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

Funktionen af den reaktive væg på Vapokon grunden - 7 år efter etableringen

5 Resultater

• 5.1 Grundvandsanalyse
  • 5.1.1 Ilt, pH og ledningsevne
  • 5.1.2 Forureningskoncentrationer - Boringer før væggen
  • 5.1.3 Koncentrationer - Boringer efter væggen
• 5.2 Hydraulisk analyse
  • 5.2.1 Hydraulisk ledningsevne
  • 5.2.2 Grundvandspotentiale
  • 5.2.3 Hydrauliske gradienter
  • 5.2.4 Vandbalance
• 5.3 Fluxanalyse
  • 5.3.1 Lav detaljeringsgrad – Tværsnit M
  • 5.3.2 Høj detaljeringsgrad - Tværsnit A og F
  • 5.3.3 Fluxanalyse – lav kontra høj detaljeringsgrad
• 5.4 Fluxanalyse kontra koncentrationsanalyse
• 5.5 Gasproduktion
• 5.6 Jernkerner - analyser udført ved DTU Miljø
  • 5.6.1 Batchforsøg
  • 5.6.2 Mikrobiologi
  • 5.6.3 Sammenfatning
• 5.7 Jernkerner – analyser udført af VITO, Belgien
  • 5.7.1 Mikrobiel og mineralogisk karakterisering
  • 5.7.2 Sammenfatning

Dette afsnit præsenterer resultaterne af de forskellige analyser, der er udført til beskrivelse og vurdering af effektiviteten og tilstanden af den reaktive væg på Vapokon-grunden. Grundvandsanalysen indeholder analyse af vandprøver udtaget i oktober 2006. Den hydrauliske analyse behandler værdier for den hydrauliske ledningsevne, hvoraf data for M-boringerne stammer fra målinger i 2000 [Birkelund & Harrekilde, 2003], mens data for A- og F-boringerne stammer fra målinger udført gennem 2006 [Jensen & Muchitsch, 2007]. Grundvandskoterne og analyser der bygger på disse, er fundet på baggrund af pejlinger foretaget i oktober 2006 for området omkring væggen [Jensen & Muchitsch, 2007]og i oktober 2005 for det større område omkring grunden [Rambøll, 2006]. Kernerne fra den reaktive væg er udtaget i marts 2007 og de forskellige analyser af disse kerner er udført i løbet af foråret 2007.

I de følgende afsnit vil den primære fokus være lagt på at præsentere de fundne resultater, mens disse vil bliver sammenholdt og nærmere diskuteret og vurderet i afsnit 6.

5.1 Grundvandsanalyse

I grundvandsanalysen indgår måling af ilt, pH og ledningsevne i moniteringsboringerne – M1-M15, samt koncentrationer for klorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter målt i A-, F- og M-boringer.

Koncentrationerne for klorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter præsenteres ved hovedsageligt at se på summen af disse to stofgrupper. I summen af klorerede opløsningsmidler indgår stofferne PCE, TCE, chloroform og 1,1,1-TCA og i summen af klorerede nedbrydningsprodukter indgår stofferne 1,1-DCE, cis-DCE, trans-DCE, 1,1-DCA, dichlormethan og vinylcholorid.

Placeringen af de benyttede boringer set i forhold til den reaktive væg er illustreret på figur 23.

Figur 23: Placering af boringer benyttet til grundvandsanalyse.

5.1.1 Ilt, pH og ledningsevne

Der er målt ilt, pH og ledningsevne i samtlige M-boringer omkring den reaktive barriere – M1-M15, placeringen af disse boringer er markeret (+) på figurerne for pH og ledningsevne. Iltindholdet er i samtlige boringer målt til mindre end 1 mg/l. Målingerne findes i bilag 2. I figur 24 til 26 ses tre plot af pH, et for hver af de tre filtre i M-boringerne, hvor filter 1 ligger omkring kote 14-13 m, filter 2 ligger omkring kote 16 m og filter 3 ligger omkring kote 19-18. Der ses generelt en tendens til at pH stiger i boringerne i væggen, hvilket hænger sammen med den jernkorrosion der finder sted i væggen.

Figur 24: pH i filter 1.

Figur 25: pH i filter 2.

Af figur 24 og 25 ses det, at der især for filter 1 og 2 findes høje pH-værdier omkring væggen i y = 14-16 m. Ydermere ses der en tendens til at pH falder efter væggen, især omkring y = 16-18 m. Denne tendens er ikke nær så markant for filter 3, hvor der kun ses et mindre fald i pH efter væggen, se figur 26.

Figur 26: pH i filter 3.

I figur 27 til 29 er ledningsevnen plottet for de tre filtre i M-boringerne omkring væggen. Der ses en generel tendens til, at ledningsevnen falder omkring væggen, mens den igen stiger efter væggen.

Figur 27: Ledningsevne i filter 1.

Figur 28: Ledningsevne i filter 2.

For filter 1 og 2 ses der især en stigning i ledningsevnen efter væggen, omkring y = 14-18 m, og det kunne se ud som om at det er vand der strømmer ind fra nordøst/øst, der forårsager denne stigning.

Figur 29: Ledningsevne i filter 3.

Faldet i ledningsevnen omkring væggen kan indikere, at der sker udfældning ved vandets passage gennem væggen, og det ses at faldet er mest markant i de to lavest liggende filtre, filter 1 og 2.

De forholdsvis høje pH-værdier og lave værdier for ledningsevnen i den nordøstlige del af væggen (y = 13-16 m), kan skyldes at vandet i dette område står stille. Det stillestående vand vil have længere tid til at reagere med jernet, hvorved pH vil stige og medføre udfældninger, der vil forårsage et fald i ledningsevnen. Grunden til at grundvandet i området står relativt stille, kan være at væggen er klogget til og derfor er lavpermeabelt.

5.1.2 Forureningskoncentrationer - Boringer før væggen

5.1.2.1 M-boringer

M-boringerne M8-M11 er beliggende i et tværsnit parallelt med væggen, ca. 5 meter opstrøms for væggen. Koncentrationerne i M-boringerne præsenteres ved et gennemsnit at koncentrationen for de tre filtre i hver boring, se tabel 4.

Tabel 4: Koncentrationer i boring M8 til M11, tværsnit M før væg. Data er et gennemsnit for de 3 filtre i hver boring.

Det fremgår af tabel 4 at de højeste koncentrationer af klorerede opløsningsmidler generelt findes omkring boring M9, mens der omkring boring M8 findes forholdsvis høje koncentrationer af flere nedbrydningsprodukter. Det fremgår desuden at nedbrydningsproduktet cis-DCE er det stof der generelt forekommer i de højeste koncentrationer.

5.1.2.2 A-boringer

Et plot over summen af klorerede opløsningsmidler for tværsnittet ved A-boringerne beliggende ca. 1 m før væggen se i figur 30.

Figur 30: Sum af klorerede opløsningsmidler ved A-boringer, + angiver datapunkternes placering.

Af figur 30 ses at de højeste koncentrationer findes omkring kote 15-18 m samt i et område på ca. 6 meter fra y = 4-10 meter, hvor boringerne A2, A3, A4 og A5 ligger. Ydermere ses det, at der er fundet koncentrationer af summen af klorerede opløsningsmidler på op mod 75.000 µg/l umiddelbart nedstrøms for boringerne M8 og M9.

Stofferne TCE og 1,1,1-TCA er de moderstoffer der findes i højest koncentrationer. Figur 31 viser koncentrationen over dybden for disse to stoffer i boring A3 og A4. Som det fremgår af konturplottet for klorerede opløsningsmidler, er det omkring kote 15-18 m at de markant højeste koncentrationer findes.

Figur 31: Dybdeprofil for TCE og 1,1,1-TCA for boring A3 og A4

Figur 32 viser ligeledes tværsnit A, men her er det koncentrationen af summen af klorerede nedbrydningsprodukter, der er afbilledet.

Figur 32: Sum af klorerede nedbrydningsprodukter ved A-boringer, + angiver datapunkternes placering.

Figur 32 viser, at koncentrationen af nedbrydningsprodukter ved A-boringerne før væggen er lavere end for opløsningsmidlerne. Desuden ses at de højeste koncentrationer for denne stofgruppe ligeledes findes omkring kote 15-18 m, samt over et område på ca. 2 meter langs væggen – fra y = 4-6 meter (boring A2 og A3).

Cis-DCE er det signifikant mest dominerende klorerede nedbrydningsprodukt, og koncentrationen af dette stof er derfor illustreret over dybden i de boringer der i konturplottet viste de højeste koncentrationer (A2 og A3), se figur 33.

Figur 33: Dybdeprofil for cis-DCE i boring A2 og A3

Som af konturplottet for klorerede nedbrydningsprodukter, fremgår det af dybdeprofilerne det de højeste koncentrationer findes fra kote 15-18 m.

5.1.3 Koncentrationer - Boringer efter væggen

5.1.3.1 M-boringer

M-boringerne M12-M15 er beliggende i et tværsnit parallelt med væggen ca. 5 meter nedstrøms. Koncentrationerne i disse boringer præsenteres ved et gennemsnit af koncentrationerne i de tre filtre i hver boring. Der er efter væggen et oprensningskriterie på 10 µg/l gældende for stofferne PCE, TCE, 1,1,1-TCA, chloroform og cis-DCE. Værdier der overstiger dette kriterie er i tabel 5 markeret med rød kursiv skrift.

Tabel 5: Koncentrationer i boring M12-M15, tværsnit M efter væg. Rød kursiv markering angiver overskridelse af oprensningskriteriet.

Af tabel 5 fremgår det, at der i boring M12 sker markante overskridelser af oprensningskriteriet for flere stoffer, mens der i samtlige boringer ses store overskridelser af oprensningskriteriet for cis-DCE. I boring M15 ses generelt de højeste koncentrationer af nedbrydningsprodukter. Der ses blandt andet relativt høje koncentrationer af vinylchlorid, ethen og ethan.

5.1.3.2 F-boringer

I figur 34 er summen af klorerede opløsningsmidler plottet for tværsnit F beliggende ca. 1 m nedstrøms for den reaktive væg.

Figur 34: Sum af klorerede opløsningsmidler ved F-boringer, + angiver datapunkternes placering.

Af figur 34 fremgår det, at der ved vandets passage gennem den reaktive væg, er sket en signifikant reduktion i koncentrationen af klorerede opløsningsmidler. Koncentrationen er langt de fleste steder mindre end 50 µg/l, mens der før væggen blev fundet koncentrationer på op mod 75.000 µg/l. Koncentrationen i den nederste prøve fra F6 afviger signifikant fra de øvrige. Dette vurderes dog ikke at skyldes en fejl under analysen, da der også i tidligere udtagne prøver fra dette filter er fundet høje koncentrationer.

