Pilotprojekt med stimuleret in situ reduktiv deklorering - Hovedrapport
2 Lokaliteten
- 2.1 Beskrivelse af lokaliteten
- 2.2 Geologi og hydrogeologi
- 2.3 Forureningsforhold
- 2.4 Redoxforhold
- 2.5 Mikrobiologisk karakterisering
2.1 Beskrivelse af lokaliteten
Rugårdsvej 234-238-238 har tidligere været anvendt til maskinfabrik:
- fra 1951 til 1979: H. E. Christiansens Maskinfabrik A/S
- 1979 - 1989: Maskinfabrikken Hymo A/S (smede- og maskinværksted)
Fra 1989 er bygningerne udlejet til forskellige lejere (håndværkere mv.)
Der har været anvendt TCE på virksomheden siden midt i 1950’erne. Da produktionen var størst, var TCE-forbruget på ca. 900 kg/måned svarende til ca. 10 tons om året. På virksomhederne har der også været anvendt olieprodukter til smøring og opvarmning.
Der er sket forurening med skæreolie og TCE flere steder på lokaliteten. Den største forurening er sket på Rugårdsvej 234-238. Drejespåner med olieforurening og TCE-holdigt slam fra affedtningsanlæggene er her udlagt på ubefæstet udendørs areal.
Undersøgelser frem til 2003 viser en kraftig jord- og grundvandsforurening ned til ca. 15 m's dybde, primært med nedbrydningskomponenterne cis-DCE og i mindre grad vinylklorid (Fyns Amt, 2003).
Der er tidligere gennemført oprensningstiltag på lokaliteten:
- i 1973 blev der gennemført en frivillig, delvis oprensning af olieprodukter på ejendommen. Oprensningen blev gennemført, fordi naboerne havde klaget over olie. Der foreligger ikke oplysninger om, hvor store mængder olieforurenet jord, der blev fjernet
- i 1991 blev der gennemført en frivillig oprensning af en del af olieforureningen af den nuværende ejer. Der blev bortkørt ca. 400 m³ forurenet jord til Stige Ø Losseplads
- i 1994 gennemførte Fyns Amt en oprensning på ejendommen Rugårdsvej 234-238, og på naboarealer mod sydøst, se figur 2.1. Der blev bortgravet ca. 4.500 tons olie- og TCE-forurenet jord. I kildeområdet blev der oprenset TCE forurening ned til ca. 8 m's dybde (se figur 2.1). Ved oprensningen blev der dog efterladt en betydelig restforurening i både jord og grundvand. Restforureningens størrelse er i Fyns Amt (2003) skønnet til ca. 100 kg klorerede opløsningsmidler.
Figur 2.1. Oversigtskort med tidligere oprensningsområde. Der gøres opmærksom på, at der på denne og efterfølgende situationsplaner ikke er angivet korrekt målforhold.
2.2 Geologi og hydrogeologi
2.2.1 Geologi
Ejendommen ligger i kote 12-14 m/DVR 90. Terrænet hælder svagt mod syd ned mod et tidligere vandløb umiddelbart syd for ejendommen. Vandløbet, der blev rørlagt i 1952-53, kloakerer nu ejendommene i området ved lokaliteten.
Regional geologi
Landskabsmæssigt ligger ejendommen på en moræneflade mellem flere tunneldale. Tunneldalene hører til Langesø Tunneldalsystem, der består af fire vest/nordvest til øst/sydøst orienterede dalstrøg. Dalene med bl.a. Stavids Å og Ryds Å er nederoderet i den sydlige del af en stor nordfynsk moræneflade kaldet Sletten. Den regionale geologi viser ca. 25-30 m moræneler, der overlejrer 5-15 m smeltevandssand. Laget af smeltevandssand er delvist indlejret i moræneaflejringerne. Laget af smeltevandssand har en meget stor horisontal udstrækning (flere km²) og udgør det primære magasin i området, bl.a. for Tarup Vandværk 400 m nord for ejendommen. Den kvartære lagserie går ned til ca. kote - 40 m/DVR 90.
