6 Faststofgrænseværdier for kategori 2-jord ved brug af membran

Håndtering af lettere forurenet jord - Konsekvensvurdering

6.1 Effekt af anvendelse af bundmembran

Etablering af en bundmembran i forbindelse med genanvendelse af kategori 2-jord vil betyde, at perkolatet vil blive opsamlet og bortledt i den periode, hvor membranen fungerer. Når membranen holder op med at fungere, og perkolatet derefter vil sive ned til grundvandet, vil udvaskningen af forureningsstoffer fra jorden have stået på i et stykke tid. For nogle parametre betyder det, at kildestyrken er væsentligt reduceret, fordi udvaskningen af disse stoffer primært sker i begyndelsen af perioden, mens kildestyrken for andre stoffer stort set vil være uændret, fordi udvaskningen som funktion af tiden ikke ændrer sig væsentligt.

For at kunne fastsætte grænseværdier for kategori 2-jord, der opfylder kravet om, at porevandskoncentrationen kan overholde grundvandskvalitetskriterierne ved ophør af membranens funktionsdygtighed, er det nødvendigt for hver enkelt parameter at estimere reduktionen i kildestyrken, som skyldes anvendelse af membran.

Til beregning heraf anvendes en model til beskrivelse af en tidsvarierende kildestyrke, som DHI i andre sammenhænge har anvendt, f.eks. til beregning af deponerings- og genanvendelsesscenarier (DHI 2007, DHI og Miljøstyrelsen 2006). Kildestyrken er beskrevet ved:

hvor

C er koncentrationen af det aktuelle stof i perkolatet som funktion af L/S (mg/l)

C₀ er startkoncentrationen (den højeste, indledende koncentration) af stoffet i perkolatet (mg/l)

L/S er det akkumulerede væske-/faststofforhold (l/kg), der svarer til koncentrationen C

κ er en førsteordens konstant, der beskriver den hastighed, hvormed koncentrationen af et givet stof aftager som funktion af L/S (kg/l)

For hvert af de otte scenarier, som er defineret i afsnit 1.3.2, tabel 1.1, er porevandskoncentrationen for et givet stof beregnet for det tidspunkt, hvor membranen ophører med at fungere. Resultaterne af beregningerne er opgivet som en procentdel af den porevandskoncentration, der kunne forventes på starttidspunktet. Resultaterne er vist i tabel 6.1. Til beregning af reduktionen i kildestyrken har det været nødvendigt for kulbrinterne at anvende modelstoffer, idet beregningerne ikke kan gennemføres for en samleparameter. Af hensyn til forsigtighedsprincippet er det valgt at anvende en parameter, som giver en konservativ vurdering. Valg og anvendelse af modelparametre i scenarieberegninger er diskuteret i DHI (2007).

Tabel 6.1 Perkolatkoncentrationen ved ophør af perkolatopsamlingen for de otte skitserede scenarier, angivet i procent af perkolatkoncentrationen på starttidspunktet.

Scenarium:		1	2	3	4	5	6	7	8
Bundmembranens levetid (år)		60				100
Højde (m)		5		10		5		10
Nettonedbør (mm/år)		200	350	200	350	200	350	200	350
L/S-værdi opnået i løbet af perioden (l/kg)		1,6	2,8	0,80	1,4	2,7	4,7	1,3	2,3
Parameter	Repræsentativ parameter	%	%	%	%	%	%	%	%
As	As	95	92	98	96	92	87	96	93
Ba	Ba	79	66	89	81	67	50	82	70
Cd	Cd	45	25	67	50	26	9,7	51	31
Cr(total)	Cr(total)	75	60	87	78	61	43	79	66
Cu	Cu	64	46	80	68	47	27	69	52
Hg	Hg	92	87	96	93	88	79	94	89
Mo	Mo	57	38	76	61	39	20	63	44
Ni	Ni	63	44	79	67	46	26	68	51
Pb	Pb	65	47	81	69	49	28	70	53
Sb	Sb	84	74	92	86	75	60	86	77
Se	Se	54	35	74	59	36	17	60	41
Zn	Zn	64	46	80	68	48	27	69	52
sum PAH'er	Fluoranthen	99,9	99,8	99,9	99,9	99,8	99,6	99,9	99,8
Naphthalen	Naphthalen	89	82	94	90	82	71	91	84
Benz(a)pyren	Fluoranthen	99,9	99,8	99,9	99,9	99,8	99,6	99,9	99,8
Dibenz(a,h)anthracen	Fluoranthen	99,9	99,8	99,9	99,9	99,8	99,6	99,9	99,8
Kulbrinter
C₆-C₁₀	Toluen	58	39	76	62	40	20	64	45
C₁₀-C₁₅	Dekan	100	100	100	100	100	100	100	100
C₁₅-C₂₀	Pentadekan	100	100	100	100	100	100	100	100
C₂₀-C₄₀	Pentadekan	100	100	100	100	100	100	100	100

Porevandskoncentrationen kan på baggrund af resultaterne i tabel 6.1 for hvert scenarium og hver enkelt parameter estimeres for det tidspunkt, hvor membranen holder op med at fungere.