Summen af klorerede nedbrydningsprodukter ved tværsnit F, er plottet i figur 35, og her ses det at koncentrationen af denne stofgruppe er højere end koncentrationen af klorerede opløsningsmidler.

Figur 35: Sum af klorerede nedbrydningsprodukter ved F-boringer, + angiver datapunkternes placering.

De højeste koncentrationer af klorerede nedbrydningsprodukter findes i dybden fra kote 15-17 m, samt i områder omkring y = 6 meter (boring F4).

Koncentrationen af nedbrydningsproduktet cis-DCE efter væggen i boring F4 og F5 over dybden, viser som konturplottet at de høje koncentrationer er koncentreret i et mindre område over dybden fra kote 15-17 m, se figur 36.

Figur 36: Dybdeprofil for cis-DCE for boring F4 og F5.

5.2 Hydraulisk analyse

5.2.1 Hydraulisk ledningsevne

I forbindelse med etableringen af den reaktive barriere blev der i 2000 udført slugtests i M-boringerne til bestemmelse af den hydrauliske ledningsevne. Der er endvidere udført slugtests omkring samtlige A- og F-boringer i løbet af 2006.

5.2.1.1 Tværsnit M

Værdierne for den hydrauliske ledningsevne i M-boringerne præsenteres i to konturplots, et for tværsnittet før væggen og et for tværsnittet efter, se figur 37 og 38.

Figur 37: Hydraulisk ledningsevne i et tværsnit gennem M-boringerne før væggen, + angiver datapunkternes placering.

Figur 38: Hydraulisk ledningsevne i et tværsnit gennem M-boringerne efter væggen, + angiver datapunkternes placering.

Af figur 37 og 38 ses en tendens til at den hydrauliske ledningsevne, både før og efter den reaktive væg stiger over dybden. Desuden ses det at værdierne ligger mellem 1·10^-5 m/sek og 2,5·10^-4 m/sek, data kan findes i Birkelund & Harrekilde, 2003.

5.2.1.2 Tværsnit A og F

De fundne værdier for den hydrauliske ledningsevne bliver ligesom koncentrationerne præsenteret ved at se på tværsnit A og F beliggende parallelt med væggen. Placeringen af boringerne benyttet til bestemmelse af den hydrauliske ledningsevne ved slugtest, ses af figur 39.

Figur 39: Placering af boringer benyttet til udførelse af slugtest til bestemmelse af hydraulisk ledningsevne.

Værdierne for den hydrauliske ledningsevne befinder sig i et interval mellem 1·10^-9 m/s til 1·10^-3 m/sek, de beregnede værdier findes i bilag 3. En illustration af den hydrauliske ledningsevne ved tværsnit A (før væggen) ses i figur 40 og samme illustration ses i figur 41 for tværsnit F (efter væggen).

Figur 40: Hydraulisk ledningsevne i et tværsnit gennem A-boringerne, + angiver datapunkternes placering. Det helt lyse område er formentlig en programfejl, da der ikke findes datapunkter i dette område.

Det fremgår af figur 40, at de lave værdier for den hydrauliske ledningsevne befinder sig fra omkring y = 2 m til y = 8 m (boring A1, A2, A3 og til dels A4).

Forklaringen på de lave værdier i dette område skal sandsynligvis findes i boringernes placeringer. Slugtestboring A1, A2 og A3 er alle placeret i det tilbagefyldte materiale (se figur 39), mens de øvrige boringer ligger i gruspakningen eller i skellet mellem de 2 materialetyper.

For tværsnit F ses et mere komplekst billede af den hydrauliske ledningsevne, se figur 41.

Figur 41: Hydraulisk ledningsevne i et tværsnit gennem A-boringerne, + angiver datapunkternes placering. Det helt lyse område er formentlig en programfejl, da der ikke findes datapunkter i dette område.

For tværsnit F findes der flere mindre områder med lave værdier for hydrauliske ledningsevne, men også områder med relativt høje værdier. I modsætning til tværsnit A ligger tværsnit F i den oprindelige geologi, hvilket kan forklare forskellen på de 2 tværsnit.

5.2.2 Grundvandspotentiale

Der er udarbejdet to forskellige kort over grundvandspotentialet i området omkring Vapokon-grunden. Det ene er for et større område omkring grunden og det andet er for området umiddelbart omkring den reaktive barriere.

Kortet for området omkring Vapokon-grunden er udarbejdet på baggrund af pejlinger i de pejleboringer, der blev etableret i forbindelse med væggens etablering. Data for dette område stammer fra oktober 2005, se evt. Rambøll, 2006.

Figur 42: Kort over grundvandspotentialet omkring Vapokon-grunden. Det hvide rektangel angiver væggens placering og de øvrige hvide markeringer angiver de benyttede pejleboringer.

Af potentialekortet i figur 42, ses det at grundvandsstrømningen generelt foregår vinkelret på den reaktive væg. Det ses ydermere at grundvandskoten i området falder med en meter fra kote 20,85 til 19,85 m.

På baggrund af pejlinger i de pejleboringer der findes umiddelbart omkring den reaktive væg, er der udarbejdet et kort over grundvandspotentiale i dette område. Størstedelen af de benyttede pejleboringer er etableret i løbet af 2006, pejlinger og grundvandskoter findes i bilag 4.

Figur 43: Kort over grundvandspotentialet omkring den reaktive væg. De hvide markeringer angiver placeringerne af pejleboringerne.

Det ses af figur 43, at grundvandspotentialet i området varierer mellem kote 20,81 og 20,51 m. Kortet viser ydermere, at der i området omkring væggens nordøstlige ende omkring y =16 m findes en relativ høj hydraulisk gradient omkring væggens forkant. Dette kan være en indikation af at væggen i dette område er tilklogget, hvorfor der opbygges en høj gradient for at vandet kan trænge gennem væggen.

Omkring væggens nordøstlige ende ses der af potentialekortet en mulig strømning uden om den reaktive væg, se pilens retning på figur 44.

Figur 44: Kort over grundvandspotentialet omkring væggens nordøstlige ende.

Der burde ikke kunne forekomme en grundvandsstrømning i pilens retning, da der i dette område mod nord findes en impermeabel spunsvæg. Det kunne dog tyde på, at spunsvæggen mod nord er utæt, hvorfor der strømmer vand forbi den reaktive væg.

5.2.3 Hydrauliske gradienter

Til estimering af gradienterne for tværsnit M er potentialekortet for det større område omkring grunden benyttet. Dette skyldes at M-tværsnittene ligger i yderkanten af det mere detaljerede potentialekort omkring væggen, hvorfor gradienter estimeret på baggrund af dette kort vil være behæftet med en stor usikkerhed. Gradienterne for tværsnit A og F er derimod estimeret på baggrund at kortet omkring væggen.

5.2.3.1 Tværsnit M

Kortet over grundvandspotentialet omkring Vapokon-grunden har en relativ lav detaljeringsgrad for området omkring væggen. Til estimering af de hydrauliske gradienter for tværsnit M både før og efter væggen, er det derfor valgt at estimere én værdi for tværsnittet før væggen og én værdi for området efter væggen. På baggrund af kortet over grundvandspotentialet i figur 42 er gradienten før væggen estimeret til 1%, mens gradienten efter væggen er estimeret til 0,6%.

5.2.3.2 Tværsnit A og F

Af kortet over grundvandspotentialet omkring væggen (figur 43), ses det at der omkring området ca. en meter før den reaktive væg (ved x = 5 m), findes et skel mellem høje og lave gradienter. I området før x = 5 m findes relativt høje gradienter, mens gradienterne i området efter x = 5 m er en del mindre. Tværsnit A ligger omkring x = 5 m, hvorfor de hydrauliske gradienter ønskes bestemt her. For at undgå at grundvandskoterne før og efter det omtalte skel, påvirker hinanden, er det valgt at opdele potentialekortet i to dele til gradientbestemmelsen, se figur 45.

Figur 45: Kort over grundvandspotentiale opdelt i to ved x = 5 m.

Tværsnit A ligger lige omkring det skel der findes mellem gruspakningen før væggen og det tilbagefyldte materiale der blev benyttet til opfyldning, da udgravningen var lavet for stor i forhold til væggens dimensioner. Som det fremgår af figur 45 er gradienterne i det tilbagefyldte materiale (x<5 m) markant større end gradienterne omkring og efter væggen (x>5 m). De A-boringer der er placeret i det tilbagefyldte materiale har hydrauliske gradienter, der ligger omkring 2%, mens gradienterne for de A-boringer der ligger i gruspakningen ligger mellem 0,2-0,5%. For F-boringerne efter væggen ligger de hydrauliske gradienter generelt mellem 0,5-1%. Hydrauliske gradienterne for de enkelte boringer findes i bilag 5.

5.2.4 Vandbalance

5.2.4.1 Tværsnit M

Vandbalancen for tværsnit M før væggen omfatter de fire M boringer M8 til M11 og tværsnit M efter væggen omfatter boringerne M12 til M15. De benyttede tværsnitsarealer er hver ca. 166 m². Vandbalancen for tværsnit M er illustreret i figur 46.

Figur 46: Vandbalance for tværsnit M før og efter væggen.

Der ses en difference i vandbalancen på 1280 m³/år, hvilken udgør ca. 21% af den vandmængde der løber til tværsnittet før væggen. Da detaljeringensgraden for M tværsnittene er relativ lille, vurderes det at denne difference er acceptabel, hvorfor parametrene for hydraulisk ledningsevne og gradient benyttes til de videre fluxberegninger.

5.2.4.2 Tværsnit A og F

På baggrund af potentialekortet er det valgt at opstille vandbalancen for området omkring væggen, ved at lade arealet før væggen omfatte samtlige 7 A-boringer, mens arealet efter væggen omfatter de 7 F-boringer F2 til F8. Det er valgt at undlade at benytte F1 og F9, da der ikke forekommer strømning fra A-boringerne mod disse boringer.

Vandbalancen for strømningen gennem den reaktive væg er illustreret på figur 47.

De benyttede tværsnitsarealer er hver ca. 106 m², og dækker dybden fra grundvandsniveau til det underliggende lerlag beliggende i kote 11,9 m.

Figur 47: Vandbalance for tværsnit A og F.

