænketank på jordområdet, hvor et ekspertpanel på jordområdet kan vejlede omkring teknologi. Herved kan der ske målretning og udnyttelse af forskningsresultater til gavn for oprensning i Danmark og til støtte for eksport på området. Der ønskes en udredning af, hvordan sådan et samarbejde kan etableres, og hvad behovet er. Bilag 1 SpørgeskemaerSpørgeskema 1: Lokalisering af sager, der IKKE har modtaget tilskud fra Miljøstyrelsens Teknologprogram Klik her for at se Spørgeskema 1 Spørgeskema 2: Anvendelse af Miljøstyrelsens teknologiprograms resultater Klik her for at se Spørgeskema 2 Oversigtstabel – Afprøvede teknikkerKlik her for at se Oversigtstabel
|