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

Pilotprojekt med stimuleret in situ reduktiv deklorering - Hovedrapport

7 Effekt af afværgeforanstaltninger

• 7.1 Grundvandspotentiale
• 7.2 Tracerforsøg
  • 7.2.1 Databehandling
  • 7.2.2 Strømningshastighed og opholdstid
  • 7.2.3 Lokale hastigheder
  • 7.2.4 Fortynding
  • 7.2.5 Spredning af tracer
  • 7.2.6 Opsamling
• 7.3 Redoxforhold
  • 7.3.1 Brintniveau og redoxforhold
  • 7.3.2 Opsamling
• 7.4 Transport og omsætning af donor
  • 7.4.1 Fermentering af donor
  • 7.4.2 Udvikling af brint
  • 7.4.3 NVOC som parameter for udbredelse af donor
  • 7.4.4 Spredning af donor
  • 7.4.5 Opsamling
• 7.5 Oprensningseffekt
  • 7.5.1 Koncentrationen af klorerede ethener i behandlingsområdet
  • 7.5.2 Reduktiv deklorering i behandlingsområdet
  • 7.5.3 Spredning af klorerede ethener og reduktiv deklorering
  • 7.5.4 Opsamling
• 7.6 Bakteriemålinger
  • 7.6.1 Opsamling

7.1 Grundvandspotentiale

Der er udført pejlinger af grundvandsstanden i de boringer hvor der er udtaget vandprøver. Desuden er der udført en synkronpejlerunde i en række boringer ved testområdet før opstart af afværge (uge 42-2005), og to synkron-pejlerunder under drift af afværgeanlægget (uge 9 og 21 i 2006). På grundlag af pejlerunderne er der optegnet to potentialekort under drift, se figur 7.2 og 7.3. Potentialekort før opstart af drift fremgår af figur 2.4.

Ved begge pejlerunder under drift ses det, at grundvandspotentialet er påvirket af pumpeaktiviteten i hele indsatsområdet. Påvirkningen er størst i et område omkring injektionsboringerne, hvor grundvandspotentialet lokalt er hævet med hhv. ca. 2,5 m og 1,5 m (hhv. uge 9 og 21). Der er ikke udført pejling ved pumpeboringen i uge 9, men pejlingen fra uge 21 viser som forventet en lokal sænkningstragt omkring pumpeboringen.

Figur 7.1. Grundvandsstand i de centrale moniteringsboringer i strømlinie fra b119,d til M3. Afstand fra injektionsområde til moniteringsboring fremgår af signaturforklaringen. Desuden er der indtegnet flow af oppumpning/injektion

Figur 7.1 viser udviklingen i potentialet under drift i de centrale moniteringsboringer i en strømlinie fra B119,d til M3. Mængden af oppumpet og reinjiceret grundvand fremgår ligeledes. Det ses, at de største hævninger af grundvandsspejlet som forventet sker i de boringer, som ligger tættest på injektionsområdet. Omkring medio april 2006 sker der er fald i injektionsflow pga. tilklokning af boringer, og der ses samtidigt et fald i potentialet i de fleste moniteringsboringer. I forhold til grundvandsmodelleringen (se afsnit 2.3) er der målt et noget højere potentiale end simuleret ved en oppumpning/injektion på 3 l/min (4,3 m³/døgn). Forklaringen herpå kendes ikke helt, men det tyder på, at magasinet er noget mere inhomogent end forudsat i grundvandsmodellen. Desuden er der ikke korrigeret for de naturlige årstidsvariationer i grundvandspotentialet.

På baggrund af pejleresultaterne vurderes en længerevarende injektionsmængde på 3 l/min (4,3 m³/døgn) at være på grænsen af det mulige, idet der ses en relativ stor opstuvning i injektionsområdet med dette flow. En injektion på ca. 2 l/min (2,9 m³/døgn), som der er kørt med efter medio april 2006, giver en væsentlig mindre opstuvning.

Figur 7.2 Potentialekort for mellemste sekundære magasin, uge 9, 2006.

Figur 7.3 Potentialekort for mellemste sekundære magasin under pilotforsøget, dag 201 (uge 21, 2006).

7.2 Tracerforsøg

Som beskrevet i afsnit 5.5 om tracerforsøget, er der injiceret tracer af tre omgange. Den teoretiske koncentration af bromid i injektionsboringerne er bestemt ud fra tilført mængde tracer samt reinjiceret vandvolumen i injektionsperioden (se bilag 5).

Injektionen af tracer er udført med koncentrationer af bromid på op til 160 gange baggrundsniveauet, se tabel 7.1. Baggrundsniveauet for bromid i behandlingsområdet var mellem 0,008 mM og ned til detektionsgrænsen på 0,0016 mM (0,65 til 0,13 mg/L).

Tabel 7.1. Oversigt over tidspunkter for tracerforsøg samt teoretisk koncentration af bromid i injektionsboringerne.

7.2.1 Databehandling

Strømningshastighed, spredning og fortynding er meget centrale for vurdering af processer i pilotforsøget. Strømningshastigheder er beregnet på baggrund af gennembrudskurver for bromid og ved hjælp af momentanalyse. Den gennemsnitlige opholdstid (massemidtpunktets passage) mellem injektionsboringerne og observationsboringerne er beregnet. Under antagelse af en lineær transport mellem injektionsboringen og moniteringsboringen kan strømningshastigheden beregnes (bilag 5). Der er udført en tilsvarende beregning af strømningshastigheden baseret på passage af den maksimale koncentration.  Denne parameter kan være meget følsom over for moniteringsfrekvens. Teoretisk er forudsætningen for at anvende den maksimale koncentration som et mål for den gennemsnitlige opholdstid ikke opfyldt, da der er tale om et forceret strømningsbillede. I praksis har det dog kun ringe betydning.

Arealet under gennembrudskurven (koncentration * tid) giver et relativt mål for massen af stof, der passerer de enkelte moniteringsboringer. Denne størrelse er brugt til at vurdere den relative fortynding i boringen. Som for strømningshastigheder er den maksimale koncentration også anvendt ved vurdering af den relative fortynding.

7.2.2 Strømningshastighed og opholdstid

I de enkelte boringer, hvor bromid og lithium er målt, er opnået gennembrudskurver, som fint illustrerer passagen af tracerstoffer. Et udvalg af gennembrudskurverne er afbildet i figur 7.4. Desuden er tracerkoncentrationer afbildet i boringer, der ligger langs med strømningslinien i behandlingsområdet. Herved kan tracerstofferne observeres som en puls af stof, der bevæger sig mod pumpeboringen (AV1).

Af figur 7.4 fremgår, at lithiumfronten kun er forsinket meget lidt i forhold til bromidfronten frem til ca. 10 meter fra injektionen. Derimod er lithiumfronten markant forsinket i boringer mere end 10 meter fra injektionen (se eksempelvis forskel på gennembrudskurver fra boring M101 og M2 i figur 7.4). Lithium forsinkes på grund af kationbytning med kationer på akvifermaterialet. Forskellen i forsinkelsen kan skyldes, at kationbytningskapaciteten bliver større hen mod pumpeboringen (AV1). Dette passer med, at der i boringer længere nedstrøms i behandlingsområdet findes et højere lerindhold end i boringer tættere på injektionen.

Figur 7.4. Bromid og lithium som funktion af tiden i udvalgte boringer samt i boringer langs strømningslinien (se stiplet streg på kort). Lodrette stiplede streger angiver perioder med injektion af bromid.

Ved sammenligning af gennembrudskurverne i de enkelte boringer kan det ses, at gennembrudskurver tættest på injektionen er karakteriseret ved høje koncentrationer og spidse gennembrudskurver. Som afstanden øges til injektionsboringerne bliver gennembrudskurverne bredere, og der observeres lavere koncentrationer. Dette skyldes dispersion på langs og på tværs af strømningsretningen. På grund af recirkulationen ses en gradvis stigning i bromidkoncentrationen i hele området. Det ses på dag 201, at der i hele det langsgående snit er målt en bromidkoncentration på omkring 0,09 mM bromid (7,2 mg/L).

