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

Håndtering af lettere forurenet jord - Fase 1

6. Beregning af grænseværdier

• 6.1 Fastsættelse af maksimal koncentration i udslip fra deponeringsanlæg
• 6.2 Beregning af grænseværdier svarende til L/S = 2 l/kg

De ovenfor beskrevne beregninger af udslip fra deponeringsanlæg og transport gennem umættet og mættet zone gennemføres for alle de stoffer, for hvilke der skal beregnes grænseværdier. Nedenfor er beskrevet, hvorledes de udregnede værdier anvendes til fast-sættelse af grænseværdier for stofudvaskning ved udvaskningstests.

6.1 Fastsættelse af maksimal koncentration i udslip fra deponeringsanlæg

Ud fra gennembrudskurverne i POC findes en maksimalkoncentration C_max,POC. Forholdet mellem den maksimale koncentration i perkolatet og denne koncentration udtrykker attenueringen som følge af transporten gennem umættet og mættet zone:

(6.1)

hvor

Ud fra attenueringsfaktoren, f_a, og den maksimalt tilladte koncentration i POC (grundvandskvalitetskriteriet) kan den maksimalt tilladelige koncentration i udslippet fra deponeringsanlægget beregnes. Da beregningerne er udført med baggrundskoncentrationer lig 0 i den mættede zone, korrigeres der for den reelle baggrundskoncentration i grundvandet, og beregningen af den maksimalt tilladelige koncentration, C₀,_max, foretages ved:

(6.2)

hvor

6.2 Beregning af grænseværdier svarende til L/S = 2 l/kg

Ved integration af ligning 3.1 fås et udtryk for den stofmængde E (i mg/kg), som er blevet udvasket i løbet af det tidsrum, som det tager for L/S at øges fra 0 til en given værdi, svarende til en given værdi af C:

Ud fra beregningen af C_0,max,depo givet ved (6.2) kan den maksimale udvaskning fra en batch-test ved L/S = 2 l/kg udregnes ved omskrivning af (6.3):

(6.4)

hvor

Nedenfor illustreres fremgangsmåden for bestemmelse af grænseværdier ved gennem-regning af et tænkt eksempel. For det pågældende eksempel er der anvendt en perkolatopsamlingsperiode på 70 år.

Eksempel: Beregning af grænseværdi for Cd i farligt affald

Dette eksempel tjener alene som beskrivelse af den praktiske brug af det opstillede model-apparat. De anvendte parameterværdier er således ikke i alle tilfælde de samme som opgivet i de foregående afsnit.

For Cd gælder følgende parameterværdier (tabel 3.7 og 3.10):

Kildestyrke:

Ud fra oplysninger omkring deponeringsanlæggets højde, infiltrationen og tørrumvægten af affaldet i deponeringsscenariet for farligt affald kan udviklingen i L/S i deponeringsanlægget med tiden beregnes. I beregningerne antages al affaldet at være deponeret fra begyndelses-tidspunktet (t=0), infiltrationen ind i deponeringsanlægget sættes konstant lig med 350 mm/år, og tørrumvægten regnes konstant. Dermed kan udviklingen i L/S med tiden beregnes ved:

(E1)

Ud fra den anvendte κ-værdi og en arbitrær C₀- værdi på 1 kan koncentrationen i perkolatet efterfølgende beregnes som funktion af L/S og dermed tiden ud fra (3.1):

(E2)

Figur E1 Koncentrationen i perkolatet (C) som funktion af hhv. tiden og L/S for Cd.

Med de givne parameterværdier kommer kurven for koncentrationen i perkolatet som funktion af hhv. L/S og t til at se ud som i figur E1.

Umættet zone (lermembran):

Kurven for koncentrationen i perkolatet som funktion af tiden (figur E1) benyttes sammen med infiltrationen som funktion af tiden (mm/år) givet i tabel 3.3 som input til beregningerne for strømningen gennem lermembranen. Infiltrationen fra deponeringsanlægget til membranen er:

I figur E2 er vist den beregnede grundvands-/perkolatdannelse under deponeringsanlægget som funktion af tiden beregnet ved hjælp af modellen for lermembranen. Denne grundvands-dannelse anvendes som input til beregningerne for den mættede zone i alle beregnings-celler, som ligger under deponeringsanlægget. I perioden efterfølgende den afbildede er strømningen gennem lermembranen stationær, og denne stationære strømning kan således benyttes i transportsimuleringerne for den efterfølgende periode.

Figur E2 Grundvandsdannelse under deponeringsanlægget som funktion af tiden. I tiden efter det afbildede opretholdes en grundvandsdannelse på 350 mm/år.