I vandbalancen ses en difference på 234 m³/år, hvor den største vandstrømning foregår før væggen. Differencen udgør ca. 4% af den vandmængde der strømmer ind i væggen. Dette vurderes at være en acceptabel forskel, og de fundne parametre benyttes derfor i de videre beregninger.

5.3 Fluxanalyse

Fluxanalysen inddeles i to afsnit: et med en lav detaljeringsgrad, hvor M tværsnittene indgår og et med en høj detaljeringsgrad, hvor tværsnit A og F indgår.

Fluxen for de undersøgte tværsnit præsenteres som konturplots, hvor fluxen er angivet i enheden masse per år per m². Det er valgt at beregne fluxen for et tværsnit, der som for vandbalancen, går fra grundvandsniveau til det underliggende lerlag omkring kote 11,9 m.

5.3.1 Lav detaljeringsgrad – Tværsnit M

I fluxberegningen for M tværsnittene indgår der 3 målepunkter over dybden for hver af de 4 boringer i hvert tværsnit. Der indgår altså 12 målepunker til beregningerne i hvert tværsnit.

5.3.1.1 Før væggen

For tværsnit M før væggen er det valgt at fokusere på fluxen af summen af klorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter. Det kan dog nævnes at stofferne 1,1,1-TCA og TCE udgør ca. 93% af fluxen for opløsningsmidlerne og cis-DCE udgør ca. 89% af fluxen for klorerede nedbrydningsprodukter.

Figur 48: Flux af summen af klorerede opløsningsmidler for tværsnit M før væggen.

Af figur 48 ses det, at de højeste fluxværdier for klorerede opløsningsmidler findes omkring y = 8 m (boring M9) i retningen parallelt med væggen og omkring kote 17 m.

For summen af klorerede nedbrydningsprodukter findes den største flux i området omkring y = 2 m (boring M8) i dybden over kote 17 m. Desuden ses der en tendens til at fluxen af klorerede nedbrydningsprodukter er størst i den øverste del af tværsnittet, se figur 49.

Figur 49: Flux af summen af klorerede nedbrydningsprodukter for tværsnit M før væggen.

5.3.1.2 Efter væggen

For tværsnit M efter væggen er det ligeledes valgt at præsentere summen af klorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter. Som for tværsnit M før væggen, er det også i tværsnittet efter væggen stofferne 1,1,1-TCA og TCE der dominerer fluxen af opløsningsmidler, da de udgør 93% af den samlede flux. For klorerede nedbrydningsprodukter bidrager cis-DCE også efter væggen med 89% til den samlede flux.

Figur 50: Flux af summen af klorerede opløsningsmidler for tværsnit M efter væggen.

Det fremgår af figur 50, at den primære flux for klorerede opløsningsmidler i tværsnit M efter væggen findes omkring y = 16 m (boring M12), samt at fluxen her er størst i de lavest liggende dybder. For klorerede nedbrydningsprodukter ses der ligeledes i dette område en relativ høj flux, se figur 51.

Figur 51: Flux af summen af klorerede nedbrydningsprodukter for tværsnit M efter væggen.

Det ses ligeledes af figur 51, at der i området omkring y = 1 m (boring M15) er en høj flux af klorerede nedbrydningsprodukter, især i dybden omkring kote 16-17 m.

5.3.1.3 Stoffjernelse

For at give et overblik over hvor stor en stoffjernelse der sker fra tværsnit M før væggen til tværsnit M efter væggen, er fluxen for de enkelte stoffer i disse to tværsnit opstillet i tabel 6 og fjernelsen er beregnet.

Tabel 6: Flux før og efter væggen (tværsnit M), samt stoffjernelse for de undersøgte stoffer.

Det fremgår af tabel 6, at der sker en stoffjernelse på op til 75% for klorerede opløsningsmidler. Flere af de klorerede nedbrydningsprodukter har en relativ lav procentvis fjernelse, for cis-DCE fjernes der kun ca. 9%, hvilket betyder at den samlede flux for dette stof efter væggen er næsten 15 kg/år. Det ses desuden, at der sker en dannelse af nedbrydningsprodukterne ethen og ethan ved vandet passage gennem den reaktive væg. Der kan være usikkerhed omkring fluxen for chloroform, da dette stof har en relativ høj blindværdi, hvorfor koncentrationer lavere end blindværdien ikke kan kvantificeres.

Ses der på den samlede stoffjernelse af klorerede opløsningsmidler fra tværsnit M før væggen til tværsnit M efter væggen, fjernes der 5,7 kg/år, hvilket svarer til 66%, se figur 52.

Figur 52: Fjernelse af summen af klorerede opløsningsmidler ved vandets passage gennem væggen.

For summen af klorerede nedbrydningsprodukter er stoffjernelsen kun 1,7 kg/år svarende til en fjernelse på 9%, se figur 53. Denne lave stoffjernelse skyldes primært, at der fjernes en relativ lille mængde cis-DCE ved vandets passage gennem den reaktive barriere.

Figur 53: Fjernelse af summen af klorerede nedbrydningsprodukter ved vandets passage gennem væggen.

5.3.2 Høj detaljeringsgrad - Tværsnit A og F

I fluxberegningen for tværsnit A og F indgår der ca. 14 målepunkter over dybden for hver af de 7 boringer i hvert tværsnit. Dette betyder, at der til beregningen af fluxen for hvert tværsnit indgår ca. 98 målepunkter.

For tværsnit A og F findes der ingen data for det nederst liggende område af tværsnittene fra kote 11,9-13,8 m, hvorfor beregningen for de nederste meter er behæftet med en vis usikkerhed.

5.3.2.1 Før væggen

De dominerende stoffer før den reaktive væg er opløsningsmidlerne TCE og 1,1,1-TCA samt nedbrydningsproduktet cis-DCE. Der fokuseres derfor på disse stoffer i tværsnit A beliggende før væggen.

Figur 54 og 55 illustrerer fluxen for TCE og 1,1,1-TCA.

Figur 54: Flux for TCE i tværsnit A. De sorte markeringer angiver datapunkternes placering.

Figur 55: Flux for 1,1,1-TCA i tværsnit A. De sorte markeringer angiver datapunkternes placering.

Af figur 54 og 55 fremgår det, at fluxen for TCE og 1,1,1-TCA stort set er ens. Ydermere ses det, at en signifikant del af fluxen for de to stoffer er afgrænset til et lille område parallelt med væggen omkring y = 6 m (boring A3), samt i dybden omkring kote 7 m.

Fluxen for nedbrydningsproduktet cis-DCE har nogenlunde samme tendens som TCE og 1,1,1-TCA, her ses dog relativt høje fluxværdier i et lidt større område, se figur 56.

Figur 56: Flux for cis-DCE i tværsnit A. De sorte markeringer angiver datapunkternes placering.

5.3.2.2 Efter væggen

I tværsnit F efter væggen er fluxen signifikant lavere end før væggen, da koncentrationerne af langt de fleste stoffer er lavere. De dominerende stoffer efter væggen er de klorerede nedbrydningsprodukter cis-DCE og 1,1-DCA. Figur 57 og 58 illustrerer fluxen for disse to stoffer for tværsnit F. Det bør bemærkes at skalaen ikke er den samme som for figurerne over tværsnit A, samt at figur 57 og 58 ikke har samme skala.

Figur 57: Flux for cis-DCE i tværsnit F. De sorte markeringer angiver datapunkternes placering.

Af figur 57 ses det, at fluxen for cis-DCE er højest i området langs væggen fra y = 5-9 m, hvilket er omkring boring F4 og F5. Ydermere ses at stoftransporten finder sted i et begrænset område over dybden fra kote 16-17 m.

Figur 58: Flux for 1,1-DCA i tværsnit F. De sorte markeringer angiver datapunkternes placering.

Fluxen for 1,1-DCA er generelt lavere end for cis-DCE, men det ses af figur 58, at områderne med de højeste fluxværdier er de samme for 1,1-DCA som for cis-DCE.

5.3.2.3 Stoffjernelse

For at give et overblik over, hvor stor en forskel der er i fluxen for de enkelte stoffer før og efter den reaktive barriere, er det i tabel 7 angivet hvor stor den samlede flux er henholdsvis før og efter væggen, samt hvor stor en mængde stof der fjernes.

Tabel 7: Flux før og efter væggen (tværsnit A og F), samt stoffjernelse for de undersøgte stoffer.

Det fremgår af tabel 7, at der for stort set samtlige stoffer sker en fjernelse af stoffet ved grundvandets passage gennem væggen. De mest dominerende stoffer før væggen, TCE, 1,1,1-TCA og cis-DCE er de stoffer der har den største stoffjernelse, når der ses på den fjernede mængde. Der ses en stor reduktion i fluxen for PCE, TCE og 1,1,1-TCA på omkring 100%, men for stoffet cis-DCE er den procentvise fjernelse kun 70%, da fluxen efter væggen for dette stof er næsten 6 kg/år. Reduktionen af fluxen for chloroform er ikke lige så høj som for de øvrige moderstoffer, hvilket dog kan skyldes at der er en vis usikkerhed omkring fluxen for chloroform, da stoffet har en relativ høj blindværdi.

Der sker fjernelse af stoffet DCM, og da dette stof ikke nedbrydes med metallisk jern, kan denne fjernelse indikere, at der sker biologisk nedbrydning i væggen. Fluxen samt fjernelsen af DCM er dog så lille, at det kan diskuteres om denne fjernelse er signifikant nok til at kunne indikere en biologisk nedbrydning eller om der blot er tale om usikkerheder i målinger og beregninger. Der kan i stedet for fluxen ses på ændringen i koncentrationerne fra en boring før væggen til en boring efter væggen, hvis disse ligger på samme flowlinie. Dette er illustreret i figur 59, hvor koncentrationen af DCM i boring A4 og F5 der ligger på samme flowlinie er plottet, samt i figur 60 hvor boring A5 og F6 er plottet.

Figur 59: Dybdeprofil for DCM,   A4 og F5.  Figur 60: Dybdeprofil for DCM, A5 og F6.

Som det fremgår af figur 59 og 60 falder koncentrationen af DCM signifikant fra før til efter væggen. Dette viser at reduktionen i fluxen sandsynligvis er reel og at DCM nedbrydes i væggen.

Ses der på summen af klorerede opløsningsmidler, sker der en fjernelse på 25,8 kg/år, hvilket svarer til en stoffjernelse på 99%, se figur 61.

Figur 61: Fjernelse af summen af klorerede opløsningsmidler ved vandets passage gennem væggen. Der er kun medregnet vand der passerer tværsnittet mellem boring A1 og A7.