Hastigheden, som bestemmes ud fra gennembrudskurver i den enkelte boring, er den hastighed, som bromid har bevæget sig med mellem injektionsboringerne og den aktuelle boring. Desuden er en lokal hastighed mellem boringer, der indbyrdes ligger på en direkte strømningslinie, bestemt. Hastighederne er angivet i tabel 7.2.

Overordnet set er der ved momentanalysen bestemt en middelhastighed på 0,48 m/d i tracerforsøg 1 og 0,43 m/d i tracerforsøg 2. Der er derfor ikke nogen betydende ændring af hastigheden fra tracerforsøg 1 til 2. Hastigheden fra tracerforsøg 3 har på grund af den begrænsede monitering i denne periode, kun været mulig at bestemme i boringerne M101 og M2. Middelhastigheden i disse to boringer er 0,26 m/d, og resultaterne fra disse to boringer tyder på, at der er sket en halvering af strømningshastigheden mellem tracerforsøg 2 og 3. Dette skal dog ses ud fra, at det under tracerforsøg 3 kun har været muligt at reinjicere vand med et flow på 2 L/min, mens der i tracerforsøg 1 og 2 er brugt et flow på 3 L/min.

Hastigheden bestemt ud fra maksimal koncentration er generelt højere end hastigheden bestemt fra momentanalysen. Dog bekræftes den samme tendens med lidt lavere hastighed i tracerforsøg 3 (se tabel 7.2).

Dette betyder, at eventuelle tilklokninger forårsaget af udfældninger og biomassevækst ikke har haft betydning for strømningshastigheden i behandlingsområdet i løbet af de første 90 dage, men at tilklokning muligvis er årsag til de lavere hastigheder beregnet i tracerforsøg 3 efter 220 dages injektion.

Med middelhastigheden på 0,48 m/d beregnet fra momentanalysen fra tracerforsøg 1 og 2 fås en opholdstid på 62 dage fra injektionsboringer til pumpeboringen AV1. Dette svarer til, at der er udskiftet omkring 3 porevoluminer i behandlingsområdet i løbet af de 200 dage med drift af anlægget. Dette er i god overensstemmelse med dimensioneringsgrundlaget.

7.2.3 Lokale hastigheder

Ved sammenligning af hastigheder bestemt ved momentanalysen i de forskellige boringer ses, at der i tracerforsøg 1 og 2 er bestemt højere hastigheder til boringerne B119d og M102 end til resten af boringerne. Hastigheden bestemt fra gennembrudskurver i boring B119d og M102 er mellem 0,6 og 0,9 m/d, mens hastigheden bestemt fra gennembrudskurver i de øvrige boringer er mellem 0,3 og 0,5 m/d.

Forskelle i grundvandshastigheder kan forårsages af en ændring akviferens mægtighed. Højere hastigheder forventes således ved indsnævring af akvifertykkelsen og omvendt forventes lavere hastighed ved større akvifertykkelse. Ændring af permeabiliteten vil ændre den hydrauliske gradient.

Ses på boringerne I103, B119d og M101, som ligger på direkte strømningslinie observeres ligeledes en forskel i den lokale hastighed. Hastigheden fra I103 til B119d er bestemt til 0,5 til 0,9 m/d i de tre tracerforsøg. Dette er højere end den lokale hastighed på 0,4 m/d, som er fundet mellem boring B119d og M101.

De ovennævnte observationer passer med den geologiske beskrivelse af akviferen. Injektionsboringen og boring B119d er filtersat i et hhv. 80 og 30 cm tykt lag smeltevandssand, mens boring M101 er filtersat i et 1,6 meter tykt lag med både smeltevandssand og moræneler (se geologisk tværsnit i afsnit 2. 2 samt bilag 1)

På samme måde observeres en lidt højere hastighed mellem boring M101 og M2 sammenlignet med hastigheden mellem boring M2 og M103. Dette skyldes sandsynligvis den indsnævring af akvifertykkelsen, som sker fra boring M2 og hen mod boring M103.

7.2.4 Fortynding

Ud fra sammenligning af den injicerede bromidkoncentration og den maksimalt målte koncentration i de enkelte boringer er det vurderet hvor stor en fortynding, der sker i forskellige dele af behandlingsområdet.

Det er fundet, at der op til 8,6 meter nedstrøms injektionen stort set ikke sker nogen fortynding. Dette ses af, at fortyndingsfaktoren baseret på maksimal koncentration i boringerne B119d og M102 er mellem 1 og 1,4 (Tabel 7.2).

I boringerne M101 og M2, som er placeret 10 til 15 meter nedstrøms injektionen sker dog en fortynding på op til 2 til 3 gange. En endnu større fortynding sker i boringerne M103 og M3, som er placeret 20 til 25 meter fra injektionen. Her er fortyndingsfaktoren 12 i tracerforsøg 1, mens den i tracerforsøg 2 er 5 i begge boringer (Tabel 7.2).

Ud fra integration under gennembrudskurverne er det vurderet hvor stor en andel af det første tidslige moment (masse _* tid), der passerer den enkelte boring.

I boringer placeret i området op til 15 meter nedstrøms injektionen passerer et moment, der er lig det injicerede moment. I boringerne B119d, M101, M102 og M2 er fortyndingsfaktoren baseret på første tidslige moment således bestemt til at være mellem 0,9 og 1,2 (Tabel 7.2). Dette gælder i alle tre tracerforsøg.

Fortyndingsfaktoren baseret på første tidslige moment i boringerne M103 og M3 er mellem 1,4 og 3. Det betyder at der i den sidste del af behandlingsområdet kun passerer mellem 30 og 70 % af det injicerede moment.

Karakteristisk for boringerne M103 og M3 er desuden, at der er forskel på størrelsen af det første tidslige moment, som passerer i tracerforsøg 1 og 2. I begge boringer passerer mest masse i tracerforsøg 2. Dette underbygger observationen af, at der er sket den største koncentrationsfortynding i tracerforsøg 1 i disse to boringer.

Tabel 7.2.: Hastigheder, fortyndingsfaktorer, opholdstider og momenter beregnet fra tracerforsøg. Resultater i parentes negligeres pga. utilstrækkeligt datasæt.

Klik her for at se Tabel 7.2

7.2.5 Spredning af tracer

Spredningen af tracer i og omkring behandlingsområdet er belyst ved optegning af bromid for dag 201(figur 7.5), hvor der er udført den mest omfattende prøvetagning. På det tidspunkt er der sket en betydelig spredning og fortynding af bromid fra de to pulsinjektioner. Der observeres bromid syd og sydøst for injektionsboringerne i boring B104, H og E. Mod nordvest ses påvirkning i boring B101 og B110. Længere mod nordvest i boring K ses kun svag påvirkning med bromid. Opstrøms er der fundet bromid i B102, men der er ikke analyseret i boringer længere borte. Nedstrøms pumpeboringen er kun boring D lige ved AV1 berørt. Det tyder på, at AV1 opfanger størstedelen af grundvandet fra injektionen, som også forudsagt ud fra den dimensionerende modellering (afsnit 3.2.3). De øvrige moniteringsrunder viser det samme billede for spredning af bromid i den centrale del af behandlingsområdet.

7.2.6 Opsamling

En middelværdi af strømningshastigheden i behandlingsområdet er bestemt til mellem 0,47 og 0,48 m/dag i de første 90 dage med injektion af donor, mens der efter 220 dages injektion er bestemt en noget lavere hastighed, som muligvis skyldes tilklokninger. Desuden er opholdstiden til pumpeboringen bestemt til 62 dage på baggrund af en strømningshastighed på 0,48 m/d.