På baggrund af flowberegningen foretages beregningen af transporten gennem den 5 m tykke lermembran under deponeringsanlægget. I lermembranen regnes transporten af det givne stof med ligevægtssorption i henhold til (4.1), men uden dispersion, det vil sige, at transporten gennem lermembranen primært vil medføre en forsinkelse af stoftransporten mod den mættede zone. I de første 70 år af simuleringen, hvor infiltrationen til den umættede zone under deponeringsanlægget er 3,5 mm/år vil transporttiden gennem lermembranen være over 500 år. Efter 70 års simulering stiger infiltrationen til 350 mm/år, og flow-hastigheden gennem den umættede zone stiger umiddelbart til den samme værdi (den umættede zone bliver mættet). Transporttiden for et ikke sorberende stof gennem membranen er nu ca. 5 år. For Cd, som har en Kd-værdi på 20 l/kg og dermed en retardationsfaktor på ca. 90 vil transporttiden gennem membranen ca. være 450 år under den høje infiltrationsrate.

På grund af det initielt meget lave input af vand til den umættede zone bliver stoffet i de første 70 år af simuleringen fortyndet relativt kraftigt i den umættede zone (opblandet i det oprindelige vand i umættet zone). Når infiltrationen stiger til 350 mm/år, sker der stort set ingen fortynding i den umættede zone. For stoffer hvor kildestyrken aftager hurtigt med tiden (høje κ-værdier), vil dette betyde et relativt stort fald i den maksimalt observerede koncentration allerede efter udløbet fra den umættede zone. For stoffer, hvor kildestyrken opretholdes i en længere periode, vil attenueringen i den umættede zone være mere beskeden. I figur E3 er vist den beregnede outputkurve for Cd-koncentrationen i det vand, som infiltrerer fra lermembranen til den mættede zone under deponeringsanlægget. Som det ses, opnås en reduktion af maksimumkoncentrationen fra 1 ved indløbet til den umættede zone til ca. 0,12 ved udløbet fra den umættede zone. Det ses samtidig, at den maksimale koncentration opnås omkring år 2550 svarende til transporttiden på ca. 450 år efter år 2074.

Figur E3 Koncentrationen af Cd i det vand, som infiltrerer fra lermembranen til den mættede zone.

Mættet zone:

På baggrund af beregningerne for lermembranen og de øvrige inputparametre for beregningerne i den mættede zone listet i tabel 5.1 foretages flow- og transportberegningen i den mættede zone.

Flowberegningerne baseres på de givne randbetingelser beskrevet i tabel 5.1 og på den beregnede grundvandsdannelse under deponeringsanlægget (figur E2). I resten af området regnes med en konstant grundvandsdannelse på 350 mm/år. Flowberegningerne for den mættede zone køres fra år 2004 og frem, til der er nået en stationær strømning efter år 2074. Denne stationære løsning kan efterfølgende bruges i transportberegninger for perioden efter år 2074.

Figur E4 Beregnet gennembrudskurve for Cd i POC1.

På baggrund af den beregnede flowløsning foretages der en transportberegning for den mættede zone. I transportberegningen er koncentrationen i det infiltrerende vand under deponeringsanlægget givet ved figur E3, mens koncentrationen i det infiltrerende vand uden for deponeringsanlægget antages at være lig 0. I transportberegningen antages baggrunds-koncentrationen af det givne stof ligeledes at være lig 0. I transportberegningerne i den mættede zone regnes med ligevægtssorption af stoffet og med dispersion af fanen med dispersiviteter givet i tabel 5.1. Resultatet fra transportberegningerne vil være en gennem-brudskurve i POC1 og POC2 (det vil sige 30 m hhv. 100 m nedstrøms for den nedre afgrænsning af deponeringsanlægget). Koncentrationen i POC’erne vil variere med dybden, og gennembrudskurven udtages over den ene meter af akviferen, hvor de højeste koncentrationer opnås. I figur E4 er den beregnede gennembrudskurve for POC1 optegnet for gennemsnittet af Cd-koncentrationen i beregningslag 4 og 5, hvor de højeste koncentra-tioner opnås i POC1. Som det ses, opnås en maksimal koncentration på 0,067 i POC1.

Attenueringsberegning:

Den maksimale koncentration i perkolatet i deponeringsanlægget (C₀) på 1 er altså blevet til en maksimal koncentration på 0,067 i POC. Dermed kan attenueringsfaktoren, f_a, beregnes ved:

(E3)

Da den maksimale koncentration, som kan tillades opnået i POC, er grundvandskriteriet, bliver den maksimalt tilladte C₀ tilsvarende '1/f_a x grundvandskriteriet'. Dog er det i beregningen af attenueringen antaget, at baggrundskoncentrationen er lig 0. Dette er ikke tilfældet i virkeligheden, og derfor beregnes den maksimalt tilladte C₀ ud fra (6.2), som i det givne tilfælde bliver:

Klik her for at se Formlen

Beregning af grænseværdier for udvaskningstest:

Da den maksimalt tilladte C₀ nu er kendt fra beregningerne, og κ er kendt fra tabel 3.7, kan den maksimalt tilladte udvaskning ved en given L/S-værdi beregnes ud fra (6.3). Dette kan gøres ved at indsætte det ønskede L/S-forhold i formlen. Som eksempel beregnes her den maksimalt tilladte udvaskning ved L/S = 2 l/kg for Cd:

Klik her for at se Formlen

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

Version 1.0 Maj 2009, © Miljøstyrelsen.