For summen af klorerede nedbrydningsprodukter sker der ligeledes en signifikant reduktion i fluxen ved vandets passage gennem den reaktive barriere.

Den samlede fjernelse er for denne stofgruppe på 15 kg/år, hvilket svarer til en fjernelse på 70%, se figur 62.

Figur 62: Fjernelse af summen af klorerede nedbrydningsprodukter ved vandets passage gennem væggen.

5.3.3 Fluxanalyse – lav kontra høj detaljeringsgrad

Fluxanalysen for området med den lave og den høje detaljeringsgrad viser, at der er store forskelle på de to scenarier. Tværsnittet benyttet ved den lave detaljering er større end for den høje, og det kunne derfor forventes at den samlede flux ligeledes ville være højere for den lave detaljering sammenlignet med den høje. Dette er dog ikke tilfældet, da der for stort set samtlige stoffer er fundet en større flux ind i væggen ved den høje detaljeringsgrad. Denne forskel skyldes sandsynligvis, at de høje koncentrationer findes i begrænsede områder, hvorfor disse smalle lokale faner ikke alle indgår i fluxanalysen når der ikke benyttes tilstrækkeligt mange målepunkter.

Fluxene efter væggen er højere ved den lave detaljeringsgrad end ved den høje, hvorfor den samlede stoffjernelse bliver mindre ved analysen med få målepunkter. Denne forskel skyldes, at der omkring boring M12 efter væggen er fundet høje koncentrationer af klorerede opløsningsmidler, og denne boring bidrager med ca. 94% af den samlede flux. Området omkring boring M12 indgår ikke i analysen med den høje detaljeringsgrad, og den store forskel i den samlede flux efter væggen kan derfor forklares med det store bidrag fra M12. De procentvise bidrag fra de enkelte boringer til den samlede flux for summen af klorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter kan ses i bilag 6. Ses der bort fra fluxbidraget fra boring M12 fås en fjernelse på 98% for klorerede opløsningsmidler, hvilket stemme godt overens med den procentvise fjernelse for den høje detaljeringsgrad.

De høje koncentrationer efter væggen omkring M12, kan stamme fra en fane der bevæger sig uden om væggen grundet utætheder i spunsen. M-boringerne ligger længere fra væggen end A- og F-boringerne, og disse boringer vil derfor kunne indfange en fane der løber uden om væggen. Desuden bliver der ved prøvetagning, renpumpet væsentligt mere i M-boringerne, hvorfor disse boringer vil dække et større område end A- og F-boringerne.

5.4 Fluxanalyse kontra koncentrationsanalyse

Den traditionelle metode til vurdering af stofreduktion er at se på reduktionen af koncentrationen, men et alternativ til denne metode er at se på reduktionen i fluxen. For at belyse de to metoder og eventuelle forskelle mellem dem stilles koncentrationsreduktionen og fluxreduktionen op mod hinanden. I denne forbindelse ses der både på situationen med den lave og den høje detaljeringsgrad.

I tabel 8 er den procentvise reduktion af henholdsvis koncentrationen og fluxen listet for situationen med den lave detaljeringsgrad – M tværsnittene.

Tabel 8: Procentvis reduktion af koncentration og flux ved vandets passage gennem væggen ved M tværsnittene – lav detaljeringsgrad.

Det fremgår af tabellen, at der er en tendens til at den procentvise reduktion af fluxen er lidt mindre end reduktionen i koncentrationen.

Ses der i stedet på situationen med høj detaljeringsgrad – tværsnit A og F, ses nogenlunde samme tendens, se tabel 9. Forskellen mellem reduktionen af koncentration og flux er dog ikke så stor ved den høje detaljeringsgrad.

Tabel 9: Procentvis reduktion af koncentration og flux ved vandets passage gennem væggen ved tværsnit A og F – høj detaljeringsgrad.

En anden måde at sammenholde koncentrationsanalysen med fluxanalysen, er at sammenholde de konturplots der er udarbejdet ved de to metoder.

Figur 63 og 64 viser henholdsvis koncentrationen af summen af klorerede opløsningsmidler for tværsnit A og fluxen af klorerede opløsningsmidler ligeledes for tværsnit A.

Figur 63: Koncentrationen af summen af klorerede opløsningsmidler for tværsnit A.

Figur 64: Flux af summen af klorerede opløsningsmidler for tværsnit A.

Ved sammenligning af de to figurer ses en markant forskel. For koncentrationerne ses, at de højeste koncentrationer dækker et forholdsvis stort område på ca. 6 meter horisontalt og ca. 3 meter over dybden. For fluxen ses det derimod, at de højeste flux-værdier findes i et meget begrænset område på ca. 1,5 meter horisontalt og 1 meter over dybden. Forskellen på de to plots skal findes i de hydrauliske forhold. Boring A3 der ligger omkring y = 6 m, har både en forholdsvis høj hydraulisk gradient og høje koncentrationer, mens boring A4 og A5 (y = 7,8 m og y = 9,5 m) har høje koncentrationer, men en lav hydraulisk gradient. Den hydrauliske ledningsevne i A3 omkring kote 17 m og i A4 og A5, har samme størrelsesorden. Det er altså forskellen i gradienten der bevirker, at flowet ved A3 er signifikant højere end ved A4 og A5, hvorfor fluxen ligeledes bliver højest ved A3.

Det ses desuden, at der ikke er nogen generel sammenhæng mellem høj flux og høj hydraulisk ledningsevne, hvorfor det vurderes at fluxen afhænger mere af hydraulisk gradient og koncentration end af hydraulisk ledningsevne.

5.5 Gasproduktion

I en reaktiv barriere med jernspåner, dannes der hydrogen ved jernkorrosion og det estimeres derfor i det følgende, hvor meget hydrogen der teoretisk kan dannes i væggen. Væggens porøsitet anslås på baggrund af Birkelund & Harrekilde, 2003 til 0,4. Den gennemsnitlige grundvandshastighed er estimeret til ca. 140 m/år, og ved denne hastighed er den teoretiske hydrogendannelse, der må forventes at findes på gasform estimeret til 0,8-279 m³/dag baseret på værdier præsenteret i teorien afsnit 2.3.3.2, se bilag 7 for beregning. I afsnit 5.6.1.4 præsenteres resultater for målte hydrogenproduktioner for jern udtaget fra væggen på Vapokon-grunden.

Når der sker hydrogendannelse kan de klorerede opløsningsmidler gå på gasform og diffundere med hydrogengassen op gennem væggen. Henrys Lovs Konstant afgør tendensen for stofferne til at gå på gasform og det kan derfor estimeres hvor stor en procentdel af stofferne der forventes på gasform. Ved en hastighed på 140 m/år og en hydrogenproduktion på 0,8 m³/dag, kan op til 4% af de klorerede opløsningsmidler og ca. 1% BTEX’ere befinde sig på gasfase. Er hydrogenproduktionen derimod markant højere – 278 m³/dag, ser fordelingen noget anderledes ud. For denne situation kan op til 93% klorerede stoffer og 82% BTEX’ere befinde sig i gasfasen, se bilag 8 for beregninger.

Der er udtaget gasprøver af poreluften to steder i den reaktive væg på Vapokon-grunden, placeringen af prøvetagningsstederne ses i figur 65.

Figur 65: Placering af gasprøvetagning (blå firkanter) i forhold til M-boringerne og væggen.

Analysen af gasprøverne viser, at mængden af hydrogen er meget lavere end hvad der beregnet ud fra de teoretiske værdier. Den højeste koncentration er fundet til 0,01 vol%, mens den teoretiske værdi per dag giver koncentrationer fra ca. 2 vol% til at hele væggens porevolumen skulle være fyldt med hydrogengas – hvilket dog er urealistisk. De fundne hydrogenkoncentrationer over dybden er illustreret i figur 66.

Figur 66: Dybdeprofil for hydrogen.

Af figur 66 fremgår det, at koncentrationen af hydrogen stiger over dybden, og er størst omkring overkanten af den reaktive væg, samt omkring boring M2 og M3.

Gasprøverne viser desuden, at der stort set ikke findes hverken klorerede opløsningsmidler, klorerede nedbrydningsprodukter eller BTEX’ere i gasfasen. Der er ikke fundet koncentrationer af klorerede stoffer eller BTEX’ere i gasprøverne, der er dog fundet koncentrationer af nedbrydningsprodukterne ethen og ethan i flere prøver, koncentrationerne er illustreret som profiler over dybden i figur 67 og 68. Baggrunden for at der kun er fundet ethen og ethan i gasprøverne kan være, at disse stoffer er meget mere flygtige end de øvrige stoffer.

Figur 67: Dybdeprofil for ethen.

Figur 68: Dybdeprofil for ethan.

Det fremgår af figur 67 og 68, at koncentrationen af ethen og ethan i gasfasen generelt er højest i området i væggen omkring M2 og M3. Det ses desuden at koncentrationen er højest i de to midterste dybder – koterne 21,1 m (1,1 m.u.t) og 20,9 m (1,3 m.u.t). At de højeste koncentrationer af nedbrydningsprodukterne ethen og ethan findes omkring M2 og M3 kan hænge sammen med, at det ligeledes er i dette område hvor der før væggen er fundet de højeste fluxværdier for klorerede opløsningsmidler. Når de klorerede stoffer nedbrydes i væggen dannes der ethen og ethan og en fraktion af disse stoffer vil gå på gasform og derfor være at finde i gasprøverne. Ydermere er de største mængder hydrogen fundet omkring M2 og M3, og dette kan ligeledes forklare, at en større mængde ethen og ethan går på gasform.

Gasprøverne er også analyseret for ilt, nitrogen, kuldioxid og methan, og resultaterne af disse analyser ses i tabel 10. Mængden af kuldioxid og methan er i alle prøver under detektionsgrænsen, hvorfor disse ikke er medtaget i tabellen.

Tabel 10: Ilt og nitrogen i gasprøver udtaget i væggen.

Af tabel 10 ses det at indholdet af ilt og nitrogen i gasprøver fra området over den reaktive væg stort set er det samme som i atmosfærisk luft, hvor summen af nitrogen og ilt udgør ca. 97%. Der ses dog en tendens til at iltindholdet falder over dybden, mens indholdet af nitrogen stiger en smule.

5.6 Jernkerner - analyser udført ved DTU Miljø

Der er udtaget kerner 4 steder i den reaktive væg, samt prøver af akviferen umiddelbart op- og nedstrøms for væggen. De 4 jernkerner er taget to steder langs væggen og hvert sted er der udtaget kerner i to forskellige dybder. Placeringen af stederne for prøvetagningen ses i figur 69.

