Fytoremediering af PAH- og olieforurening på nedlagt asfaltværk
3 Resultater
- 3.1 Udbredelse/vækst af beplantning
- 3.2 Anlægs- og driftomkostninger
- 3.3 Kemiske analyseresultater
- 3.4 Vandbalance og klimaobservationer
3.1 Udbredelse/vækst af beplantning
I efteråret 1999 blev det konstateret, at over 90% af pilen var vokset til, men mindre end 20% af poppelen. Det dårlige resultat skyldtes sandsynligvis utilstrækkelig lugning af især poppeldelen af arealet.
Beplantningen med pil virkede i januar 2001 som helhed veletableret og i god vækst, mens der var yderligere behov for efterplantning af popler, da ikke alle var kommet i vækst.
I starten af 2002 virkede beplantningen med poppel også som helhed levedygtig, med en gennemsnitshøjde på en meter, dog med stor variation.
Beplantningen blev i foråret 2002 besigtiget og vurderet af seniorforsker Kristian Thorup-Kristensen fra Danmarks Jordbrugsforskning, Årslev. Det blev her konkluderet, at beplantningen af både pil og poppel var uensartet, men at den som helhed virkede levedygtig. Det blev vurderet, at der ikke var behov for yderligere indgreb for at forbedre væksten /14/.
Pilebeplantningen. Maj 2003
Det blev efterfølgende i sommeren 2003 ligeledes vurderet af Ulrich Karlson, DMU, at både pil og poppel var levedygtige og konkurrencedygtige overfor ukrudt, og at der derfor p.t. ikke var yderligere behov for at foretage sig noget mht. beplantningen.
3.2 Anlægs- og driftomkostninger
Gartnerudgifterne i forbindelse med anlæg har været omkring kr. 74.000 i 1999. Herefter er der brugt omkring kr. 34.000 i den første driftsfase 2000-2003. Desuden er der brugt omkring kr. 13.000 til genplantning af poppeltræer. I alt kr. 121.000.
Der har derudover været udgifter til boreentreprenør, prøvetagning og analyser af jord og vand, tilsyn og udarbejdelse af statusrapport. Formålet med disse aktiviteter har været monitering, dels som en del af forsøgsprojektet, dels som myndighedsovervågning af forureningstilstanden / -udviklingen. I alt har udgifterne i anlægsfasen 1999 beløbet sig til kr. 244.000 ekskl. moms.
Heri indgår udgift til udførelse af huller for forberedelse af beplantning i anlægsfasen.
De samlede udgifter i den første del af driftsfasen 2000-2003 har beløbet sig til kr. 437.000. Heraf udgøres kr. 34.000 af gartnerudgifter til vedligeholdelse og kr. 13.000 til gartnerudgifter til genplantning af poppel. Derudover er der brugt ca. kr. 26.000 på borearbejde, kr. 252.000 til analyser og kr. 112.000 til rapporter og tilsyn.
Udgifterne i den udvidede driftsfase i perioden 2004-2005 har beløbet sig til ca. kr. 144.000. Udgifterne fordeler sig på ca. kr. 65.000 til rapporter og tilsyn, ca. kr. 25.000 til borearbejde og omkring kr. 54.000 til analyser.
Totalt set har projektet kostet omkring kr. 826.000 ekskl. moms, heraf kr. 121.000 til gartnerudgifter.
3.3 Kemiske analyseresultater
3.3.1 Jord
Der er udført analyse for forureningsparametre på jordprøver fra de to dokumentationsfelter ved en tidligere undersøgelse i 1995 samt ved opstart af dette projekt i 1999 og i 2000. Desuden er der ad to omgange udført 8 boringer i 2003 og 2006. Resultaterne af jordanalyse fra de udførte dokumentationsboringer er i tabel 1 i bilag B opstillet med resultater fra de tre udførte borerunder ved siden af hinanden. Summen af PAH’er indbefatter ikke naphthalen, idet naphthalenkoncentrationen er angivet for sig selv.
Det fundne indhold af kulbrinter i jordprøverne udtaget i 2000 er generelt karakteriseret som nedbrudt diesel-/fyringsolie. I jordprøver udtaget i 2003 og i 2006 i ”hotspot NV” er kulbrinteindholdet også karakteriseret som nedbrudt diesel-/fyringsolie, mens kulbrinteindholdet i jordprøver fra ”hotspot SØ” generelt er karakteriseret som tunge oliekomponenter eller tjære.