Tracerforsøgene viser, at det recirkulerede vand når ud i hele behandlingsområdet, men at der i boringer 20 til 25 meter fra injektionen sker en fortynding af koncentrationen på op til 12 gange. Momentanalysen viser desuden, at det kun er 30 til 70 % af det forventede moment, som passerer boringer, der er placeret 20 til 25 meter fra injektionen.

Oppumpningen i AV1 ser ud til at opfange størstedelen af den injicerede bromid.

Figur 7.5. Observeret spredning af bromid i pilotforsøget dag 201.

7.3 Redoxforhold

I det følgende karakteriseres redoxforholdene ud fra indholdet af de typiske redoxparametre ilt, nitrat, opløst jern, sulfat og metan. Disse parametre er i figur 7.6. afbildet over tiden i enkelte boringer samt langs en strømningslinie i behandlingsområdet.

Inden injektionen af laktat er en baselinemonitering foretaget. I figurer med udvikling i redoxparametre i den enkelte boring, er baselinemoniteringen afbildet ved dag -16.

Ilt og nitrat

Ved baselinemoniteringen blev der ikke detekteret nitrat, og et iltindhold mellem 0,1 og 0,9 mg/L blev observeret. Behandlingsområdet var således anaerobt allerede inden injektionen af laktat. Målinger i løbet af moniteringsperioden viser, at behandlingsområdet har været anaerobt gennem hele moniteringsperioden. I størstedelen af de centralt placerede boringer er et iltindhold mellem 0,0 og 0,4 mg/L observeret. Ligeledes er der ikke på noget tidspunkt observeret nitrat i de centralt placerede boringer. Af den afsluttende monitering fremgår desuden, at det anaerobe område strækker sig til boringerne A, B og C, som ligger op til 70 meter nedstrøms injektionsboringerne. Her observeres iltkoncentrationer på 0,3 mg/L men et nitratindhold på 1,9 mg/L i boring B og C (data ikke afbildet – se bilag 6).

Opløst jern

Ved baselinemoniteringen er et indhold på 1– 4 mg /L opløst jern målt. Der er ingen tendens i fordelingen af lave og høje koncentrationer i behandlingsområdet.

Da der ikke er nitrat til stede i behandlingsområdet, kunne det forventes, at omsætningen af donor ville medføre jernreduktion og dermed et stigende indhold af opløst jern umiddelbart efter injektion af donor.

Der er ikke observeret nogen systematisk stigning i indholdet af opløst jern efter injektionen af laktat. Dette kan skyldes, at let reducerbare jern-oxider ikke er tilgængelige eller at den opløste jernkoncentration udfælder til jernsulfider (FeS, FeS₂) eller siderit (FeCO₃). Udfældning med sulfider er sandsynlig, idet indholdet af opløst jern falder sideløbende med reduktionen af sulfat. Dette indikeres ved et samtidigt fald i sulfidkoncentrationen i enkelte boringer. Dog er koncentrationsfaldet af opløst jern meget mindre end faldet i sulfat. Der dannes derfor mere sulfid, end der kan udfældes med jern, og der observeres derfor en ophobning af sulfid i andre boringer (data ikke afbildet).

Faldet i indholdet af opløst jern observeres i boringer tættest på injektionen i perioden fra dag 20 til 60 (se udvikling i redoxparametre fra boring B119d, og M101 i Figur 7.4). I boringerne B123d, M3 og M103, som er placeret længst fra injektionsboringerne, ses ligeledes, at jernkoncentrationen falder sideløbende med sulfatreduktionen. Perioden med faldende indhold af opløst jern samt sulfatreduktion strækker sig over ca. 100 dage i disse boringer. (Se eks. udvikling i redoxparametre i boring M3 i figur 7.6).

I enkelte boringer observeres indikationer på, at jernreduktion foregår i en periode efter sulfatreduktionen. I boringer tættest på injektionsboringerne ses, at indholdet af opløst jern stiger, efter at størstedelen sulfatindholdet er reduceret. Indholdet af opløst jern bliver dog ikke væsentligt højere end baselineniveauet (se eks. boring B119d og M101, figur 7.6).

Figur 7.6. Nitrat, opløst jern, sulfat og metan som funktion af tiden i udvalgte boringer samt i boringer langs strømningslinien (se stiplet streg på kort).

Ved den afsluttende monitering er koncentrationen af opløst jern mellem 0,3 og 2 mg/L. De laveste koncentrationer er observeret i boringer nær pumpeboringen, hvor sulfatreduktion og sandsynligvis udfældning af jernsulfid stadig foregår.

Sulfat

Ved baselinemoniteringen er et sulfatindhold mellem 55 og 129 mg/L observeret. De laveste koncentrationer er udbredt nær forureningskilden, mens de højeste koncentrationer er observeret nedstrøms i behandlingsområdet. En vis grad af sulfatreduktion må således foregå i den mest forurenede del af behandlingsområdet allerede inden tilførslen af donor.

Ved tolkning af sulfatdata fra behandlingsområdet skal der tages højde for, at vandet i behandlingsområdet recirkuleres. I forhold til sulfat betyder det, at de højere sulfatkoncentrationer fra boringer nedstrøms injektionen til stadighed bliver introduceret i den første del af behandlingsområdet. Dette ses af, at der efter opstart af recirkulationen er ens sulfatkoncentrationer i injektionsboringen I102 og pumpeboringen AV1 (se alle tre figurer med redoxparametre på strømningslinie i Figur 7.6). I boringerne B119d, M101 og M2 stiger sulfatkoncentrationen efter henholdsvis første og tredje måling, hvor vandet fra afværgeboringen når frem til den aktuelle boring (Figur 7.6). Senere målinger viser, at sulfatkoncentrationen i de omtalte boringer falder med tiden. Dette betyder, at der reduceres mere sulfat end der introduceres med det recirkulerede vand.

I perioden frem til dag 130 foregår sulfatreduktion i hele behandlingsområdet. Dette resulterer i sulfatkoncentrationer fra 0,1 til 5 mg/L efter dag 116 i de fleste centrale boringer. Sulfatindholdet i boringer længst fra injektionsboringerne er dog stadig efter 116 dages injektion af donor på et niveau mellem 13 og 139 mg/L.

Boring M103 skiller sig ud fra de øvrige moniteringsboringer ved at have et væsentligt højere sulfatindhold. Fra baselinemoniteringen og frem til dag 130 observeres til stadighed sulfatkoncentrationer over 100 mg/L. Indholdet af sulfat reduceres først efter dag 130 men forbliver omkring 60 mg /L indtil den afsluttende monitering, dag 201.

På trods af, at boringerne M3 og M103 er placeret med en indbyrdes afstand på kun 4 meter, har omtrent samme afstand til injektionsboringerne og havde samme indhold af sulfat ved baselinemoniteringen, observeres den begrænsede sulfatreduktion kun i boring M103. Ved den afsluttende monitering, dag 201, er sulfatkoncentrationen således 58 mg/L i boring M103, mens den kun er 12 mg/L i boring M3 (se figurer med redoxparametre på strømlinie dag 201 i Figur 7.6).

De særlige forhold omkring sulfat i boring M103 skyldes sandsynligvis lokale geologiske forhold. I forhold til den observerede fortynding og passage af bromidmasse skulle boringerne M103 og M3 passeres af den samme mængde donor og derved have samme betingelser for reduktion af sulfat.

Metan

Ved baselinemoniteringen var metanindholdet i størstedelen af behandlingsområdet mellem 1 og 1,5 mg/L. Det højeste metanindhold blev observeret i midten af behandlingsområdet i boring M1og B103d med hhv. 3 og 2 mg/L.

Efter injektion af donor er der i alle boringer på nær M3 observeret metankoncentrationer mellem 0,6 og 3 mg/L. Der kan således ikke konstateres metanogene forhold i størstedelen af behandlingsområdet. Der er dog en lille tendens til stigende metankoncentrationer efter dag 160 i de fleste boringer (Se eks. udvikling i redoxparametre i boring B119d, M101 og M2 i figur 7.6).