Figur 69: Placering af prøvetagningssteder for borekerner.

Ved prøvetagningssted nr. A og B er der udtaget kerner i dybden omkring kote 7 m (ca. 5 m.u.t). Der er ved prøvetagningssted A desuden udtaget kerner i kote 20 m (ca. 2 m.u.t.), mens der ved B er udtaget kerner i kote 19 m  (ca. 3 m.u.t.).

Baggrunden for placeringen af prøvetagningsstederne er, at området omkring A er forventet at være tilklogget, mens området omkring B er det mest aktive område i væggen. Prøverne udtaget op- og nedstrøms er udtaget omkring kote 17 m (ca. 5 m.u.t.), umiddelbart op- og nedstrøms for det aktive område, hvilket ligeledes er det område, hvor de højeste koncentrationer af klorerede stoffer er fundet.

Jernkernerne er som beskrevet i metoden opdelt i tre dele hvis muligt, se figur 70 hvor den nederste prøve er af sandet lige før væggen, den midterste prøve er fra væggens forkant og den øverste prøve er fra midten af væggen.

Figur 70: Kerne opdelt i tre delprøver.

Efter opdelingen af kernerne i delprøver, er hver delprøve skåret op på langs for at se om der ses nogen umiddelbar forskel på kernerne.

Figur 71: Kerne fra område A 17 før væg.

Figur 72: Kerne fra område A 17 midt væg.

Figur 71 og 72 viser billeder af to forskellige delprøver fra samme kerne, en af materialet umiddelbart før væggen og en fra den midterste del af væggen.

Tabel 11: Beskrivelse af jernprøverne

Prøverne indeholdende jern har stort set alle samme karakteristika. Prøverne har en sort farve og består af usammenhængende jernspåner. Flere af prøverne har en benzinagtig lugt, der sandsynligvis skyldes tilstedeværelsen af BTEX’ere.

I prøve B 17 forkant væg er der fundet en sammenkittet jernkugle med en diameter på ca. 3,5 cm (se figur 74). Kuglen var forholdsvis hård og kunne ikke umiddelbart ødelægges. Den øvrige del af prøven bestod af usammenhængende jernspåner, se figur 73.

Figur 73: Prøve B 17 forkant væg

Figur 74: Sammenkittet jernkugle fundet i prøve B 17 forkant væg

Prøverne er placeret under mikroskop hvilket viste, at der er forskel på jernspånerne i samme prøve. Nogle jernspåner er forholdsvist små og forekommer som enkelte spåner, mens andre er kittet sammen til større klumper, se figur 75 og 76.

Figur 75: Prøve B 17 forkant væg

Figur 76: Prøve B 17 forkant væg

Ved sammenligning af nye ubrugt jernspåner og jernspånerne fra den reaktive væg er den største forskel, at der i spånerne fra væggen findes sammenkittede spåner som vist på figur 76. Der er ingen signifikante forskelle på udseendet af ubrugt og brugt jern, se figur 77 og 78. Det bør dog nævnes, at det er sværere at adskille de brugte jernspåner fra hinanden end det er for de nye spåner.

Figur 77: Nye jernspåner

Figur 78: Prøve B kote 17 m midt væg

Prøven taget af akviferen opstrøms for det aktive område var forholdsvis mørk ved udtagningen, men farven er under opbevaring af prøven ændret til lys sandfarve, se figur 79 og 80.

Figur 79: Prøve fra området opstrøms væggen

Figur 80: Prøve fra området opstrøms væggen

En umiddelbar forklaring på farveskiftet i prøven fra opstrøms væggen ville være, at der ved tilførelse af ilt var sket oxidation, men da den del af prøven der er opbevaret i den anaerobe boks ligeledes har ændret farve, har det ikke været muligt at finde årsagen.

5.6.1 Batchforsøg

Der er som beskrevet i metoden udført to batchforsøg. Det ene forsøg er et nedbrydningsforsøg, hvor reaktiviteten af de forskellige jernprøver ønskes sammenlignet med reaktiviteten af nyt jern. Det andet forsøg er opstillet for at måle hydrogenproduktionen og sammenholde resultatet for de forskellige jernprøver med resultatet for nyt jern.

5.6.1.1 Nedbrydning af klorerede opløsningsmidler

Nedbrydningsforsøget med de forskellige prøver udtaget på Vapokon-grunden er som beskrevet i metoden lavet ved brug af vand fra samme område. Dette betyder at det primært er moderstofferne der vil blive fokuseret på, da nedbrydningsprodukterne både nedbrydes og dannes, hvorfor der ses et mere komplekst billede for disse stoffer. Der vil dog i mindre omfang præsenteres data for nedbrydningsprodukterne med fokus på cis-DCE, da dette nedbrydningsprodukt forekommer i markant højere koncentrationer end de øvrige på Vapokon-grunden.

Volumenet af gas- og vandfasen i batchene er ændret ved hver prøvetagning hvorved der er sket en forskydning af stoffraktionen i disse to faser. Det er valgt ikke at korrigere for denne faseforskydning, da betydningen er lille set i forhold til usikkerheden af resultaterne, se evt. bilag 9. Resultaterne illustreres ved et plot af koncentrationsudviklingen for de enkelte stoffer over tid, desuden indeholder hvert plot resultaterne for hver triplikat der benævnes a, b og c.

I nedbrydningsforsøget sker der for de fleste klorerede stoffer ingen signifikant nedbrydning i de batches, der indeholder materiale fra området før væggen. PCE er dog en undtagelse, da stoffet nedbrydes i stort set samtlige batches.

Figur 81: Plot for prøve A 17, før væg for stofferne PCE og TCE. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

Figur 82: Plot for prøve B 17, før væg for stofferne PCE og TCE. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

Det fremgår af figur 81 og 82, at der sker nedbrydning af PCE for prøverne taget før væggen, mens der for TCE ikke ses nogen markant nedbrydning. En tilsvarende nedbrydning ses i batchene der udelukket indeholder vand fra Vapokon. Her ses ligeledes at PCE nedbrydes, mens koncentrationen af TCE forbliver nogenlunde konstant, se figur 83. Da der er stor forskel på koncentrationsniveauet for PCE og TCE ses der ikke en stigning i TCE koncentrationen når PCE nedbrydes. Dette kan dog også skyldes, at PCE nedbrydes til dichloroacetylen.

Figur 83: Plot for prøven udelukkende indeholdende vand fra Vapokon for stofferne PCE og TCE. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

I prøverne med materiale fra området op- og nedstrøms for den reaktive barriere, ses der ligeledes en signifikant nedbrydning af PCE, se figur 84. Nedbrydningen sker hurtigst opstrøms, men for begge prøver ses det at PCE nedbrydes fuldstændigt.

Figur 84: Plot for prøverne opstrøm og nedstrøms for stoffet PCE. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

Det er generelt kun PCE der nedbrydes i batchene med materialet fra før væggen, i batchene med vand alene samt i batchene med materiale fra op- og nedstrøms væggen. Nedbrydningen af PCE skyldes sandsynligvis tilstedeværelsen af bakterier. Der findes flere forskellige bakterier der ved brug af nitrat eller sulfat kan nedbryde både PCE og TCE. Da der ikke ses nedbrydning af TCE tyder det på de bakterier der er til stede enten kun kan nedbryde PCE eller at de foretrække PCE frem for TCE. Desuden vil der ske en dannelse af TCE ved deklorering af PCE, hvorfor dette også vil påvirke TCE koncentrationen.

Da der ikke ses nogen markant ændring i koncentrationerne af de øvrige stoffer over tid, er det valgt ikke at medtage resultaterne for disse prøver i den øvrige præsentation af resultaterne fra nedbrydningsforsøget, men resultaterne findes i bilag 10.

Resultaterne fra de forskellige prøver for moderstofferne PCE, TCE, 1,1,1-TCA og chloroform minder generelt om hinanden. Det er derfor valgt kun at illustrere resultaterne grafisk for prøven med nyt jern samt prøve B 17 midt væg, da denne prøve viser den generelle tendens for jernprøverne fra den reaktive væg. De øvrige resultater illustreret grafisk findes i bilag 10.

Graferne har to y-akser, aksen til venstre angiver koncentrationen, mens aksen til højre viser ln til koncentrationen divideret med startkoncentrationen, hvilket er plottet for at illustrere om nedbrydningen tilnærmelsesvis følger en 1. ordens nedbrydning.

Figur 85: Nedbrydning af PCE i prøve B 17 midt væg og i nyt jern. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

Det fremgår af figur 85, at nedbrydningen af PCE primært sker i løbet af de første 50-100 timer, samt at nedbrydningen sker hurtigst i prøven med nyt jern, hvor stort set alt PCE er nedbrudt efter 200 timer.

Figur 86: Nedbrydning af TCE i prøve B 17 midt væg og i nyt jern. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

Nedbrydningen af TCE for de to prøver er stort set ens, og det ses af figur 86 at en signifikant del af nedbrydningen sker i løbet af de første 200 timer.

Figur 87: Nedbrydning af 1,1,1-TCA i prøve B 17 midt væg og i nyt jern. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

For stoffet 1,1,1-TCA ses det som for PCE, at nedbrydningen er hurtigst i prøven med nyt jern, hvor 1,1,1-TCA er nedbrudt efter ca. 100 timer, mens dette først er tilfældet efter ca. 400 timer for B 17 midt væg, se figur 87.

Figur 88: Nedbrydning af chloroform i prøve B 17, midt væg og i nyt jern. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

Koncentrationen af chloroform falder på nogenlunde sammen måde som de øvrige moderstoffer. Desuden fremgår det af figur 88, at nedbrydningsraten for nyt jern er noget højere end for prøve B17 midt væg.

Ses der på nedbrydningsprodukterne er især de tre DCE isomerer 1,1-DCE, trans-DCE og cis-DCE interessante. 1,1-DCE nedbrydes i høj grad på samme måde som moderstofferne ved 1. ordens nedbrydning, mens det er svært at sige noget generelt om trans-DCE. Der sker generelt ingen signifikant nedbrydning af Cis-DCE i løbet af de første 200 timer, men derefter begynder koncentrationerne langsomt at falde. Dette skyldes sandsynligvis, at der ved nedbrydning af PCE og TCE dannes cis-DCE, og det er derfor først når størstedelen af disse stoffer er nedbrudt, at der kan ses en nedbrydning af cis-DCE. Resultaterne tyder ydermere på at cis-DCE er den DCE-isomer, der primært dannes ved nedbrydning af PCE og TCE.