I hotspot NV er der i udtagningsdybden 2 m u.t. målt et højt indhold af total kulbrinter (620-7.700 mg/kg) og PAH’er (3-176 mg/kg), samt naphthalen (3-130 mg/kg) i alle tre udtagningsrunder omkring boring SJ2 og SJ7. Der ses ikke noget mønster med faldende koncentrationer med tiden, idet forureningskoncentrationerne målt i 2003 generelt var lavere end i 1999/2000 og i 2006. Boringerne udført tæt på boring B11 og boring SJ8 er omtrentligt rene. Dette kunne tyde på, at disse boringer udgør den vestlige afgrænsning af hotspot NV.
I hotspot SØ er de højeste forureningskoncentrationer i dybden 2 m u.t. målt i og omkring boring B103 (2.400 - 19.000 mg kulbrinter/kg, 51-1.000 mg PAH’er/kg og 600-5.800 mg naphthalen/kg). Der ses heller ikke her noget, der ligner et mønster for en udvikling i forureningskoncentrationerne. De højeste koncentrationer af kulbrinter og naphthalen ved B103 blev målt ved borerunden i 2003, mens den højeste samlede PAH-koncentration blev målt ved borerunden i 1997 og den laveste i 2006.
Det kan se ud til, at boringerne omkring SJ10 ligger på grænsen til hotspot SØ, idet der i disse boringer kun er fundet forholdsvist lave forureningskoncentrationer.
Der er i hotspot SØ desuden udtaget jordprøver til analyse i dybden 5 m u.t. Der er fra denne dybde ikke analyseret prøver fra boringer omkring B103 i 1997 og 2003. Fra analyserunden udført i 2006 ser det dog ud til, at forureningskoncentrationerne er højest omkring boring SJ5 i denne dybde, idet de målte kulbrintekoncentrationer ved borerunderne i 1999, 2003 og 2006 her var 170-2.800 mg/kg, sum af PAH’er var 142-453 mg/kg, og naphthalenkoncentrationerne var 81-350 mg/kg. Indholdet af de samme forureningskomponenter i dybden 5 m u.t. fra boring SJ18, udført i 2006 tæt på B103, var 140 mg kulbrinter/kg, 3,3 mg PAH’er/kg og 31 mg naphthalen/kg.
Der ses i boringerne SJ5-D og SJ15 højere koncentrationer af naphthalen i dybden 5 m u.t. (hhv. 180 og 350 mg/kg) end i dybden 2 m u.t. i samme boring (hhv. 7 og 0,2 mg/kg). Boringerne SJ5-D og SJ15 er udført tæt på SJ5 i 2003 og 2006. Det samme billede gør sig gældende for BTEX’er, øvrige PAH’er og kulbrinter i de samme boringer. Det er muligt, at der sker en udvaskning af forureningskomponenterne i dette område.
Da jordprøvetagning er foregået ved opboring af jord efterfulgt af laboratorieanalyse, har det ikke været mulig at udføre prøvetagning på nøjagtigt de samme placeringer med års mellemrum. Da der er tale om en leret jord, samt (for flere af parametrenes vedkommende) forholdsvis immobile forureningskomponenter, bør forskelle imellem resultater fra første til anden til tredje borerunde i højere grad ses som udtryk for den heterogene karakter af forureningsudbredelsen, end som en tidsmæssig udvikling. Dette underbygges af, at der i flere tilfælde ses højere koncentrationer i jordprøver udtaget under borerunden i 2006 end ved de tidligere prøveudtagninger. Dette er illustreret for kulbrintekoncentrationerne i vedstående figur.
3.3.2 Primært grundvand
Der er udtaget vandprøver af det primære grundvand fra de to dybe boringer på grunden boring SJ1 og B10. Resultatet af analyserne fremgår af tabel 2 i bilag B.
Der er gennem perioden fundet svage indhold af kulbrinter, PAH’er og phenoler i det primære grundvand fra begge boringer. I SJ1 er der endvidere påvist NSO-forbindelser. Indholdene har i de fleste tilfælde været i koncentrationer under eller på niveau med grundvandskvalitetskriterierne. Der har dog været overskridelse af kvalitetskriteriet for kulbrinter, benzen og phenoler på op til ca. 5 gange kriteriet.
Det kan sammenfattende konstateres, at der foregår en mindre udvaskning af olie-/tjære-komponenter fra de overliggende jordlag gennem det mellemliggende morænelerlag. Koncentrationerne er dog på et lavt niveau, ligesom det ikke er ved hver moniteringsrunde, at overskridelse af kvalitetskriterierne kan konstateres. Der er imidlertid målt indhold af PAH’er og phenoler i vand fra boring B10 i de sidste hhv. 3 og 2 år, dog kun i et enkelt tilfælde over kvalitetskriteriet.
Kulbrintekoncentration i jord for henholdsvis hotspot NV i dybden 2 m. u.t. og hotspot SØ i dybderne 2 og 5 m u.t. Værdierne er grupperet for 3 boringer samlet, f.eks. boring SJ2 og de to boringer udført ved SJ2 i 2003 og 2006.