Lokal geologi
Lokalt på Rugårdsvej 234-238 er der fundet 1-2 m fyld (i det tidligere oprensningsområde dog op til 8 m). Lagfølgen under fyldlaget vurderes at være moræneler ned til ca. 30-35 m's dybde med indlejring af smeltevandsaflejringer af sand, silt og ler. Der er generelt fundet sandslirer i moræneleren helt ned til det primære magasin, som nord for Rugårdsvej er truffet i 33 m's dybde i boring B405. Den typiske lagfølge på Rugårdsvej 232-234 er vist i tabel 2.1. Der er optegnet et geologisk profil for lag 1-4 sydvest-nordøst -se figur 2.3, samt 3 snit nordvest-sydøst - se bilag 1. Oversigtskort med boringer fremgår af figur 2.2 samt af bilag 1.
Tabel 2.1 Typisk Geologisk lagfølge på Rugårdgsvej 232-234
| Lag | Beskrivelse | Dybde-niveau (m .u.t.) |
Lagtyk-kelse (m) |
| 1 | Fyld | 0-4 m u.t. | 2-4 |
| 2 | Moræneler med vekslende indslag af smeltevandsand. I den øvre del er moræneleren sandet med tynde sandlag og sandstriber (øvre sekundære magasin ØS). Mod nord (Rugårdsvej 232) findes et egentligt sandlag med tykkelse på op til 4 m. Den nedre del af moræneleren er typisk meget hård og tør (uden sandstriber) | 2-8 m u.t. | 4-8 m |
| 3 | Smeltevandssilt eller –ler | 7-10 m u.t. | 1-4 m |
| 4 | Smeltevandssand, fint-mellemkornet (mellemste sekundære magasin, MS) | 10-15 m u.t. | ½ - 1 m |
| 5 | Smeltevandssand, fint-mellemkornet (nedre sekundære magasin, NS) | 16-20 m u.t. | ½ - 1 m |
| 6 | Moræneler ned til ca. 30-35 m u.t. med vekslende indslag af smeltevandssand | 10-35 m u.t. | ca. 20 m |
| 7 | Smeltevandssand (primære magasin) | 30-40 m u.t. | 5-15 m |
Figur 2.2 Oversigtskort med placering af boringer samt profillinie for geologisk tværsnit (figur 2.3).
2.2.2 Hydrogeologi
Det primære magasin i området udgøres af smeltevandssand fra ca. kote -17 m/DVR 90 til ca. -25 m/DVR 90. Magasinet er spændt, og potentialet er ved Rugårdsvej 234-238 (boring B405) i kote ca. +9 m/DVR 90. Strømningsretningen er i nordøstlig retning, styret dels af grundvandsindvindingen ved Tarup Vandværk, dels recipienten, Stavis Å/Odense Fjord.
Ved de gennemførte undersøgelser er der fundet 3 sekundære grundvands-magasiner, som beskrives nedenfor.
Øvre sekundært magasin
Fra ca. 3 - 6,5 m u.t. er der konstateret et øvre sekundært magasin. På Rugårdsvej 234-238 består magasinet typisk af tynde vandførende sandstriber i moræneleren. Mod nordøst på Rugårdsvej 232 udgøres magasinet af et egentligt sandlag med tykkelse på op til 4 m. Magasinet er spændt med potentiale ca. 1-3 m u.t. svarende til ca. kote 10,5 - 12,5 m/DVR 90. Strømningsretningen er på baggrund af pejlinger vurderet til at være i syd-sydøstlig retning. Der er en nedadrettet gradient mod dybereliggende magasiner.