Eksempler på nedbrydningen af 1,1-DCE ses i figur 89 hvoraf det fremgår at nedbrydningen følger en 1. ordens reaktion. Desuden viser graferne at der ikke umiddelbart ses dannelse af 1,1-DCE.

Figur 89: Nedbrydning af 1,1-DCE i prøve B 17, midt væg og i nyt jern. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

Det ses af figur 90 at trans-DCE opfører sig anderledes end 1,1-DCE. For trans-DCE ses der både dannelse og fjernelse og der er som nævnt ingen generelt tendens for udviklingen i koncentrationen.

Figur 90: Nedbrydning af trans-DCE i prøve B 17, midt væg og i nyt jern. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

Koncentrationen af cis-DCE ændres ikke signifikant i løbet af de første ca. 300 timer i prøve B 17, midt væg. Efter ca. 300 timer begynder koncentrationen at falde, hvilket kan hænge sammen med, at der på dette tidspunkt ikke er store mængder PCE og TCE tilbage. Det er derfor valgt kun af afbillede ln(C/C₀) for punkterne efter 300 timer, og det ses af figur 91, at cis-DCE også følger en 1. ordens nedbrydningen efter dette tidspunkt.

Figur 91: Nedbrydning af cis-DCE i prøve B 17, midt væg og i nyt jern. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

For nyt jern ses at koncentrationen falder gennem hele forsøget, men nedbrydningen foregå langsomt set i forhold til moderstofferne. Der er dog en prøve hvor cis-DCE nedbrydes næsten fuldstændigt gennem forsøget, men dette ses kun for denne ene prøve – B 19, midt væg, se figur 92.

Figur 92: Nedbrydning af cis-DCE i prøve B 19, midt væg. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

For de øvrige nedbrydningsprodukter ses det ligeledes, at nedbrydningen i B 19, midt væg sker hurtigere end for de øvrige prøver, se figur 93 og 94.

Figur 93: Nedbrydning af 1,1-DCA i prøve B 19 og B17, midt væg. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

For både prøve B 19 midt væg og B 17 midt væg ses at koncentrationen af 1,1-DCA stiger i starten af forsøget i takt med at 1,1,1-TCA nedbrydes. I B19 midt væg er 1,1,1-TCA fuldstændig nedbrudt efter ca. 200 timer hvorefter koncentrationen af 1,1-DCA begynder at falde. For B 17 midt væg er 1,1,1-TCA nedbrudt efter 400 timer, men det ses af figur 93 at koncentrationen af 1,1-DCA ikke falder efter dette tidspunkt. Samme tendens ses for vinylchlorid i figur 94.

Figur 94: Nedbrydning af vinylchlorid i prøve B 19 og B17, midt væg. a, b og c angiver resultatet for hver replikat.

Nedbrydningen af 1,1-DCA og vinylchlorid i prøve B 19 midt væg sker hurtigere end i batchene med nyt jern. For nyt jern sker der dog ligeledes nedbrydning af 1,1-DCA efter ca. 200 timer, mens koncentrationen af vinylklorid er nogenlunde konstant gennem forsøget.

Forklaringen på at prøve B 19 midt væg reducerer stofferne cis-DCE, 1,1-DCA og vinylchlorid markant hurtigere end samtlige de øvrige prøver fremgår ikke umiddelbart af nedbrydningsforsøget. En mulighed kunne være at moderstofferne ligeledes nedbrydes hurtigere i prøven, hvilket er tilfældet for stofferne PCE og 1,1,1-TCA men ikke for TCE. Forklaringen kan derfor være, at når PCE og 1,1,1-TCA er nedbrudt, er der mere plads på jernets overflade til deklorering af nedbrydningsprodukterne. Desuden kan der i prøve B 19 midt væg foregå mikrobiel nedbrydning, hvilket kan resultere i højere nedbrydningsrater end der er fundet for nyt jern.

I figur 95 og 96 er nedbrydningsraterne, fundet på baggrund af nedbrydningsforsøget, illustreret. Der er kun fundet nedbrydningsrater for de prøver der indeholder jern, da de øvrige prøver ikke viste nedbrydning der tilnærmelsesvis følger en 1. ordens nedbrydning.

Det fremgår af figur 95 at chloroform og 1,1,1-TCA er de moderstoffer, der har de højeste rater, mens PCE har den laveste. For samtlige moderstoffer ses der en generel tendens til, at reaktiviteten er størst i område B samt i nyt jern. Prøve B 19 midt væg har den markant højeste reaktivitet i forhold til 1,1,1-TCA, mens nyt jern har den højeste reaktivitet i forhold til PCE og TCE og chloroform.

Figur 95: Illustration af nedbrydningsraten k [1/h] for moderstofferne PCE, TCE, 1,1,1-TCA og chloroform. Den angivede usikkerhed er ± standardafvigelsen.

For nedbrydningsprodukterne cis-DCE og 1,1-DCE ses at reaktiviteten er størst i prøve B 19 midt væg, mens den for de øvrige prøver ligger på nogenlunde samme niveau. Desuden fremgår det af figur 96, at cis-DCE har en markant lavere nedbrydningsrate end de øvrige stoffer.

Figur 96: Illustration af nedbrydningsraten k [1/h] for moderstofferne cis-DCE og 1,1-DCE. Den angivede usikkerhed er ± standardafvigelsen.

For at kunne sammenholde de fundne nedbrydningsrater med rater fundet i litteraturen, er raterne normaliseret i forhold til jernets overfladeareal. Jernet fra Vapokon samt det nye jern har oprindeligt et gennemsnitligt overfladeareal på 1,4 m²/g og denne værdi er sammen med jern- og vandmængden i hver batch, benyttet til at bestemme den normaliserede nedbrydningsrate k_SA.

Tabel 12: Gennemsnitlige nedbrydningsrater for moderstofferne PCE, TCE og 1,1,1-TCA ± standardafvigelsen mellem triplikaterne. k_SA er raten normaliseret i forhold til jernets overfladeareal og vandmængden.

Af tabel 12 og 13 fremgår det, at de normaliserede nedbrydningsrater for PCE og TCE ligger omkring 10^-6 L/(h·m²), mens raten for 1,1,1-TCA ligger lidt højere omkring 10^-5 L/(h·m²). Raterne fundet i litteraturen (se afsnit 2.2.1) ligger noget højere end hvad der er fundet i dette nedbrydningsforsøg nemlig omkring 10^-4-10^-3 L/(h·m²). Det samme ses for nedbrydningsprodukterne, hvor raterne fundet i litteraturen ligger omkring 10^-5-10^-4 L/(h·m²), mens de i dette forsøg ligger mellem 10^-6 og 10^-7 L/(h·m²).

Tabel 13: Gennemsnitlige nedbrydningsrater for nedbrydningsprodukterne cis-DCE og 1,1-DCE ± standardafvigelsen mellem triplikaterne. k_SA er raten normaliseret i forhold til jernets overfladeareal.

Forskellen i nedbrydningsraterne bestemt på baggrund af batchforsøgene og raterne fundet i litteraturen kan skyldes, at der i dette batchforsøg er brugt vand fra en specifik location. Vandet fra Vapokon-grunden indeholder et mix af mange forskellige klorerede stoffer, hvilket kan have indflydelse på nedbrydningen, da der muligvis vil være konkurrence om pladserne på jernets overflade hvor dekloreringen foregår. Dette kan medføre at raterne er mindre end hvad der er fundet i litteraturen, da de fleste forsøg til undersøgelse af jernets reaktivitet er udført med vand kun tilsat et enkelt stof.

5.6.1.2 Nedbrydning af 1,2-DCA og DCM

Stofferne 1,2-DCA og DCM kan af ukendte årsager ikke nedbrydes med nul-valent jern, og en reduktion i mængden af disse stoffer ved grundvandets passage gennem den reaktive væg tillægges derfor biologisk nedbrydning. For med sikkerhed at kunne fastslå at biologisk nedbrydning er årsag til nedbrydning at 1,2-DCA og DCM, er der opstillet to batchforsøg, hvor nyt jern samt jern fra prøve B 17 midt væg er benyttet. Til disse forsøg er der til det ene hold batches tilsat demineraliseret vand tilsat 1,2-DCA og det andet hold er tilsat demineraliseret vand tilsat DCM.

Nedbrydningsprodukterne for 1,2-DCA er chlorethan, ethan og ethen, og der er derfor analyseret for disse stoffer i forsøget med 1,2-DCA.

I batchene med nyt jern er koncentrationen af 1,2-DCA efter ca. 10 dage ikke reduceret signifikant, se figur 97. Der ses dog et lille fald i koncentrationen af 1,2-DCA samt en mindre stigning i koncentrationen af ethen og ethan, mens der ikke er fundet chlorethan i nogle af batchene.

Figur 97: Koncentration af 1,2-DCA, ethen og ethan i forsøg med 1,2-DCA nedbrydning

I batchene med jern fra prøve B 17 midt væg er reduktionen af 1,2-DCA mindre end for nyt jern, og produktionen af ethen og ethan er ligeledes mindre, resultaterne findes i bilag 11.

DCM nedbrydes til chlormethan, hvorfor der er analyseret for dette stof i nedbrydningsforsøget med DCM. I batchene med nyt jern ses stort set ingen ændring i koncentrationen af DCM over en periode på ca. 10 dage. Der ses dog en lille produktion af nedbrydningsproduktet chlormethan, se figur 98.

Figur 98: Koncentration af DCM og chlormethan i forsøg med DCM nedbrydning

For batchene med jern fra prøve B 17 midt væg, ser resultaterne nogenlunde ud som for nyt jern, her er produktionen af chlormethan dog mindre, resultaterne findes i bilag 11.

Nedbrydningsforsøget for 1,2-DCA og DCM viser, at disse stoffer kun nedbrydes i meget begrænset omfang med nul-valent jern og dele af denne fjernelse kan skyldes sorption. Større fjernelser af disse stoffer vil derfor indikere, at der foregår biologisk nedbrydning i den reaktive væg.

5.6.1.3 Fjernelse af BTEX’ere

I nedbrydningsforsøget er der udover klorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter også analyseret for BTEX’ere. Forsøget har vist at koncentrationen af BTEX’ere reduceres markant, og for flere stoffer ses der både reduktion med og uden jern.

I figur 99 ses koncentrationen af stofferne toluen, ethylbenzen, o-xylen og p/m-xylen over tid i batchene kun indeholdende vand fra Vapokon-grunden. Benzen-koncentrationen er ligeledes analyseret, men da denne ikke ændres over tid i nogle af batchene, er resultatet ikke vist.

