Pilotprojekt med stimuleret in situ reduktiv deklorering - Hovedrapport

6 Moniteringsprogram

6.1 Strategi for moniteringsprogrammet

Moniteringsprogrammet er sammensat med det formål at evaluere, om stimuleret reduktiv deklorering er egnet som afværgeteknologi til oprensning af klorerede opløsningsmidler.

Desuden indgår parametre, som gør det muligt at vurdere spredning og omsætning af elektrondonor samt udvikling i redoxforhold i behandlingsområdet. Derudover er der udført tre tracerforsøg. Tracerstofferne bromid og lithium er moniteret efter et særskilt program for at opnå brugbare resultater til efterfølgende bestemmelse af fortynding og hastigheder i grundvandsmagasinet. Endelig er monitering af den introducerede bakteriekultur udført med henblik på at undersøge transport og vækst af bakterierne.

Inden opstart af anlægget er en baselinemonitering udført. Data fra baseline beskriver forureningssituationen samt karakteriserer redox- og strømningsforhold. Herefter er 13 moniteringsrunder udført over en periode på 201 dage. Moniteringen er udført hver 14. dag og på skift af DTU og Cowi.

De enkelte boringers placering i forhold til behandlingsområdet ligger til grund for den endelige moniteringsplan, hvor både tidsserier og snapshots (synoptiske prøvetagninger i boringer) i de centralt placerede boringer indgår. Dette betyder, at der i nogle boringer er moniteret intensivt gennem hele moniteringsperioden mens der i andre boringer kun er moniteret enkelte gange (se Tabel 6.1 og Bilag 4)

Boringer, der er placeret centralt i behandlingsområdet er således moniteret enten hver 14.dag (M-central) eller 1 gang om måneden (M-snapshot). På den måde er der opnået tidsserier i en række af de centrale boringer, hvilket gør det muligt at følge spredning af tracer, ændringer i redoxforhold, omsætning af donor og reduktiv deklorering.

De øvrige boringer (M-spredning), som er placeret i randområderne, er medtaget i moniteringsprogrammet for at kunne vurdere spredning af tracer, donor og klorerede opløsningsmidler. Desuden kan det vurderes, om oprensningen har effekt i perifert placerede boringer. Boringer i randområderne er kun moniteret ved baseline samt 2 gange i løbet af forsøgsperioden (se Tabel 6.1).

Et samlet overblik over moniteringsprogrammet gives i tabel 6.1, mens detaljer kan ses i Bilag 4. Moniteringsprogram for tracerforsøgene kan ligeledes findes i Bilag 4.

Tabel 6.1 Oversigt over moniteringsparametre og –frekvens. Detaljer samt tracermoniteringsprogram kan findes i Bilag 4.

Analyseparameter Formål Frekvens/
målerunder
Frekvens/
målerunder
Frekvens/
målerunder
Samlet antal prøverunder
    M-central M-snapshot Øvrige  
Feltmålinger
(pH, temperatur, redoxpotentiale, ilt) 1)
  Hver 14. dag Hver måned 3 gange 14
Klorerede opløsningsmidler
(PCE, TCE, DCE, VC)
Oprensningseffekt Hver 14. dag Hver måned 3 gange 14
Ethen/ethan 2) Oprensningseffekt Hver 14. dag Hver måned 3 gange 14
Flygtige organiske syrer
(laktat, acetat, proprionat)
Spredning af donor Hver måned   3 gange 8

NVOC
Spredning af donor Hver 14.dag Hver 14.dag 3 gange 14

Brint 5)
Spredning af donor 4 gange 4 gange 4 gange 4

Redoxparametre
(nitrat, opløst jern, sulfat, klorid, metan)
Udvikling i redoxforhold Hver 14.dag Hver måned 3 gange 14
Øvrige parametre 3)   Hver måned 0 gange 3 gange 8
Sulfid 4)   Hver måned 3 gange 3 gange 11
Dehalococcoides 6) Aktivitet og transport af bakterier (Hver måned) 0 gange 8

1) Redoxpotentiale kun i perioden frem til dag 116
2) Ethan er kun målt ved DTU analyser
3) Øvrige parametre: Ca; Mg, K, NH4, Fe, Mn, HCO3, Cl, SO4, NO3, P, F, O2, Agg.CO2, Ni, As, Ba og Bor.
4) Sulfid er målt hver måned + ved øvrige 3 moniteringsrunder (se Bilag 4).
5) Brint er moniteret ved baseline samt 3 gange i løbet af moniteringsperioden (se Bilg 4).
6) Prøver til analyse af Dehalococcoides er udtaget hver måned men fra f0rskellige boringer (se Bilag 4)

6.2 Analyseparametre i moniteringsprogrammet

I det følgende beskrives de enkelte parametre i moniteringsprogrammet i sammenhæng med de forhold, som parametrene er med til at karakterisere.