Mellemste sekundære magasin
Fra ca. 10-14 m u.t. er der konstateret et udbredt sekundært magasin bestående af sand (fin-grov) og grus. På Rugårdsvej 234-238 er magasinet overvejende sandet og varierer fra stedvis kun at bestå af tynde sandlinser i moræneleren til et ca. 1 m tykt sandlag. Mod nordøst på Rugårdsvej 232 er magasinet tyndere (ca. 0,5 m tykt) men mere grovkornet (sand, grus og sten). Magasinet er spændt med potentiale ca. 3 - 4 m u.t. svarende til kote ca.10 m/DVR 90 på Rugårdsvej 234-238. I nedstrøms retning falder potentialet ned til kote 7 m/DVR 90 ved Rugårdsvej/Roers Alle (150-200m fra kildeområdet). Gradienten på grundvandsspejlet er ca. 10-15 promille ved kildeområdet. På Rugårdsvej 232, hvor magasinet er mere grovkornet, er gradienten mindre (ca. 1-5 promille). På grundlag af pumpeforsøg ved M3 og AV1 er transmissiviteten her vurderet at være i størrelsesordenen 7 x 10-5 m²/s (Jørgensen et al., 2006). Transmissiviteten i kildeområdet vurderes at være i størrelsesordenen en faktor 10 lavere. Strømningsretningen er nordøstlig ved Rugårdsvej 234-238. På Rugårdsvej 232 er strømningsretningen mere østlig, jf. potentialekort i figur 2.4. I kildeområdet på Rugårdsvej 234 er der en nedadrettet gradient mod det primære magasin. Det skal bemærkes, at det er det mellemste sekundære magasin, som indgår i pilotforsøget i denne rapport.
Nedre sekundære magasin
Der er fundet et dybereliggende sandlag omkring 16-20 m's dybde med en tykkelse på ca. 1 m. Magasinet står i god hydraulisk kontakt med det mellemste sekundære magasin. Strømningsretningen er den samme som for det mellemste sekundære magasin. Magasinet indgår ikke i pilotforsøget og omtales ikke yderligere i denne rapport.
Figur 2.3 Tolket geologisk tværsnit (nord-syd) gennem den centrale del af forureningsfanen. Indsatsområde for sandprojektet (pilotprojekt) og lerprojektet er indtegnet.
Figur 2.4 Potentialekort for mellemste sekundære magasin, uge 42, 2005 (før igangsætning af oppumpning)
2.3 Forureningsforhold
De følgende afsnit med "Forureningsforhold", "Redoxforhold” og ”Mikrobiologisk karakterisering” er, hvis ikke andet er angivet, baseret på Jørgensen et al (2006).
2.3.1 Jordforurening
Det højeste indhold af klorerede opløsningsmidler er fundet omkring kildeområdet for TCE forureningen (se figur 2.1) med et samlet indhold af klorerede opløsningsmidler på 126 mg/kg TS. Andelen af nedbrydningsproduktet cis-DCE udgør typisk over 95 % af det samlede forureningsindhold. Der er påvist indhold af TCE op til 65 mg/kg TS og vinylklorid op til 1,9 mg/kg TS. Jordforureningen forekommer typisk i dybdeintervallet ca. 4 - 9 m u.t. På de geologiske tværsnit i bilag 1 er der indtegnet områder med forhøjet PID udslag. Det ses, at der er høje PID udslag helt ned i det mellemste sekundære magasin. Det forhøjede PID udslag skyldes sandsynligvis vandbåren forurening. Det betyder, at selv om det mellemste sekundære magasin oprenses, vil der givet ske en tilbagediffusion af forurening fra den over- og underliggende moræneler.
2.3.2 Grundvandsforurening
2.3.2.1 Øvre sekundære magasin
I det øvre sekundære magasin, som består af moræneler med sandstriber, er TCE indholdet meget lavt i forhold til det samlede indhold af klorerede opløsningsmidler (under 1 % af det samlede indhold). Det højeste TCE indhold er fundet til 140 mg/l. Derimod er der fundet meget høje indhold af nedbrydningsprodukterne DCE og VC. Det højeste indhold af cis-1,2-DCE er fundet til ca. 240.000 mg/l tæt på kildeområdet. Det højeste indhold af vinylklorid er fundet til 25.000 mg/l.
2.3.2.2 Mellemste sekundære magasin
Den horisontale forureningsudbredelse i det mellemste sekundære magasin fra undersøgelser i 2004 fremgår af figur 2.5. I kildeområdet og umiddelbart nedstrøms herfor er der fundet et samlet indhold af klorerede opløsningsmidler på op til ca. 27.000 µg/l (boring B119). TCE-indholdet er fraværende i alle boringer bortset fra boring B119 og M1, hvor der er fundet 7 µg TCE/l. Den dominerende forureningskomponent er cis-DCE med indhold op til 22.000 µg/l i B119. Indholdet af vinylklorid er også højt med indhold op til 4.700 µg/l (boring B119).