Figur 99: Koncentration af toluen, ethylbenzen, o-xylen og p/m-xylen i batch med vand fra Vapokon-grunden.

Det fremgår af figur 99, at koncentrationen af toluen, p/m-xylen og især ethylbenzen reduceres i vandet, mens koncentrationen af o-xylen forbliver nogenlunde konstant. For batchene indeholdende nyt jern, ses en reduktion af alle fire stoffer, se figur 100.

Figur 100: Koncentration af toluen, ethylbenzen, o-xylen og p/m-xylen i batch med nyt jern.

Som det ses af figur 100 falder koncentrationen af BTEX’erne forholdsvist hurtigt, hvorefter koncentrationen forbliver nogenlunde stabil. Da BTEX’erne ikke nedbrydes med nul-valent jern skyldes reduktionen i koncentrationerne sandsynligvis, at stofferne sorberer til jernet.

Antages det at de fire BTEX’ere følger en lineær sorptionsisoterm ved sorption til jernet, kan K_d-værdien for de fire stoffer estimeres. Dette er gjort på baggrund af startkoncentrationen i vandet samt koncentrationen i vandet ved vurderet ligevægt for resultaterne med nyt jern, se bilag 12.

De estimerede K_d-værdier for BTEX’erne er listet i tabel 14 sammen med logK_ow værdier.

Tabel 14: Estimerede K_d værdier samt logK_ow værdier. * kilde [SRC, 2007].

Stofferne kan opstilles i følgende rækkefølge efter deres logK_ow værdier:

Benzen < Toluen < o-xylen < Ethylbenzen < p/m-xylen

Da de estimerede K_d-værdier stort set følger samme rækkefølge, tyder det meget på at reduktionen i koncentrationen af BTEX’erne skyldes sorption.

Ses der på den beregnede retardationsfaktor for stofferne fremgår det, at der efter 12,5 til 39,2 porevolumener har passeret væggen vil ske gennembrud af BTEX’erne. Da flowet gennem den reaktive væg er estimeret til 6000 m³/år, vil dette ske efter 40-124 dage.

5.6.1.4 Hydrogenproduktion

Målingen af hydrogenproduktionen er kun foretaget for de prøver der indeholder jern - nyt jern, forkant væg og midt væg. I figur 101 er hydrogenproduktionen i mmol H₂ per kg jern afbilledet som funktion af tiden. Den bedste rette linie er ligeledes afbilledet i figur 101, og det bør nævnes at de to første målepunkter til tiden 0 og ca. 5 timer ikke er medtaget i beregningerne af den rette linie. Dette skyldes, at der ses en signifikant stigning i hydrogenkoncentrationen inden for de første døgn, hvorefter produktionen generelt aftager og stiger lineært.

Hydrogen koncentrationen er målt i headspace og data er derfor korrigeret i forhold til den stofmængde hydrogen, der ved ligevægt befinder sig i vandfasen.

Figur 101: Hydrogenproduktion i prøver indeholdende jern (forkant væg & midt væg) samt nyt jern

I tabel 15 er raterne for hydrogenproduktionen opstillet. Disse er bestemt på baggrund at ligningerne for de rette linier i figur 101. Det fremgår af tabellen af hydrogenproduktionen for nyt jern stort set har den laveste rate, mens prøven B 17 midt væg har den højeste produktionsrate.

Tabel 15: Rater for hydrogenproduktion for de forskellige jernprøver samt tilhørerne standard afvigelse

De fleste af jernprøverne giver en hydrogenproduktion på mellem ca. 0,2 og 1,5 mmol per kg jern per døgn.

På baggrund af jernets hydrogenproduktion ønskes et estimat af hvor stor en mængde hydrogen den reaktive væg producerer, samt om denne mængde vil opløses i grundvandet eller om den vil frigives som gas. En stor produktion af hydrogen på gasform vil kunne resultere i, at en del af de klorerede stoffer vil gå i gasfasen og derved forsvinde ved diffusion op gennem akviferen.

Væggens dimensioner er 9 x 14,5 x 0,8 m, hvilket giver et samlet volumen på 104 m³. Da jernspånerne har en densitet på 2,3 kg/l, er den samlede masse af jernspåner i væggen ca. 240 tons.

Den gennemsnitlige hydrogen produktion for jernprøvene fra Vapokon-grunden er 0,8 mmol H₂ per kg jern per døgn med en standard afvigelse på 0,5 (prøve B17 midt væg indgår ikke i dette gennemsnit, da værdien er markant højere end for de øvrige prøver). Denne gennemsnitsproduktion resulterer i en gennemsnitlig hydrogen produktion på 197 mol per dag svarende til 398 g H₂ per døgn med en standardafvigelse på 258 g H₂ per døgn. Grundvandshastigheden gennem væggen er på baggrund af vandbalancen mellem 110 og 140 m/år, afhængigt af porøsiteten. Dette giver et flow gennem væggen på ca. 20 m³/døgn og med en vandopløselighed for hydrogen ved 10-15°C på 1,3 mg/L ved 1 atmosfære, kan der i alt opløses 26 g H₂ per dag. Vandopløseligheden stiger ved stigende tryk, og da væggens underkant er beliggende ca. 9 m under grundvandsspejlet vil trykket her være 1,9 atmosfære og opløseligheden vil stige med en tilsvarende faktor. Der vil altså ved væggens underkant være en opløselighed for hydrogen på ca. 2,5 mg/l, hvorved der vil kunne opløses ca. 49 g H₂ per dag. Dette betyder, at alt den producerede hydrogen ikke vil kunne opløses i grundvandet og derfor vil gå på gasfase. Der vil produceres ca. 372 g uopløst H₂ per døgn, hvilket svarer til ca. 4,4 m³ H₂ per døgn (standardafvigelse på 2,7 m³ H₂ per døgn).

Porevolumenet i væggen er ca. 50 m³, hvilket betyder at der hver dag vil produceres en mængde hydrogen svarende til 9% af væggen porevolumen. Denne hydrogen må enten ophobes i væggen og forårsage tilklogning, diffundere ud af væggen eller blive brugt som energikilde af mikroorganismer. Målingerne af hydrogen i poreluften over væggen viste ikke meget høje koncentrationer, hvorfor en borttransport af hydrogen direkte op af væggen ikke er sandsynlig.

Sammenlignes hydrogenproduktionen med de rater der er fundet i litteraturen på 0,19-49 mmol per kg jern per dag (se teori afsnit 2.3.3.2), ligger raterne for dette forsøg omkring den laveste ende af dette interval. Raterne fundet i dette forsøg kan sammenholdes med forsøget i litteraturen med den laveste produktionsrate, hvor batchen indeholdt 100% N₂ samt destilleret vand. Raten i forsøget lå omkring 0,2 mmol/(kg jern·dag), hvilket er ca. 5 gange lavere end den gennemsnitlige rate i dette forsøg. Desuden viste forsøget fra litteraturen at hydrogenproduktionen steg ved tilsætning af bikarbonat. Det kan derfor forventes, at hydrogenproduktionen i den reaktive væg på Vapokon-grunden er større end beregnet, da vandet på grunden indeholder bikarbonat.

5.6.2 Mikrobiologi

5.6.2.1 Biomasse

Antallet af bakterier per gram prøve er bestemt for alle delprøver for de fire kerner samt for prøverne op- og nedstrøms den reaktive barriere. Resultaterne er vist som søjlediagrammer med logaritmisk skala og usikkerheden er angivet som ± standard afvigelsen. Det totale antal bakterier er fundet ved under mikroskop at foretage tællinger i 20 forskellige felter, og standard afvigelsen er derfor baseret på afvigelsen mellem antallet i de forskellige felter.

Resultaterne op- og nedstrøms væggen ligger mellem 10⁶ og 10⁷ bakterier per gram prøve, hvilket ligger omkring det antal der normalt findes på materialet i grundvandsmagasiner, se figur 102.

Figur 102: Bakterier per gram prøve op- og nedstrøms.

Prøverne fra område A viser en tendens til at antallet af bakterier stiger fra området før væggen til området midt i væggen. I områderne før væggen og i forkanten af væggen er bakterieantallet på samme niveau som i prøverne op- og nedstrøms, mens antallet midt i væggen ligger højere. Ydermere fremgår det af figur 103, at antallet af bakterier er højest i kernen fra det dybest liggende område (kote 17 m).

Figur 103: Bakterier per gram prøve ved område A, ND (No Data).

Prøverne fra område B viser, at antallet af bakterier er højest i forkanten af væggen samt i prøverne fra det dybest liggende område (kote 17 m). Ydermere fremgår det af figur 104, at antallet af bakterier i område B – kote 17 m er noget højere end i prøverne op- og nedstrøms for væggen.

Figur 104: Bakterier per gram prøve ved område B, ND (No Data).

For samtlige resultater for bestemmelse af biomassen bør det bemærkes, at usikkerheden på resultaterne er høj, hvorfor den del af data ikke bør tillægges for stor betydning i en videre analyse og vurdering.

5.6.3 Sammenfatning

Der er ikke fundet nogen markante visuelle forskelle mellem de fire jernkerner udtaget af den reaktive væg. Det er dog fundet en sammenkittet kugle af jernspåner i prøven fra område B kote 17 m fra forkanten af væggen og samme delprøve har en farve, der er mere sort end de øvrige prøver.

Nedbrydningsforsøget har vist, at PCE som det eneste stof, nedbrydes både med og uden jern, op- og nedstrøms for væggen samt i batchene kun indeholdende vand fra Vapokon-grunden.

Nedbrydningsraterne for PCE, TCE og chloroform er størst i batchene med nyt jern, mens 1,1,1-TCA, cis-DCE og 1,1-DCE nedbrydes hurtigst med jern fra område B kote 19 m fra midten af væggen. Ydermere ses der for samme prøve en markant hurtigere nedbrydning af 1,1-DCA og vinylchlorid i forhold til de øvrige prøver. Forklaringen på den relative hurtige nedbrydning af visse stoffer i prøve B 19 midt væg, kan skyldes at der både sker nedbrydning forårsaget af det nul-valente jern samt mikrobiologisk nedbrydning. Der er dog ikke fundet en markant højere biomasse i den omtalte prøve set i forhold til de øvrige.

Nedbrydningsforsøget har desuden vist at der sker en fjernelse af BTEX’ere. Det tyder dog på at denne fjernelse hovedsageligt skyldes sorption og der forventes at ske gennembrud af BTEX’ere efter ca. 40-124 dage.