6.2.1 Fortynding og grundvandshastigheder

Bromid og lithium

Den fortynding, som reinjektion og afværgepumpning måtte forårsage i behandlingsområdet, vurderes ud fra fortynding af bromid, som opfører sig som en konservativ tracer. Strømningshastigheden bestemmes ved hjælp af momentanalyse (massemidtpunktets passage) eller de maksimale koncentrationer på gennembrudskurver fra de enkelte boringer. Endelig kan det ved sammenligning af resultater fra de tre tracerforsøg vurderes, om kontinuerlig drift med anlægget fører til forskelle i de hydrauliske forhold og dermed ændrer strømningshastigheden.

6.2.2 Redoxforhold

Redoxparametre

Den eller de dominerende redoxprocesser bliver vurderet ud fra udviklingen i ilt-, nitrat-, sulfat-, sulfid-, opløst jern- og metanindhold. Desuden vil brintniveauet blive vurderet i forhold til de observerede redoxforhold.

6.2.3 Omsætning og spredning af donor (Laktat)

Laktat

Omsætning af elektrondonor i form af laktat vurderes ud fra laktat og organiske fede syrer (acetat, propionat og format), NVOC og brint.

Ved tilførsel af laktat til et anaerobt miljø omdannes laktat typisk ved fermentering. Herved dannes organiske fede syrer under en samtidig udvikling af brint. For at dokumentere, at der er tilført kulstofkilde til behandlingsområdet, er det derfor ikke tilstrækkeligt at monitere alene for laktat. De typiske fermenteringsprodukter acetat, propionat og format indgår derfor i moniteringsprogrammet. Ligeledes er brint en del af moniteringsprogrammet, dog med en mindre hyppig prøvetagning.

NVOC (Non Volatile Organic Compounds) bruges ligeledes til at vurdere spredningen af donor og tjener i denne sammenhæng som en samleparameter for alle ikke-flygtige organiske kulstofkilder.

6.2.4 Transport og aktivitet af bakterier

Dehalococcoides

Til undersøgelse af transport og aktivitet af Dehalococcoides er i en række centralt placerede boringer udtaget vandprøver til analyse hos Sirem i Canada (se Bilag 4). Prøverne er analyseret for vinylkloridreduktase-genet (Dhc-Vcr), som udtrykker tilstedeværelse af det enzym, der er ansvarlig for deklorering af vinylklorid til ethen. En analyse af Dhc-Vcr er at fortrække, da ikke alle typer af Dehalococcoides kan nedbryde TCE fuldstændigt til ethen.

Udover prøver analyseret for Dhc-Vcr er en kvantitativ analyse af antallet af Dehalococcoides målt i et antal boringer i forbindelse med baselinemoniteringen samt ved den afsluttende monitering.

6.2.5 Oprensningseffekt/Reduktiv deklorering

Klorerede ethener

Oprensningseffekten vurderes ud fra koncentrationen af klorerede ethener (TCE, cis-DCE, trans-DCE, 1,1-DCE, Vinylklorid) samt ethen og ethan. Særligt ethen og ethan er vigtige, da produktionen af disse stoffer indikerer fuldstændig deklorering.

Udover de parametre, som er nævnt ovenfor, er vandprøver udtaget af Cowi analyseret for parametre i en normal boringskontrol, der bl.a. omfatter aggressivt kuldioxid, salte som calcium, natrium og magnesium samt metaller som nikkel og arsen (se bilag 4). Derudover er feltparametrene temperatur, pH og ledningsevne målt ved hver prøvetagning. pH målinger kan bl.a. bruges til at vurdere, om mikrobiologisk aktivitet fører til en forsuring af behandlingsområdet.

6.2.6 Sammenligning af Cowi’s og Institut for Miljø & Ressourcers data

Ved baselinemoniteringen samt den afsluttende monitering har Institut for Miljø & Ressourcer og Cowi (COWIs prøver er analyseret ved Analycen) udtaget prøver fra en række af de samme boringer for at kunne sammenligne analyseresultaterne. Detaljer herom samt kommentering af resultatsammenligningen kan findes i bilag 5, afsnit, 5.3.

Overordnet set er der en fin overensstemmelse mellem Institut for Miljø & Ressourcers og Cowis data. Nogen forskel ses dog på eksempelvis indholdet af opløst jern, hvilket er vurderet at hænge sammen med prøvehåndteringen i felten. Samlet er det dog rimeligt at evaluere det samlede datasæt uden at tage højde for, om prøverne er analyseret på Institut for Miljø & Ressourcer eller hos Analycen.

 



Version 1.0 Februar 2007, © Miljøstyrelsen.