På baggrund af de indsamlede data (resultater for udvaskning og faststofindhold) estimeres porevandskoncentrationen for de enkelte jordprøver for det tidspunkt, hvor membranen ophører med at fungere, og disse danner grundlag for at vurdere om Miljøstyrelsens forslag til grænseværdier for kategori 2-jord udgør en tilstrækkelig beskyttelse af grundvandet.

6.2 Kategori 2-grænseværdier ved størst reduktion af kildestyrke

For at få et indtryk af, om kildestyrken ved anvendelse af bundmembran kan reduceres tilstrækkeligt til, at porevandskoncentrationen kan antages at overholde grundvandskvalitetskriterierne, betragtes først det scenarium, hvor der opnås den største reduktion i kildestyrken.

Den største reduktion i udvaskningen opnås for scenarium 6 (se tabel 6.1):

Membranens levetid på 100 år
Gennemsnitlig nettonedbør på 350 mm/år
Anlægshøjde på 5 m

Hvis porevandskoncentrationen kan overholde grundvandskvalitetskriteriet (jf. model 2) for dette scenarium, betyder det, at der ved ophør af membranens levetid er opnået tilstrækkelig reduktion i udvaskningen til at beskytte grundvandet. Viser vurderingen, at grundvandskvalitetskriterierne ikke er overholdt, vil det heller ikke være muligt for de øvrige scenarier, hvor reduktionen i udvaskningen er lavere.

Tabel 6.2 indeholder resultaterne af vurderingen. Som det kan ses af tabel 6.2, er kravene til, hvornår grundvandskvalitetskriterierne er overholdt (jf. model 2), opfyldt for størstedelen af parametrene, dog ikke for Pb, Sb, naphthalen samt kulbrintefraktionerne C₁₀-C₁₅, C₁₅-C₂₀,C₂₀-C_40. For disse parametre vil det være nødvendigt at foreslå en grænseværdi, som er lavere end den Miljøstyrelsen har foreslået, uanset hvilket scenarium der lægges til grund for vurderingen.

6.3 Kategori 2-grænseværdier ved mindste reduktion af kildestyrke

For de parametrene, der overholder grundvandskvalitetskriterierne er vurderingen foretaget under de optimale udvaskningsforhold, som gav den største reduktion i kildestyrken. Det vurderes nu, om disse parametre også vil kunne overholde kravene under mindre optimale betingelser. Til det formål anvendes det scenarium, som giver den mindste reduktion i udvaskningen (scenarium 3):

Membranens levetid på 60 år
Gennemsnitlig nettonedbør på 200 mm/år
Anlægshøjde på 10 m

Stofbelastningen ved ophør af membranens funktionsdygtighed er beregnet på samme måde som for scenarie 6. Figur 6.1 til 6.3 viser for de enkelte jordprøver den forventede porevandskoncentration efter 60 år. Figurerne angiver ligeledes med vandrette streger grundvandskvalitetskriteriet samt 10 gange grundvandskvalitetskriteriet.

Resultaterne af vurderingen fremgår af tabel 6.3. Det ses, at størstedelen af parametrene kan opfylde kravene for overholdelse af grundvandskvalitetskriterierne (jvf. model 2). Dog har det mere restriktive scenarium yderligere medført, at det vil være nødvendigt at sænke grænseværdien også for Mo for at overholde grundvandskvalitetskriteriet.

For As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Se, Zn samt sum af PAH, benz(a)pyren og dibenz(a,h)anthracen er kravene i model 2 opfyldt. Det vil sige, at for disse parametre opfylder Miljøstyrelsens forslag til grænseværdier for kategori 2-jord kravene til, at porevandskoncentrationen skal overholde grundvandskvalitetskritererne, når membranen ophører med at fungere (jf. model 2). For de øvrige stoffer er det nødvendigt at foreslå en grænseværdi, som er lavere end den, Miljøstyrelsen har foreslået.