Boring M3 skiller sig særligt ud, idet der i denne boring observeres et stigende metanindhold allerede fra dag 30. Med en forsat stigning i metanindholdet ender boring M3 med et indhold på 9 mg/L ved den afsluttende monitering, dag 201. Det vides ikke, hvorfor metandannelsen er betydeligt højere i boring M3.

7.3.1 Brintniveau og redoxforhold

Brint

Brintniveauet er ofte brugt til at beskrive de dominerende redoxprocesser i grundvandsmiljøer. Niveauet afspejler en kombination af de termodynamiske forhold for processen og balancen mellem produktion og forbrug af brint. I Tabel 7.3 er typiske intervaller af brintniveauer angivet for forskellige redoxprocesser.

Tabel 7.3. Brintinterval for en given terminal elektron accepterende proces (Efter Lovley et al (1994); Chapelle et al (1995)).

De målte brintkoncentrationer ved baselinemoniteringen (se brintkoncentrationer i bilag 6 og kapitel 7.4.3) lå mellem 0,2 og 2,3 nM med undtagelse af en enkelt måling på 7,3 nM. Dette svarer til, at de dominerende redoxprocesser skulle være jern(III)reduktion og sulfatreduktion. Dette stemmer overens med karakteriseringen af redoxforholdene ud fra de redoxkarakteristiske parametre. Efter injektion af laktat svarer brintniveauet i boringer op til 10 meter fra injektionen til, at der foregår sulfatreduktion. Dette stemmer ligeledes overens med de observerede faldende sulfatkoncentrationer. De øvrige observerede brintkoncentrationer stemmer ikke overens med de intervaller, der skulle gælde ved de pågående redoxprocesser.

I boringerne B123d, M103 og M3 er på nær en enkelt måling observeret brintkoncentrationer i intervallet 0,3 til 0,9 nmol/L. Dette skulle i følge Tabel 7.3 indikere jern(III)reduktion. De redoxkarakteristiske parametre viser imidlertid, at der foregår sulfatreduktion. I boring M3 foregår både sulfatreduktion og metandannelse på trods af, at der måles brintkoncentrationer mellem 0,2 og 0,9 nmol/L. Dette er overraskende, da forventningen ville være brintkoncentrationer mellem 5 og 20 nM (se Tabel 7.3).

Samlet viser det målte brintindhold og redoxforholdene, at brintintervaller, der normalt bruges til at karakterisere redoxforholdene i naturlige grundvandsakviferer (Tabel 7.3), ikke kan overføres direkte til et aktivt system, hvor der produceres brint som følge af en kontinuerlig tilførsel af donor.

7.3.2 Opsamling

Samlet har tilførslen af laktat ført til, at der i hele behandlingsområdet foregår sulfatreduktion i løbet af moniteringsperioden. Ved den afsluttende monitering er sulfat reduceret helt i alle boringer på nær M103, hvor sulfatreduktionen foregår senere og langsommere end i de øvrige boringer. Ved den afsluttende monitering er der observeret en betydelig metanproduktion i boring M3, mens der i resten af boringerne kun observeres en begyndende metanproduktion.

7.4 Transport og omsætning af donor

Ved baselinemoniteringen er ingen organiske syrer detekteret og baggrundsniveauet af ikke flygtigt kulstof (NVOC) er på 1,2 til 3,7 mmol C/L, (14 til 44 mg C/L). Den gennemsnitlige koncentration af laktat i injektionsboringerne har gennem de 201 dage været på 9,3 mmol C/L (112 mg C/L), svarende til 282 mg laktat/L.

I Tabel 7.4 fremgår den gennemsnitlige koncentration af laktat i forskellige enheder for injektionsboringerne i perioden frem til dag 201. De forskellige måder at angive laktatkoncentrationer på, er forklaret i Bilag 5.

Tabel 7.4. Gennemsnitlig koncentration af laktat i injektionsboringer i periode fra dag 0 til dag 201

Ved fermenteringsprocesser omdannes den tilsatte donor uden forbrug af uorganiske elektronacceptorer. Samtidig sker en respiratorisk nedbrydning af fermenteringsprodukterne og eventuelt af donoren selv. Herved reduceres uorganiske elektronacceptorer. Når donor og/eller fermenteringsprodukter observeres i behandlingsområdet, er det således tegn på, at der er kulstofkilde i overskud på trods af, at der sker et forbrug til redoxprocesserne.

Omsætningen samt udviklingen i fermenteringsprodukter i behandlingsområdet er illustreret i Figur 7.7, hvor udviklingen af fermenteringsprodukter og brint er afbildet som funktion af tiden i enkelte boringer samt langs en strømningslinie i behandlingsområdet.

Figur 7.7: Laktat, acetat, propionat og brint som funktion af tiden i udvalgte boringer samt i boringer langs strømningslinien (se stiplet streg på kort). * angiver gennemsnit af teoretisk laktatkoncentration i injektionsboringer beregnet fra tilsat mængde laktat over hele forsøgsperioden(se beregning i bilag 5). Recirkulationen vil dog i virkeligheden medføre, at den injicerede koncentration af donor stiger med tiden (se modelsimulering figur 8.3).

7.4.1 Fermentering af donor

Laktat kan fermenteres til enten propionat og acetat eller til acetat og brint (se ligning 1 og 2 i Tabel 7.6). Envidere kan propionat fermenteres til acetat og brint (ligning 3) mens acetat endvidere kan dannes direkte fra kuldioxid og brint (ligning 4).

Acetat er således et vigtigt fermenteringsprodukt ved fermentering af laktat. Endvidere er acetat slutproduktet af fermenteringsprocesserne, hvilket vil sige, at acetat ikke kan omdannes via fermentering. Acetat vil dog ligesom propionat og brint fungere som reduktionsmiddel og således indgå i redoxprocesser, hvor uorganiske elektronacceptorer reduceres.

I Tabel 7.5 og 7.6 findes en oversigt over fermenteringsprodukter, der er relevante ved brug af laktat som donor. Kemisk formel og molvægt findes ligeledes i Tabel 7.5.

Tabel 7.5. Molekyleformler, molvægt og trivialnavne på korresponderende syrer for laktat, acetat, propionat og format.

Tabel 7.6. Fermenteringsproesser relateret til laktat. (Fennel and Gosset, 1997, Madigan and Martinko, 2006, Seeliger, et al (2002)).

Transporthastigheden for laktat, acetat og propionat er stort set lig transporthastigheden for tracerstoffet bromid. Dette kan ses ved sammenligning af afbildning på strømningslinie dag 25 af hhv. tracer og donor (Figur 7.4 og Figur 7.7). Det ses således, at de dannede fermenteringsprodukter ikke sorberes på akvifermaterialet.

Den tilførte laktat omsættes så hurtigt, at laktat kun observeres i boringerne B119d og B103d, som er placeret 4 til 5 meter nedstrøms injektionsboringerne. Laktatkoncentrationerne er dog kun observeret i få målinger op til 0,18 mM C (5 mg laktat /L). Dette svarer til knapt 2 % af det injicerede laktatniveau.

Heraf følger, at det udelukkende er i et lille område nedstrøms injektionsboringerne, at laktat enten fermenteres eller nedbrydes. Dette underbygges af, at de højeste koncentrationer af fermenteringsprodukter ligeledes observeres i boringerne tættest på injektionen gennem hele forløbet (se fermenteringsprodukter på strømningslinie i figur 7.7).

Injektionen af laktat resulterer i en stigning af acetat, propionat og brint i alle centrale boringer i behandlingsområdet^[1]. Det er derfor muligt, at fermenteringsprodukterne transporteres til boringer længere nedstrøms i behandlingsområdet. En mulighed er dog også, at propionat, som fermenteres langsommere end laktat, bliver transporteret og siden hen omdannet til acetat og brint i området længere nedstrøms injektionen.