Hydrogenproduktionen i de forskellige jernprøver er højest i prøve B 17 midt væg, hvor der sker en produktion på ca. 3 mmol H₂ per kg jern per døgn, mens produktionen for nyt jern ligger i den lave ende med 0,17 mmol H₂ per kg jern per døgn.

Nedbrydningsraterne fundet ved batchforsøgene i laboratoriet kan sammenholdes med de reelle nedbrydningsrater der findes ved den reaktive væg på Vapokon-grunden, jf. tabel 16.

Tabel 16: Normaliserede nedbrydningsrater ved batchtests og for den reaktive væg.

Generelt ligger nedbrydningsraterne fundet i batchforsøgene og raterne for den reaktive væg i sammestørrelsesorden. Der ses igen generel tendens til at raterne fundet i laboratoriet er højere end raterne fra væggen eller omvendt.

5.7 Jernkerner – analyser udført af VITO, Belgien

VITO har udført analyser af et sæt jernkerner udtaget af den reaktive væg på Vapokon-grunden. Kernerne er udtaget de samme steder som de kerner der er analyseret på DTU (se figur 105). De to sæt kerner indeholder ikke nødvendigvis den samme mængde grus og jern og er ikke inddelt i delprøver på samme måde. Hele rapporten fra VITO findes i bilag 13.

Figur 105: Placering af prøvetagningssteder for borekerner.

I resultaterne af de mikrobielle og mineralogiske analyser, er der benyttet en række forkortelser og disse er listet i tabel 17.

Tabel 17: Forkortelser benyttet i mikrobiel og mineralogisk analyse.

5.7.1 Mikrobiel og mineralogisk karakterisering

5.7.1.1 Område A
Kerne 1: Kote 20 m (~ 2 meter under terræn)
Kerne 2: Kote 17 m (~ 5 meter under terræn)

Figur 106: Kerne 1 og 2 fra område A.

Kerne 1: grus (G) – jern (F)
G1: 5-8 cm
G2: 22-25 cm (mørk farve)
F1: 35-38 cm (løse jernspåner, sort farve)
F2: 49-52 cm (løse jernspåner, sort farve)
F3: 62-65 cm (løse jernspåner, sort farve)

Figur 107: XDR og PCR resultater fra område A kerne 1 – Kote 20 m. De skraverede søjler øverst angiver massen af udfældninger på jernet, der er frigivet efter behandling med ultralyd i acetone.

Det fremgår af figur 107 at der på alle tre delprøver indeholdende jern (F1, F2 og F3) er fundet udfældninger af grøn rust og magnetit. Desuden ses det af den mikrobiologiske analyse at mikroorganismerne især findes i overgangen mellem grus og jernspåner (G2 og F1).

Figur 108: Kerne 1, F2 ved polariserende lys mikroskopi.

Figur 109: Kerne 1, F2 SEM-EDX.

Figur 108 og 109 viser tilstedeværelsen af grøn rust på jernspåner fra kerne 1 ca. 25 cm inde i jernet.

Kerne 2: grus (G) – jern (F)
G1 5-8 cm
G2 24-27 cm
G3 43-46 cm

Der er hos VITO ikke fundet jern i kerne 2. Det er dog under prøvetagningen af kernerne vurderet, at kernen indeholdt jern da indholdet var meget mørkt. Den nærmere undersøgelse hos VITO har vist, at dette ikke var tilfældet og at hovedparten af kerne 2 bestod af grus.

Figur 110: XDR og PCR resultater fra område A kerne 2 – kote 17 m. De skraverede søjler øverst angiver massen af udfældninger på jernet, der er frigivet efter behandling med ultralyd i acetone.

Kerne 2 fra område A indeholder kun grus og intet jern. Det ses af den mikrobiologiske analyse (figur 110) at området med grus før den reaktive barriere i kerne 2 indeholder flere typer mikroorganismer end kerne 1, der var udtaget 3 meter højere oppe. Den mineralogiske analyse viser at der er fundet kvarts, calcit, mackinawit, albit og microclin i delprøve G3.

5.7.1.2 Område B
Kerne 3: Kote 19 m (~ 3 meter under terræn)
Kerne 4: Kote 17 m (~ 5 meter under terræn)

Figur 111: Kerne 3 og 4 fra område B.

Kerne 3: grus (G) – jern (F)
G1: 5-8 cm
F1: 13-16 cm (sort farve, nogle sammenkittede jernspåner ~ 10 mm)
F2: 33-36 cm (løse jernspåner, sort farve)
F3: 51-54 cm (løse jernspåner, sort farve)

Figur 112: XDR og PCR resultater fra område B kerne 3 – kote 19 m. De skraverede søjler øverst angiver massen af udfældninger på jernet, der er frigivet efter behandling med ultralyd i acetone.

De mineralogiske analyser af kerne 3 fra område B kote 19 m viser, at der i den første del af jernet, lige efter overgangen mellem grus og jern (F1), er fundet kvarts, grøn rust og magnetit. I de to øvrige jernprøver (F2 og F3) er der fundet grøn rust, magnetit og greenalit. Desuden viser den mineralogiske analyse for denne jernkerne, at massen af udfældninger på jernspånerne stiger jo længere ind i væggen prøverne er udtaget, se figur 112.

Den mikrobiologiske analyse viser, at der findes flest forskellige typer af mikroorganismer i området med grus lige før væggen samt i den første del af jernet ca. 5-10 cm inde i væggen.

Figur 113: Kerne 3, F1 sammenkittede jernspåner, SEM-EDX.

Figur 113 viser, at der findes jernsulfid (FeS) og aragonit på de sammenkittede jernspåner fra kerne 3 ca. 5-10 cm inde i jernet.

Kerne 4: grus (G) – jern (F)
F1: 5-8 cm (løse jernspåner, meget sort farve)
F2: 33-36 cm (løse jernspåner, mørk grå/grøn farve)
F3: 51-54 cm (løse jernspåner, grå farve)

Figur 114: XDR og PCR resultater fra område B kerne 4 – kote 17 ml. De skraverede søjler øverst angiver massen af udfældninger på jernet, der er frigivet efter behandling med ultralyd i acetone.

Af figur 114 fremgår det, at der i prøven fra de første 5-8 cm af jernkernen (F1) er fundet en relativ stor mængde udfældet materiale bestående af kvarts, grøn rust og jernhydroxy karbonater. De øvrige to jern prøver fra denne kerne (F2 og F3) indeholder ikke lige så store mængder udfældninger som F1, men der er dog fundet større mængder i disse prøver end i de øvrige 3 kerner. I prøve F2 og F3 er der fundet jernhydroxy karbonater samt aragonit.

Til forskel fra de øvrige kerner er der i kerne 4 fundet sulfat og jern reducerende bakterier i de delprøver der er udtaget ca. 25- 70 cm inde i væggen, hvor disse bakterier i de øvrige kerner kun er fundet i gruset før væggen samt i de første ca. 10 cm af væggen.

Figur 115: Kerne 4, F1.
Billede a og b viser polariserende lys mikroskopi.
Billede c, d og e viser SEM-EDX.
Billede f og g viser SEM-EDX kortlægning af 3 elementer, RGB (rød-grøn-blå).

Figur 115 viser, at der på jernspånerne fra kerne 4 ca. 5-10 cm inde i jernet, findes jernsulfid (FeS) og calcit (CaCO₃). Desuden er der på samme prøve fundet udfældninger bestående af jernoxider, hvilket fremgår af figur 116.

Figur 116: Kerne 4, F1.
Billede a og b viser polariserende lys mikroskopi.
Billede c og d viser SEM-EDX.

Figur 117: Kerne 4, F3 ved polariserende lys mikroskopi.

På jernspånerne i kerne 4 ca. 65 cm inde i jernet er der fundet jernhydroxy karbonater samt aragonit, se figur 117.

5.7.1.3 Op- og nedstrøms

Udover kerner udtaget fra den reaktive barriere er der også lavet mikrobiologiske undersøgelser af kerner udtaget op- og nedstrøms for barrieren, resultaterne af denne analyse ses i figur 118.

Figur 118: Mikrobiologisk analyse opstrøms (core 5) og nedstrøms (core 6).

Som det fremgår af figur 118 er de mikrobiologiske forhold op- og nedstrøms for væggen nogenlunde ens. Der er i begge områder fundet både sulfat og jern reducerende bakterier samt dehalococcoider.

5.7.2 Sammenfatning

Den mikrobiologiske analyse af jernkernerne fra Vapokon-grunden viser, at der findes Eubacteria, Archaea, methanogene bakterier, sulfat og jern reducerende bakterier, denitrificerende bakterier og halorespiring bakterier i områder omkring den reaktive væg. Generelt er der fundet flere mikrobielle grupper i gruset og de første centimeter af jernet end der er fundet længere inde i væggen. Den væsentligste årsag til, at der ikke er stor mikrobiel aktivitet et stykke ind i jernet er sandsynligvis stigningen i pH. Desuden kan det faldende redox potentiale have en betydning.

Der er desuden fundet flere halorespirerende bakterier i kernerne fra område B (især i kerne 4) sammenlignet med kernerne fra område A. Dette kan skyldes, at område B er det område hvor den største flux af klorerede opløsningsmidler er fundet.

Den mineralogiske undersøgelse har vist, at jernkernerne generelt består at løse og ikke sammenkittede jernspåner, der er dog fundet sammenkittede spåner i kerne 3 i overgangen mellem grus og jern. Udfældningerne på jernspånerne er stort set de samme for kerne 1 og 3, hvor der er fundet grøn rust og magnetit. På jernet i kerne 4 er udfældningerne meget anderledes, da der her er fundet jernhydroxy karbonater samt aragonit. Der er generelt kun fundet kvarts i den første del af jernet lige efter overgangen mellem jern og grus, hvilket sandsynligvis skyldes et inflow af fine partikler fra gruskastningen før væggen.

Ved sammenligning af mængden af udfældninger på jernet ses det ligeledes at kerne 4 skiller sig ud i forhold til kerne 1 og 3, se figur 119.

Figur 119: Masse af udfældninger fundet på de forskellige dele (F1, F2 og F3) af kerne 1, 3 og 4.

Den største mængde af udfældet materiale er fundet i kerne 4 og især i den første del af jernet. Desuden ses det at der er fundet mindst udfældet materiale i kerne 1.

SEM-EDX analyserne har vist at der findes jernsulfid i flere af prøverne og den meget sorte farve samt den store mængde udfældning fra prøven fra den første del af jernet i kerne 4 skyldes sandsynligvis, at der her findes en stor mængde jernsulfid.

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

Version 1.0 marts 2009, © Miljøstyrelsen.