Tabel 6.2 Scenarie 6: Stofbelastning efter 100 år (5 m højde, 350 mm/år nedbør). Vurdering af porevandskoncentrationens overholdelse af GVK og 10 gange GVK (det skal bemærkes, at der til fastsættelse af grænseværdi for uorganiske parametre kun anvendes datasæt, hvor pH i eluat ligger på 6<pH<9).

Klik her for at se Tabel 6.2

Tabel 6.3 Scenarie 3: Stofbelastning efter 60 år (10 m højde, 200 mm/år nedbør). Vurdering af porevandskoncentrationens overholdelse af GVK og 10*GVK (det skal bemærkes, at der til fastsættelse af grænseværdi for uorganiske parametre kun anvendes datasæt, hvor pH i eluat ligger på 6<pH<9).

Klik her for at se Tabel 6.3

Figur 6.1 Faststofindhold vs. estimeret porevandskoncentration efter 60 år, 10 m anlægshøjde og 200 mm/år nettonedbør. De vandrette linjer svarer til hhv. GVK og 10 x GVK. De lodrette linjer angiver hhv. jordkvalitetskriteriet og forslag til faststofgrænseværdi for kategori 2-jord.

Figur 6.2 Estimeret porevandskoncentration vs. faststofindhold efter 60 år, 10 m anlægshøjde og 200 mm/år nettonedbør. Faststofindhold De vandrette linjer svarer til hhv. GVK og 10 gange GVK. De lodrette linjer angiver hhv. jordkvalitetskriteriet og forslag til faststofgrænseværdi for kategori 2-jord.

Figur 6.3 Estimeret porevandskoncentration vs. faststofindhold efter 60 år, 10 m anlægshøjde og 200 mm/år nettonedbør. De vandrette linjer svarer til hhv. GVK og 10 gange GVK (med undtagelse af dibenz(a,h)anthracen, hvor den analytiske detektionsgrænse er anvendt). De lodrette linjer angiver hhv. jordkvalitetskriteriet og forslag til faststofgrænseværdi for kategori 2-jord.

Klik her for at se figur 6.1, 6.2, og 6.3

6.4 Faststofgrænseværdier for kategori 2-jord udlagt på membran

For at følge forsigtighedsprincippet opstilles forslaget til grænseværdier for kategori 2-jord (anbragt på membran) på baggrund af de resultater, som er opnået under de betingelser, der gav den mindste reduktion i kildestyrken (dvs. scenarium 3). Dette vil svare til den situation, hvor udvaskningen er mindst fremskredet i løbet af membranens levetid.

Figurerne 6.1 til 6.3 viser for scenarie 3 efter 60 år de estimerede porevandskoncentrationer som funktion af faststofindholdet for en række uorganiske og organiske (PAH og kulbrinter) stoffer for det til rådighed værende datamateriale. De vandrette linjer i figurerne angiver henholdsvis grundvandskvalitetskriterierne og 10 gange grundvandskvalitetskriterierne. De lodrette linjer angiver henholdsvis jordkvalitetskriterierne og de i dette afsnit fremsatte forslag til kriterier for faststofindhold i jord til anvendelse med underliggende membran.

Forslag til grænseværdier for faststofindhold af kategori 2-jord med membran fremgår af tabel 6.4. Som det ses, er det for de fleste parametre muligt at fastsætte en grænseværdi, som opfylder kravene om, at mere end 75% af prøverne overholder grundvandskvalitetskriteriet, og 95% overholder 10 gange grundvandskvalitetskriteriet. Dog skal det bemærkes, at det er valgt at basere vurderingen på alle jordprøver med et faststofindhold mindre end den foreslåede grænseværdi for kategori 2-jord. Det betyder, at jord, der i princippet skulle klassificeres som kategori 1-jord, også indgår i vurderingen af fastsættelsen af kategori 2-grænseværdier (se figur 6.4).

Figur 6.4. Datagrundlag for at fastsætte grænseværdi for kategori 2-jord for cadmium (Cd). I vurderingen indgår både jordprøver indeholdt i kategori 1 og kategori 2.

Figur 6.4. Datagrundlag for at fastsætte grænseværdi for kategori 2-jord for cadmium (Cd). I vurderingen indgår både jordprøver indeholdt i kategori 1 og kategori 2.