Generelt er acetat målt i de højeste koncentrationer. Undtagelsen er dog resultater fra dag 25 i boringerne nærmest injektionen. Her er koncentrationen af propionat højere end acetat.

I boringerne B119d, M101 og M2, som er placeret op til 15 meter fra injektionsboringerne, ses acetatkoncentrationen at stige til mellem 2 og 3 mM (118 til 157 mg/L) frem til omkring dag 120. Sideløbende stiger propionatkoncentrationerne til mellem 1 og 1,5 mM (73 til 110 mg/L). Acetat- og propionatkoncentrationen forbliver herefter på disse niveauer indtil dag 160, hvor koncentrationen falder igen (se eksempel på udvikling af fermenteringsprodukter i enkelte boringer i figur 7.7). Set over hele moniteringsperioden svarer det til, at der op til 15 meter fra injektionen måles kulstofkoncentrationer, der ligger mellem 30 og 122 % af det injicerede niveau.

I boringerne M103 og M3, 20 til 25 meter fra injektionen, nås et noget lavere niveau, som svarer til, at koncentrationen af donor er 4 til 12 gange mindre end det injicerede niveau.

7.4.2 Udvikling af brint

Baselineniveauet for brint lå mellem 0,2 og 2,3 nM med undtagelse af en enkelt måling på 7,3 nM i boring M2. Ved måling af brint i december 2004 blev det maksimale niveau af brint fundet i boring B123d og dermed i den samme del af behandlingsområdet som ved baselinemoniteringen (Jørgensen et al, 2006). Brint er udover baselinemoniteringen målt dag 25, 116 og ved den afsluttende monitering dag 201.

Generelt set har tilførslen af laktat ført til en stigning i brintniveauet i de første 15 meter af behandlingsområdet med undtagelse af boring M2, hvor brintniveauet var højt fra start. I boringerne M103 og M3, placeret 20 til 25 meter fra injektionen, var baselineniveauet ligeledes højere end brintmålinger, der er observeret i moniteringsperioden.

Ved monitering dag 25 observeres relativt lave brintkoncentrationer mellem 1,3 og 4 nmol/L. På dette tidspunkt er der dog kun fuldt gennembrud af de øvrige fermenteringsprodukter i boringer placeret inden for 10 meters afstand af injektionen.

Ved monitering dag 116 er der fuldt gennembrud af fermenteringsprodukter i hele behandlingsområdet. Her observeres brintkoncentrationer, som i boringerne B103d, B119d, M102, M1 og M2 ligger mellem 2 og 19 nmol/L. I boringerne B123d, M103 og M3 er brintkoncentrationen kun mellem 0,7 og 0,9 nmol/L. De højeste brintkoncentrationer observeres således i de boringer, hvor også de højeste koncentrationer af acetat er observeret.

Ved monitering dag 201 er brintniveauet i behandlingsområdet mellem 0,6 og 6,5 nmol/L og dermed generelt lavere end ved målingen dag 116. De laveste koncentrationer er igen observeret i boringerne B123d, M103 og M3.

Sammenligningen af brintniveauet fra de forskellige moniteringsdage viser, at balancen mellem brintproduktion og –forbrug er forskellig i løbet af moniteringsperioden. På dag 116 observeres de højeste brintkoncentrationer og ved sammenligning med udviklingen i redoxforholdene passer dette med, at al sulfat er reduceret efter dag 116. Ligeledes er perioden med højere brintkoncentrationer sammenfaldende med den periode, hvor den reduktive deklorering foregår langsommere end tidligere.

Samlet set kan udviklingen af brint konstateres at være relateret til dannelsen af fermenteringsprodukter. Koncentrationsfordelingen af brint ser således ud til at være den samme som fordelingen af acetat. Dette ses tydeligt i afbildning af fermenteringsprodukter og brint langs strømningslinien (se udvikling i fermenteringsprodukter på strømningslinie i Figur 7.7). Det er derfor sandsynligt, at brint dannes samtidigt med acetat. De observerede brintkoncentrationer er resultatet af en balance mellem produktionen og forbruget.

7.4.3 NVOC som parameter for udbredelse af donor

Ved sammenligning af målte koncentrationer af fermenteringsprodukter samt NVOC, kan det konkluderes, at NVOC er en udmærket parameter til bestemmelse af donorudbredelsen. Koncentrationsudviklingen i NVOC og summen af fermenteringsprodukter er stort set ens, hvilket er illustreret i Figur 7.8. Med undtagelse af de to moniteringsrunder dag 175 og 201 udgør summen af acetat og propionat mellem 60 og 110 % af den målte NVOC-koncentration. Ved moniteringen dag 175 og 201 er der op til en faktor 3 i forskel mellem koncentrationen af NVOC og summen af fede syrer, hvilket ikke umiddelbart kan forklares.

Figur 7.8. Sammenligning af NVOC og summen af laktat, acetat og propionat ved monitering dag 90. Det angivne niveau for injiceret laktatkoncentration er beregnet ud fra tilsat mængde laktat. Der tages derfor ikke højde for den recirkulerede donormængde.

7.4.4 Spredning af donor

Spredningen af donor er belyst ved optegning af summen af fede syrer i behandlingsområdet ved den afsluttende monitering, dag 201 (Figur 7.9). Som tidligere nævnt er koncentrationen af NVOC og summen af fede syrer nogenlunde ens gennem moniteringsperioden, hvorfor en optegning af NVOC ville føre til de samme konklusioner mht. spredning af donor.

Der er spredt donor i koncentrationer, der er højere end baggrundsniveauet til samtlige centrale boringer i behandlingsområdet. Desuden ses, at der i de centrale boringer, som er placeret inden for en afstand af 15 meter til injektionsboringerne, findes højere koncentrationer end i boringerne 20 til 25 meter fra injektionen. I boringerne B119d, M101, M102, M1 og M2 findes således donorkoncentrationer i intervallet 2,1 til 4,2 mmol C/L, mens der i boringerne B123d, M103 og M3 findes donorkoncentrationer mellem 0,4 og 0,8 mmol C/L (Figur 7.9).

I boringerne M4, B og C, som er placeret nedstrøms pumpeboringen AV1, findes noget lavere donorkoncentrationer, som maksimalt er målt til 0,2 mmol C/L. Dette viser, at pumpeboringen opfanger størstedelen af vandet fra injektionen, hvilket også er konklusionen fra tracerforsøgene samt modelsimuleringerne (kapitel 8). Donoren er således ikke spredt i området nedstrøms pumpeboringen.

Donoren er derimod spredt til boringer, der er placeret både nordøst og syd for injektionsboringerne. I boringerne B102 og I1, som er placeret omkring 4 meter syd for injektionen, er donorkoncentrationen hhv. 8,5 og 1,5 mmol C/L, mens der også observeres donor i boringerne B104 og H, som ligger mellem 17 og 19 meter sydøst fra injektionen. I boringen E,d er målt et donorindhold på 2,92 mmol C/L, hvilket er på samme niveau som i de centrale boringer placeret i de første 15 meter af behandlingsområdet. Boring E,d er dog placeret omkring 15 meter østligt for de centrale boringer. Observationerne i boring E,d viser, at der er sket en spredning af donor i en østlig retning ifht. behandlingsområdet.

Figur 7.9 Koncentrationen af donor i behandlingsområdet dag 201. Donorkoncentrationerne er angivet som summen af fede syrer i mmol kulstof pr. liter.

Kun boring K afgrænser behandlingsområdet mod nordvest. Boringen er placeret 32 meter nordvest for injektionsboringerne, og der er ikke observeret donor i denne boring.

Samlet kan det konkluderes, at donoren er spredt i alle centrale boringer i behandlingsområdet, og at der i et område både syd/sydøst og øst for behandlingsområdet er fundet forhøjede koncentrationer af donor.