3.3.3 Terrænnært grundvand
Der er udtaget vandprøver fra det terrænnære grundvand til analyse for forurenende stoffer samt for grundvandskemiske parametre.
Som bilag er vedlagt optegnede grafer over de foreliggende resultater. Således findes i bilag C grafer for forureningsparametrene samt de grundvandskemiske parametre i hotspot NV (SJ2 og SJ3) og i bilag D for parametrene i hotspot SØ (SJ4, SJ5 og SJ6). Da forureningskoncentrationerne i vandet fra boring SJ5 er væsentligt højere end i vand fra boring SJ4 og SJ6, er resultaterne fra disse to boringer desuden vist separat, med en anden skala på Y-aksen.
Forureningsparametre
Det terrænnære grundvand er analyseret for indhold af total kulbrinter, BTEX’er, PAH’er (17 komponenter), phenoler (10 komponenter) og NSO-forbindelser (12 komponenter).
Der er generelt over moniteringsperioden set store udsving i koncentrationerne af de analyserede forureningsparametre – også med højere koncentrationer end udgangskoncentrationerne. Der kan derfor ikke udledes statistisk sikre konklusioner, men iøjnefaldende tendenser, som kan fremhæves, er:
- I nogle af boringerne ses for en del forureningsparametre et forholdsvist markant fald i koncentrationen i starten af moniteringsfasen fra juni til december 1999. Det gælder for koncentrationen af xylener i det terrænnære grundvand i SJ2 og SJ3 i hotspot NV (se figur), og for koncentrationerne af benzen, ehtylbenzen og phenoler i SJ3. Desuden ses det for koncentrationerne af naphthalen, øvrige PAH’er og kulbrinter i SJ2. For boringerne i hotspot SØ ses et markant fald i koncentrationerne af toluen og naphthalen i boring SJ4. Dette koncentrationsfald ses tidligt i projektforløbet, såfremt det skulle tilskrives en virkning forårsaget af træerne, som er udplantet i maj 1999. Koncentrationsfaldet kan mere sandsynligt hænge sammen med præparation af grunden ved udplantning i foråret 1999 eller udførelsen af boringer og dermed iltning af de dybere jordlag.
- Boring SJ5 i hotspot SØ har som udgangspunkt haft et væsentligt højere koncentrationsniveau af stort set alle de målte forureningsparametre end de øvrige boringer. Høje forureningskoncentrationer kan medføre toksiske effekter for de nedbrydende mikroorganismer, hvilket kan være et argument for at vurdere udviklingen i denne boring særskilt. For denne boring ses igennem periodens sidste del et fald i koncentrationen af toluen i det terrænnære grundvand fra ca. 400-900 µg/l til ca. 100-200 µg/l. Derudover ses et muligt fald i koncentrationen for kulbrinter fra knapt 5000 µg/l til omkring 3000-4000 µg/l, og for xylener ses et muligt fald fra omkring 300-500 til ca. 250-300 µg/l. For de øvrige forureningsparametre ses meget store udsving i boring SJ5, hvorfor der ikke kan argumenteres for entydige konklusioner (se figur).
Koncentration af xylener i terrænnært grundvand i boring SJ 2 og SJ3 (hotspot NV) i måleperioden. Figuren viser et eksempel på et kraftigt fald i koncentrationen i projektperiodens start.
Koncentrationen af naphthalen i det terrænnære grundvand i boring SJ5. Figuren viser et eksempel på de store udsving i koncentrationen, der er målt, samt på forskel i koncentrationer i boringerne SJ4, SJ5 og SJ6.
Koncentration af toluen i terrænnært grundvand for boring SJ2 og SJ3.
Overordnet over hele projektperioden ses et fald i koncentrationen af toluen i SJ2 og SJ3 (se figur) og af xylener i SJ3 for hotspot NV, samt i koncentrationerne af ethylbenzener og naphthalen i SJ2. I hotspot SØ ses et overordnet fald i koncentrationerne af benzen i SJ4 og SJ6, og af xylener og phenoler i SJ4.
Generelt er koncentrationsniveauerne målt ved sidste prøvetagning af terrænnært grundvand i december 2004 under eller omkring kvalitetskriterierne for toluen, xylener, naphthalen og PAH’er i SJ4 og SJ6, og af phenoler i SJ4. I boring SJ2 er koncentrationen af benzen og toluen omkring eller under kriteriet.
Såfremt faldet i koncentrationen af BTEX’er, naphthalen, phenoler og kulbrinter skyldes udvaskning til dybereliggende jordlag / grundvand, måtte stofferne formodes at kunne detekteres i grundvandet i det primære magasin. Der er ikke målt indhold af toluen og xylener i det primære grundvand, og kun mindre indhold af kulbrinter. Indholdet af PAH’er i det primære grundvand har i boring SJ1 bestået af naphthalen i 1999, men de PAH’er, der efterfølgende er detekteret, er anthracen, dibenz(a,h)anthracen og benz(b+j)fluoranthen. Der er desuden fundet mindre koncentrationer af dimethylphenoler i det primære grundvand.