Figur 2.5 Vurderet forureningsudbredelse med klorerede opløsningsmidler og ethen/ethan. Resultater fra prøvetagning i 2004.
2.4 Redoxforhold
Der er målt på traditionelle redoxindikatorer i hele forsøgsområdet: Ilt, nitrat, opløst jern, sulfat, sulfid og metan. Der er typisk iltindhold lavere end 1 mg/l, nitratindholdene er under detektionsgrænsen, og der er generelt lave indhold af opløst jern og metan. Det er derfor tydeligt, at der i området omkring lokaliteten generelt er reducerede forhold i det mellemste sekundære grundvand. På baggrund af et højere indhold af opløst jern og metan samtidig med lidt lavere indhold af sulfat kan det konkluderes, at der i kildeområdet er mere reducerede forhold. Dette kan yderligere bekræftes ved brintmåling og beregning af Gibbs energi for redoxprocesser.
Målinger af oxidationskapaciteten viser, at der i alle prøver er et potentiale for jernreduktion.
Miljøet er som ovenfor beskrevet mest reduceret i kildeområdet. Her er systemet domineret af jern og sulfatreduktion, mens der formentlig foregår metanproduktion i mikronicher. Der er en tendens til mindre reducerede forhold med øget afstand fra kilden. I kildeområdet er der brintniveauer, der er karakteristiske for områder, hvor der kan foregå reduktiv deklorering. Længere nedstrøms er værdierne lavere, så dér er der tilsyneladende dårligere betingelser for reduktiv deklorering.
Det vurderes, at det er omsætning af organisk stof, der er årsag til udviklingen af redoxforholdene i kildeområdet. Det er imidlertid uklart hvilken type organisk stof, der er tale om. Der har tidligere været en olieforurening på lokaliteten, men denne er i det store hele bortgravet i forbindelse med et tidligere afværgeprojekt. Der er målt lettere forhøjet indhold af NVOC i forhold til typiske værdier for sekundære grundvandsmagasiner, men det varierer ikke tilstrækkeligt til at kunne forklare de mere reducerede forhold i kildeområdet. Endelig kan indhold af organisk stof bundet til sedimentet også have indflydelse på udviklingen i redoxforholdene.
2.5 Mikrobiologisk karakterisering
Det er påvist, at under bestemte redoxforhold er nedbrydningen af PCE oftest knyttet til tilstedeværelse af mikroorganismer, der tilhører slægten Dehalococcoides sp. I stedet for at detektere nedbrydningsgenerne, detekteres den gruppe af organismer, der almindeligvis menes at være dækkende for nedbrydning af klorerede opløsningsmidler og i særdeleshed nedbrydningen fra cis-DCE til VC.
Den mikrobiologiske karakterisering kan baseres alene på kvantificering af tilstedeværelsen af de specifikke nedbrydere som Dehalococcoides sp. Den indledende kvantificering af Dehalococcoides sp er foretaget af GEUS og afrapporteret i Jørgensen et al (2006). Detektion af Dehalococcoides DNA ekstraheret fra jord og vandprøver er en metode til at undersøge, om der findes mikroorganismer, der kan foretage nedbrydning af PCE/TCE.
Der er generelt konstateret et højere antal mikroorganismer i vandet i forhold til sedimentet, hvilket kan indikere, at mikroorganismerne ikke er sedimentassocierede. Dette er lovende for en evt. tilsætning af Dehalococcoides sp bakterier, da denne derved vil kunne spredes effektivt i en evt. behandlingszone. I vandprøver udtaget fra boringerne M1, M2 og M4 filtersat i sandlaget er fundet Dehalococcoides sp i koncentrationer mellem 10³ og 2,4·104 celler/l. Der er fundet et højere antal af Dehalococcoides sp. i kildeområdet i forhold til de mindre forurenede/uforurenede områder, hvilket understøtter de foregående konklusioner om, at der inden tilsætningen af donor og KB-1foregår betydelig reduktiv deklorering i kildeområdet og mere spredt i specifikke områder i forureningsfanen.
Version 1.0 Februar 2007, © Miljøstyrelsen.