7.4.5 Opsamling

Samlet har tilførslen af laktat medført, at kulstofindholdet i behandlingsområdet op til 15 meter nedstrøms injektionen er øget til et niveau mellem 5 og 10 mM C (60 og 120 mg C/L). Dette er op til 9 gange baggrundsniveauet. Der vurderes således, at der har været gode betingelser for at få reduceret sulfatindholdet i størstedelen af behandlingsområdet.

Der har været brint til stede i hele behandlingsområdet i koncentrationer mellem 0,6 og 19 nmol/L med højeste koncentrationer nær injektionen og laveste nær pumpeboringen AV1. Betingelserne for anaerob deklorering har således været opfyldt, idet et niveau på ca. 0,4 - 2nM normalt angives som værende karakteristisk når der observeres deklorering (Yang og McCarty, 1998; Mazur og Jones, 2001).

Donoren er primært fordelt i den centrale del af behandlingsområdet, men forhøjede koncentrationer er også fundet i boringer syd/sydøst og nordøst for injektionsboringerne. I boringer nedstrøms pumpeboringen er meget lave donorkoncentrationer observeret, hvilket tyder på, at pumpeboringen opfanger størstedelen af vandet fra injektionen.

7.5 Oprensningseffekt

I dette afsnit bliver oprensningseffekten vurderet ud fra udviklingen og sammensætningen af klorerede ethener i behandlingsområdet. Betegnelsen klorerede ethener vil i denne sammenhæng omfatte både TCE samt nedbrydningsprodukterne DCE, VC samt ethen og ethan.

Tidligere undersøgelser har vist, at der på lokaliteten er et naturligt potentiale for reduktiv deklorering, idet TCE, der oprindeligt er spildt, kun udgør en lille del af det samlede indhold af klorerede ethener. Indholdet af nedbrydningsprodukter og især cis-DCE var ved baselinemoniteringen (dvs. dag -16) meget højt i forhold til det samlede indhold af klorerede ethener. Baselinemoniteringen viste, at indholdet af cis-DCE svarede til mellem 60 og 84 %, mens indholdet af vinylklorid svarede til 10 – 21 % af det totale indhold af klorerede ethener (se afsnit 2.3.2).

Molfraktionen dvs. den andel, som det enkelte klorerede ethen udgør af summen af klorerede ethener, illustrerer, om der sker en sekventiel deklorering af cis-DCE gennem vinylklorid til ethen. Ved en fuldstændig deklorering af cis-DCE vil molfraktionen af cis-DCE mindskes, mens vinylklorid efterfulgt af ethen og eventuelt ethan vil udgøre en stadig større del af den samlede sum af klorerede ethener.

Udover molfraktionen er også dekloreringsgraden brugt i vurderingen af oprensningseffekten. Dekloreringsgraden er en samleparameter, der overordnet fortæller om udviklingen i den reduktive deklorering. Dekloreringsgraden er beregnet ud fra molkoncentrationer og fra følgende formel:

En stigende dekloreringsgrad udtrykker, at de højere klorerede stoffer reduceres til lavere klorerede stoffer.

I dette tilfælde, hvor moderstoffet er TCE, skal der udføres tre dekloreringstrin, før det uskadelige ethen eller ethan er dannet. Ud fra et teoretisk eksempel, hvor hvert dekloreringstrin fører til en fuldstændig omdannelse til et lavere kloreret stof, vil dekloreringsgraden derfor ændres som beskrevet i det følgende.

Hvis der udelukkende forekommer 1 mM TCE, vil dekloreringsgraden være 0 %. Hvis 1 mM af TCE omdannes fuldstændigt til 1 mM DCE ved det første af tre dekloreringstrin, bliver dekloreringsgraden 33 %. Hvis disse 1 mM DCE omdannes fuldstændigt til 1 mM VC bliver dekloreringsgraden 66 %, og hvis disse 1 mM VC omdannes fuldstændigt til ethen/ethan, vil dekloreringsgraden blive 100 %.

I et naturligt system vil der forekomme flere forskellige klorerede stoffer samtidigt, da dekloreringsprocessen ikke fører til en fuldstændig omdannelse af fx cis-DCE til VC før processen fortsætter til ethen. Dekloreringsgraden vil dog stadig udtrykke, hvor langt den fuldkomne dekloreringsproces er nået i forhold til den ønskede dekloreringsgrad på 100 %.

7.5.1 Koncentrationen af klorerede ethener i behandlingsområdet

Ved sammenligning af data fra baselinemoniteringen samt data fra senere moniteringsrunder ses, at den initiale koncentration af klorerede ethener falder i størstedelen af boringerne (se sum af klorerede ethener øverst i de enkelte søjlediagrammer i figur 7.10). I de fleste boringer er det udelukkende et fald i koncentrationen af cis-DCE, der forekommer.

I boringerne I102, B103d, M101, M2, B123d, M103 falder summen af klorerede ethener med en faktor 1,2 til 1,8, når resultater fra baseline og dag 25 sammenlignes. I de samme boringer er et tilsvarende koncentrationsfald i klorid observeret. Da koncentrationerne af klorid og klorerede ethener falder tilsvarende, tyder det på, at der sker en fortynding i systemet efter det aktive system er sat i gang. I boringerne B119d, M102, M3 og AV1 falder summen af klorerede ethener derimod med en faktor 2,2 til 5,3. hvilket ikke bekræftes af tilsvarende fald i kloridkoncentrationer. I andre boringer som eksempelvis boring B123d og B110 stiger koncentrationen af klorerede ethener, når baseline sammenlignes med moniteringsrunden dag 25.

De observerede koncentrationsændringer fra baselinemonitering og til senere moniteringsrunder kan ikke umiddelbart forklares, men kan være forårsaget af de ændrede hydrauliske forhold, som ned- og oppumpningen forårsager.

Figur 7.10. Molfraktion af klorerede ethener som funktion af tiden i udvalgte boringer samt i boringer langs strømningslinien (se stiplet streg på kort). * angiver moniteringsdage, hvor ethen og ethan ikke har indgået i analyseprogrammet.

7.5.2 Reduktiv deklorering i behandlingsområdet

Sammensætningen af de klorerede ethener over tiden er undersøgt for at at vurdere om, og i hvilken grad, der er foregået reduktiv deklorering i behandlingsområdet. Molfraktionen af de enkelte klorerede ethener er afbildet i udvalgte boringer over tiden samt langs en strømningslinie i Figur 7.9. Desuden er dekloreringsgraden ved baselinemoniteringen (dag -16) og den afsluttende monitering (dag 201) sammenlignet i Figur 7.11.

Ved baselinemoniteringen var dekloreringsgraden mellem 36 % og 49 % i de centralt placerede boringer (Figur 7.11). Boring M1 havde den højeste dekloreringsgrad og var ligeledes den boring, hvor der blev observeret det højeste indhold af metan ved baselinemoniteringen.

Efter påbegyndelsen af injektionen af laktat og frem mod dag 62 ses en svag gradvis ændring i sammensætningen af klorerede ethener. På dag 62 er der i de fleste centrale boringer observeret en stigende produktion af vinylklorid. Fra at udgøre 10-24 % ved baselinemoniteringen udgør vinylklorid nu 38-57 % af det samlede indhold af klorerede ethener i de centrale boringer (Figur 7.10).

Efter dag 62 forekommer en periode på omkring 60 dage, hvor den reduktive deklorering foregår langsommere end tidligere. I denne periode ses kun en lille ændring i sammensætningen af klorerede ethener. Dette gælder samtlige boringer, som er moniteret i den pågældende periode. (Se eksempelvis boring B119d og M101 i Figur 7.10). Der er målt høje koncentrationer af donor i størstedelen af behandlingsområdet i den pågældende periode, og den langsommere udvikling kan derfor ikke forklares med mangel på donor. En mulighed er, at sulfatreducerende bakterier, så længe der er sulfat til stede, udkonkurrerer de deklorerende bakterier ved at forbruge den brint, der produceres. Dette underbygges af, at der i perioden mellem dag 116 og 201, hvor det meste af sulfaten er reduceret, observeres en stigende produktion af ethen i de fleste af de centralt placerede boringer (Se afbildning af molfraktioner for boringerne B119d, M101 og M2 i Figur 7.10).