Da det ikke har været muligt at sammenligne udviklingen i forureningskoncentrationerne med udviklingen på en identisk forurenet grund, som ikke er beplantet, vides det ikke, i hvor høj grad udviklingen skyldes tilplantning med pil og poppel.
Grundvandskemiske parametre
På vandprøverne fra det terrrænnære grundvand er der desuden målt iltindhold (feltmåling samt laboratoriebestemmelse), ledningsevne, pH, redoxpotentiale, indhold af total P, total jern, ferrojern, kalium og total N.
Ved laboratorieanalyserne på vandet har iltindholdet for alle prøver fra det terrænnære grundvand været under detektionsgrænsen på 0,2 mg/l. Derimod viser feltmålingerne generelt et indhold på 1-3 mg/l. På grund af et lille vandvolumen og den specielle konstruktion af prøvetagningsboringerne er feltmålingerne ikke udført på traditionel vis. Laboratoriemålingerne, der indikerer anaerobe forhold i det terrænnære grundvand, bør derfor tillægges størst værdi.
En anden målt parameter, der kan give indikation af udvikling i det terrænnære grundvands redoxforhold, er indholdet af opløst jern (Fe2+, ferro-jern). Opløst jern detekteres ikke i aerobe grundvandsmagasiner, idet dette vil være udfældet. For denne parameter ses generelt en faldende tendens over måleperioden efter et maksimum omkring år 2000. Der ses sideløbende et fald i indholdet af total jern. Analyseresultaterne for total jern, som inkluderer opløst jern, bekræfter konklusionen om at redoxpotentialet var stigende fra omkring år 2000.
Der ses en stigende tendens i redoxpotentialet, som dog ikke er målt de seneste år. Dette indikerer en udvikling imod mindre reducerede forhold i det terrænnære grundvand.
Ledningsevnen er målt til omkring 90-120 mS/m i hotspot NV og 80-180 i hotspot SØ. Der er store udsving, men såfremt der er tendenser, går disse i retning af faldende ledningsevne, hvilket indikerer mindre forureningskoncentrationer. Der er ligeledes store udsving i det målte pH-niveau, som ligger mellem 6,5 og 8. Dog er der en tendens til stigende pH, hvilket er tegn på mere biologisk aktivitet.
De iltfattige forhold i det terrænnære grundvand skyldes med høj sandsynlighed en høj biologisk aktivitet i jordlagene. Tilsammen kan tendenserne med et faldende indhold af opløst jern og stigende redoxpotentiale i det terrænnære grundvand indikere, at der er en udvikling imod mindre reducerede forhold i det terrænnære grundvand, hvilket som hovedregel betyder forbedrede vilkår for mikrobiel nedbrydning af organiske forureningsparametre. Ligeledes peger tendensen med faldende ledningsevne og stigende pH imod faldende forureningsniveau og øget biologisk aktivitet.
Der må forventes også at være stor biologisk aktivitet på en ubeplantet grund. En eventuel udvikling imod mindre reducerede forhold ville dog kunne tilskrives en effekt af beplantningens rodnet.
3.4 Vandbalance og klimaobservationer
Moniteringsbrøndene er ikke indrettet, så disse kan pejles. Prøveudtagning er foregået ved tømning (renpumpning) af brøndene ca. 1 uge før prøveudtagning. Vandvolumenet ved prøveudtagning er ved de fleste udtagninger registreret. I bilag E ses en oversigt over vandvolumen ved forpumpning og prøvetagning af SJ2-SJ6. Der ses ved disse registreringer ikke store udsving i vandmængden, og ikke nogen klare mønstre. Desuden fremgår pejleresultater af primært grundvand af tabel 2 i bilag B.
Der er indsamlet data fra DMI for registrerede nedbørsmængder (månedsmiddel) for Frederiksborg, København og Roskilde Amter. Disse tal er vist i vedlagt graf i bilag E, hvoraf også DMI’s opgivne landstal for perioden 1961-90 fremgår, til brug for sammenligning med gennemsnitlige årsudsving. Det er muligt, at forhøjede koncentrationer af forureningsparametre kan have sammenhæng med tørre perioder forud for prøvetagningen, idet der i så fald kan være sket en opkoncentrering af forureningskomponenterne i jordvæsken. Omvendt kan store nedbørsmængder øge udvaskning af forureningskomponenter fra jordmatricen.
Version 1.0 April 2009, © Miljøstyrelsen.