Det kan diskuteres, hvorvidt dette er den korrekte måde at fastsætte grænseværdier for kategori 2-jord. Betragtes udelukkende de jordprøver, der falder i cirklen med kategori 2-jord, fremgår det, at den forventede cadmiumkoncentration i porevandet for disse prøver i de fleste tilfælde faktisk overskrider grundvandskvalitetskriteriet for cadmium, og dermed kan kravene i model 2 ikke siges at være opfyldt.

Når jord klassificeres, sker det ud fra en samlet vurdering af alle parametre, og hvis en parameter overskrider kategori 1-grænseværdien (f.eks. benz(a)pyren), men alle parametre overholder kategori 2-grænseværdierne, vil jorden blive klassificeret som kategori 2-jord. Fordi karakteriseringen ikke sker på baggrund af enkelte parametre, vil der forekomme kategori 2-jord, som har et Cd-indhold svarende til kategori 1-jord. Det er derfor valgt at basere fastsættelsen af kategori 2-grænseværdier på alle jordprøver med et indhold mindre end grænseværdien.

For naphthalen vil det være nødvendigt at sætte grænseværdien for kategori 2-jord til 1,5 mg/kg TS for at kunne opfylde kravene.

For kulbrinte-fraktionerne C₁₀-C_15, C₁₅-C₂₀ og C₂₀-C₄₀ er gevinsten ved at udlægge jorden på membran lig nul, idet koncentrationen af kulbrinter i de nævnte fraktioner ikke reduceres i den periode, hvor membranen er funktionel. Princippet for at fastsætte grænseværdier vil i dette tilfælde være nøjagtig det samme som for kategori 1-jord, og derfor bliver grænseværdierne for de nævnte kulbrintefraktioner lig de grænseværdier, der er opstillet for kategori 1-jord.

For den letteste kulbrintefraktion C₆– C₁₀ vil porevandskoncentrationen reduceres med mellem 24 og 80% afhængig af, hvilket scenarium der betragtes. Det kan derfor retfærdiggøres, at der for denne fraktion opstilles en grænseværdi, som er højere end grænseværdien for de øvrige kulbrintefraktioner. Der kan på baggrund af scenarium 3 foreslås en grænseværdi på 25 mg/kg TS.

For stofferne Mo, Pb og Sb er det ikke muligt at fastsætte en grænseværdi for faststofindholdet, hvor det kan sandsynliggøres, at porevandskoncentrationen vil opfylde kravene til overholdelse af grundvandskvalitetskriterierne. Membranens effekt på reduktion i stofkoncentration er ikke tilstrækkelig høj til, at grundvandskvalitetskriterierne kan overholdes, hvilket fremgår af figur 6.2 for Mo, Pb og Sb.

Tabel 6.4 Forslag til grænseværdi for kategori 2- jord på membran (scenarie 3: miljøbelastning efter 60 år, 10 m anlægshøjde, 200 mm/år nedbør) jf. kravene i model 2.

Parameter	GVK	Forslag kategori 2	Andel prøver mindre end GVK	Andel prøver mindre end 10 gange GVK
	mg/l	mg/kg	%	%
As	0,008	20	80	100
Ba	0,7	500	100	100
Cd	0,0005	5	79	98
Cr	0,025	1.000	87	100
Cu	0,1	1.000	85	100
Hg	0,0001	3	83	100
Mo	0,02	Ikke muligt at opfylde kravene i model 2
Ni	0,01	30	84	99
Pb	0,001	Ikke muligt at opfylde kravene i model 2
Sb	0,002	Ikke muligt at opfylde kravene i model 2
Se	0,01	2	97	100
Zn	0,1	1.000	78	96
Sum PAH	0,0002	40	76	98
Naphthalen	0,001	1,5	83	96
Benz(a)pyren	0,00001	3	83	98
Dibenz(a,h)anthracen	0,00001	3	91	98
Kulbrinter
C₆-C₁₀	0,009	25	93	95
C₁₀-C₁₅	0,009	<10	77	100
C₁₅-C₂₀	0,009	<10	77	100
C₂₀-C₄₀	0,009	130	75	100

6.5 Overvejelse og vurdering vedrørende infiltration

For at sikre, at der opnås den infiltration og gennemstrømning, som er forudsat i beregningerne, kan følgende forhold fremhæves for genanvendelsesprojekterne:

Der må ikke etableres fast/tæt belægning på overfladen
For støjvolde, hvor en stor del af arealet har stor hældning, bør der sikres en særlig stor infiltration på toppen. Dette kan f.eks. gøres ved at mindske fordampningen ved at etablere et lag sten på toppen, således at nedbør straks infiltreres