Figur 7.11: Dekloreringsgrad i % ved baseline (dag -16) samt dag 201 i boringer langs strømningslinien.

På sidste moniteringsdag (dag 201) er dekloreringsgraden i boringerne B103d, B119d, M102, M1 og M101 mellem 64 og 97 % (Figur 7.11). Boringerne M103 og B123d, placeret 15 til 20 meter nedstrøms injektionen, skiller sig ud ved kun at have dekloreringsgrad på hhv. på 55 og 60 %. M3, der er placeret 25 meter fra injektionen, har derimod en dekloreringsgrad på 84 % og her udgør ethan 3 % af den samlede molkoncentration af ethener.

Der er ingen systematik i placeringen af boringer med størst dekloreringsgrad. Som eksempel kan det ses, at dekloreringen af cis-DCE i boring M101 er mindre end i boring B119d og M2 (Se afbildning på strømningslinie, dag 201 i Figur 7.10). Dette er på trods af, at M101 ligger på direkte strømningslinie og midt imellem boringerne B119d og M2. Ved sammenligning med udviklingen af redoxparametre og udviklingen i donor er der ikke noget, der indikerer, at der er anderledes forhold i boring M101.

Ved sammenligning af dekloreringsgrad med koncentrationen af klorerede ethener ses en tendens til, at dekloreringsgraden er størst i boringer med laveste koncentrationer af klorerede ethener. Tendensen ses ligeledes ved, at molfraktionen af ethen udgør mellem 45 og 92 % i boringer, hvor summen af klorerede ethener er 26 µmol/L eller derunder. Derimod udgør ethen kun mellem 22 og 33 % i boringerne B123d, M103 og M101, hvor summen af klorerede ethener er mellem 49 og 82 µmol/L (Figur 7.10). Det er derfor muligt, at de højere koncentrationer i nogle af boringerne medfører, at den anaerobe dekloreringsproces foregår langsommere.

Samlet set er den naturlige dekloreringsproces blevet stimuleret i hele behandlingsområdet, og den vigtige omdannelse af VC til ethen er observeret i samtlige boringer. Dog er der gennem hele moniteringsperioden til stadighed målt cis-DCE. Det er sandsynligt, at der løbende sker en tilførsel af cis-DCE fra lerlaget til sandlaget i takt med, at cis-DCE fjernes ved reduktiv deklorering. Det er ikke muligt at kvantificere omfanget af dette bidrag, men det kan forklare, at der til stadighed er cis-DCE i behandlingsområdet på trods af en tilsyneladende meget effektiv deklorering.

7.5.3 Spredning af klorerede ethener og reduktiv deklorering

I figurerne 7.12 og 7.13 gives et overblik over koncentrationsfordelingen og sammensætningen af klorerede ethener ved baseline samt ved den afsluttende monitering (dag 201) for hele området.

I den nordvestlige del af behandlingsområdet er boringerne B101 og B110 placeret med afstand på hhv. 13 og 19 meter til injektionsboringerne. Injektionen af vand har ført til en stigning i indholdet af klorerede ethener i boring B110, og her stiger summen af klorerede ethener med en faktor 10 ifht. baselinemoniteringen. Det vurderes, at der ikke er sket en yderligere spredning af klorerede ethener i en nordvestlig retning mod boring K, hvori koncentrationen af klorerede ethener kun er målt til 0,1 µmol/L på dag 201. At der ikke er sket en spredning af forureningen mod vest underbygges af de observerede tracerkoncentrationer (Kapitel 7.1).

Figur 7.12: Molkoncentrationer af klorerede ethener ved baseline (dag -16).

Figur 7.13: Molkoncentrationer af klorerede ethener ved afsluttende monitering (dag 201).

I boring B101 findes ingen data fra baselinemoniteringen fra 2005, men der findes data fra målinger i december 2004 (se figur 2.5). Det kan med sikkerhed siges, at der mellem dag 116 og 201 produceres ethen, mens koncentrationen af cis-DCE og vinylklorid falder. Summen af klorerede ethener i B101 er på 12 µmol/L.

I boring B110 ses ingen tegn på reduktiv deklorering på trods af at der ses en svag stigning i indhold af donor og brint i boringen.

Det er muligt, at den højere koncentration af klorerede ethener (45 µmol/L dag 201) gør, at den reduktive deklorering ikke sker lige så hurtigt i boring B110 som i boring B101. Det er således ikke entydigt, om der sker reduktiv deklorering i boringer placeret i den nordvestlige del af behandlingsområdet.

De fleste boringer uden for behandlingsområdet er kun moniteret ved baseline og to gange efter tilsætning af donor. Det er derfor svært at vurdere, om tilførslen af donor har stimuleret den reduktive dekloreringsproces i disse boringer.

Boringerne I1 og B102 er placeret omkring 4 meter syd for og opstrøms injektionsboringerne. Der ingen tegn på, at indholdet af klorerede ethener er steget i disse boringer. Boringerne bliver begge tilført donor fra injektionsboringerne, og der er sket en fuldstændig reduktion af sulfatindholdet (se kapitel 7.2 og 7.3). I boring I1 sker et fald i koncentrationen af cis-DCE når baselinemoniteringen sammenlignes med de øvrige moniteringer. Ses på dekloreringsgraden sker der reduktiv deklorering i boringen. På trods af, at boring B102 ser ud til at blive tilført vand med højere koncentration af cis-DCE og VC, omdannes disse til ethen. Injektionen af donor har sandsynligvis stimuleret den reduktive deklorering i et område 4 meter opstrøms injektionsboringerne.

I boring E,d, som er placeret omkring 24 meter øst for injektionsboringerne, er der ved baselinemoniteringen ikke detekteret acetat og propionat. Derimod er acetat og propionat målt i koncentrationer på hhv. 0,75 og 0,5 mmol/L ved den afsluttende monitering. Det er sandsynligt, at dette har stimuleret den reduktive deklorering, idet der i boring E,d er observeret en produktion af ethen og at dekloreringsgraden er gået fra 38 til 99 % fra baseline til dag 201. Der er intet tegn på, at indholdet af klorerede ethener er steget og dermed blevet spredt fra det centrale område til boring E,d eller andre boringer placeret øst for behandlingsområdet.

Boringerne A og C, som er placeret nedstrøms pumpeboring AV1 er kun analyseret for indhold af klorerede ethener i december 2004 samt ved den afsluttende monitering, dag 201. I begge boringer er indholdet af cis-DCE stort set uændret. Ses på dekloreringsgraden er den blevet mindre i begge boringer. Datagrundlaget er dog for spinkelt til at kunne vurdere, om der er sket en stimulering af den reduktive deklorering i disse boringer. Forudsætningen for stimulering har dog været til stede i boring A, hvor der ved den afsluttende monitering (dag 201) er observeret donorkoncentrationer, der er højere end baggrundsniveauet i det øvrige behandlingsområde.

Der er ikke nogle tegn på, at det aktive anlæg har ført til en spredning af klorerede ethener nedstrøms behandlingsområdet. Boringerne M4 og C er placeret hhv. 13 og 23 meter nedstrøms pumpeboringen. Disse boringer er ikke moniteret ved baselinemoniteringen, men det kan ved sammenligning med data fra december 2004 (se figur 2.5) konkluderes, at der efter 201 dages drift af anlægget ikke ses en stigning i indholdet af klorerede ethener i disse boringer. I overensstemmelse med observationerne af tracer- og donorkoncentrationer kan det konkluderes, at pumpeboringen opfanger størstedelen af det injicerede vand og dermed også de klorerede ethener.

7.5.4 Opsamling

Injektionen af donor og KB-1 har ført til en stimulering af den reduktive dekloreringsproces i hele behandlingsområdet. Indholdet af cis-DCE er reduceret og sammensætningen af klorerede ethener er ved den afsluttende monitering domineret af ethen i størstedelen af boringerne. Dekloreringsgraden er steget fra et niveau på 30 til 49 % til et niveau mellem 55 og 97 % i de centralt placerede boringer.

Der er ikke sket en uhensigtsmæssig horisontal spredning af forureningen, og pumpeboringen opfanger størstedelen af det injicerede vand, herunder de klorerede ethener.

7.6 Bakteriemålinger

Til undersøgelse af vækst og spredning af bakterier i behandlingsområdet er der i udvalgte boringer udtaget vandprøver til analyse for Dehalococcoides otte gange i løbet af oprensningsperioden.

I stedet for at analysere for antallet af Dehalococcoides, som det tidligere har været praksis i forbindelse med anvendelse af stimuleret reduktiv deklorering, er vandprøverne analyseret for vinylkloridreduktase, som er det gen, der udtrykker et enzym, der er ansvarlig for deklorering af VC til ethen. Da ikke alle typer af Dehalococcoides kan nedbryde TCE fuldstændigt til ethen, vil en analyse af tilstedeværelsen af Dehalococcoides ikke nødvendigvis sige noget om, hvorvidt fuldstændig deklorering til ethen kan forventes, hvorfor en analyse af vinylkloridreduktase er at fortrække. Resultaterne af vinylkloridreduktase-analysen angives i genkopier pr. liter vandprøve. Det kan med rimelighed antages, at hver enkelt Dehalococcoides kun besidder et vinylkloridreduktase-gen, hvorfor analyseresultaterne kan tolkes som antallet af Dehalococcoides, der har vinylkloridreduktase og dermed evnen til at nedbryde VC til ethen. I det følgende vil Dehalococcoides, der kan nedbryde VC til ethen benævnes ved Dehalococcoides-Vcr.

Udover bestemmelse af antallet af vinylkloridreduktase-genkopier er der lavet en kvantitativ analyse af antallet af Dehalococcoides målt i et antal boringer i forbindelse med baselinemoniteringen samt ved den afsluttende monitering.

Figur 7.14 viser antallet af vinylkloridreduktase-gener i udvalgte boringer i testfeltet som funktion af tiden. Af resultaterne fra baseline moniteringen (dvs. dag -16) fremgår det, at der er Dehalococcoides-Vcr, der kan nedbryde VC til ethen, til stede i behandlingsområdet i koncentrationer op til 10⁶/L allerede inden injektion af donor. Tilstedeværelsen af Dehalococcoides-Vcr stemmer pænt overens med den relativt fremskredne deklorering på lokaliteten, hvor forureningssammensætningen domineres af cis-DCE og i nogen grad VC og ethen. Det relativt lave antal af Dehalococcoides-Vcr (<10⁴/L) i størstedelen af boringerne indikerer dog, at forholdene ikke er optimale for reduktiv deklorering. Dette skyldes sandsynligvis donorbegrænsning.

Figur 7.14. Antallet af Dehalococcoides-Vcr, der kan nedbryde VC til ethen, samt dekloreringsgraden i vandprøver fra udvalgte boringer som funktion af tiden samt i boringer langs strømningslinie. Injektion af donor er sket på dag 0, mens injektion af bakteriekultur (KB-1™) er sket på dag 69. Bemærk at Y-aksen er logaritmisk.

At omsætningen af de klorerede stoffer på lokaliteten er donorbegrænset bekræftes af, at der efter tilsætning af donor ses en kraftig stigning i antallet af Dehalococcoides-Vcr (se Figur 7.13). På dag 62 ses for eksempel koncentrationer af Dehalococcoides-Vcr på op til 5×10⁶/L i boringerne M101, M102 og M2, der ligger tættest på injektionsboringerne. Stigningen stemmer pænt overens med omsætning af donor, der på dette tidspunkt primært sker i den første del af behandlingsområdet dvs. indenfor en afstand på 10 til 15 m nedstrøms injektionsboringerne.

På dag 69 er tilsat bakteriekulturen KB-1, der indeholder bakterier af typen Dehalococcoides-Vcr. Efter dag 62 ses en yderligere stigning i antallet af Dehalococcoides-Vcr i hele behandlingsområdet, hvilket skyldes vækst som følge af stimulering med donor eller injektion af KB-1. I den første periode frem til dag 116 sker den største vækst i boringer beliggende i starten af behandlingsområdet (M101, M102 og M2) (Figur 7.14). Senere ses en stigning af Dehalococcoides-Vcr i boringer længere væk fra injektionsboringerne i takt med, at donor, fermenteringsprodukter og evt. bakterier bevæger sig ud i området.

Efter 116 dage ses en tendens til at antallet af Dehalococcoides-Vcr stabiliseres, hvilket stemmer overens med, at koncentrationen af fermenteringsprodukter ligeledes stagnerer i en periode omkring dag 116. Igen ses denne tendens først i boringer beliggende i starten af injektionsfeltet og efterfølgende i boringer længere ude i behandlingsområdet.

Hvorvidt stigningen i antallet af Dehalococcoides-Vcr skyldes tilsætning og efterfølgende transport af bakterier eller primært vækst og transport af de naturligt tilstedeværende bakterier kan være svært at afgøre. Det er dog klart, at tilsætning af donor alene har stimuleret vækst af de naturligt tilstedeværende bakterier, idet der ses markante stigninger i antallet af Dehalococcoides-Vcr i flere boringer allerede inden tilsætning af KB-1. For eksempel ses en markant vækst af Dehalococcoides-Vcr i boring M2 og M103 (data fra M103 ikke afbildet) fra donorinjektion og frem til dag 90. I denne periode er de injicerede Dehalococcoides-Vcr fra KB-1 kulturen endnu ikke nået frem til disse boringer, såfremt det antages, at Dehalococcoides-Vcr transporteres med en strømningshastighed svarende til bromid uden retardation.

I alle boringer (med undtagelse af M3) ses en pæn sammenhæng mellem udviklingen i antallet af Dehalococcoides-Vcr og reduktiv deklorering, således at en stigning i antallet af Dehalococcoides-Vcr over tiden følges af en stigning i dekloreringsgraden (se Figur 7.14). Der ses derimod ikke umiddelbart nogen entydig sammenhæng mellem antallet af Dehalococcoides-Vcr og dekloreringsgraden opnået ved forsøgets afslutning (dag 201) ved sammenligning af forskellige boringer. I flere boringer, hvor der ses en væsentlig deklorering i løbet af oprensningsperioden ses dog også meget høje koncentrationer af Dehalococcoides-Vcr (10⁶-10⁸/L) som fx. B119d, M2, og M3. Det høje antal Dehalococcoides-Vcr (7×10⁵/L) i boring M3 allerede fra starten stemmer fint overens med forureningssammensætningen, der ligeledes viser en fremskreden deklorering tidligt i forløbet. Endvidere ses samtidigt gunstige redoxforhold for reduktiv deklorering, idet der ses metanogene forhold i M3.

Figur 7.15. Øverst og i midten: Antallet af Dehalococcoides (Dhc) samt vinylkloridreduktase (Vcr) i vandprøver fra udvalgte boringer ved baselinemoniteringen (dag -16) samt ved sidste prøvetagning (dag 201). Nederst: andelen af Dehalococcoides i procent ud af den totale mikrobielle population.
Injektion af donor er sket på dag 0, mens injektion af bakteriekultur (KB-1™) er sket på dag 69. Bemærk at Y-aksen er logaritmisk.

Resultaterne for den kvantitative bestemmelse af antallet af Dehalococcoides ved baselinemoniteringen samt den sidste prøvetagningsrunde (dag 201) er vist sammen med resultaterne for antallet af vinylkloridreduktase-genkopier i Figur 7.15. Af figuren fremgår, at antallet af Dehalococcoides er relativt lavt (1×10³ til 9×10⁴ celler/L) før injektion af donor, dog udgør andelen af Dehalococcoides, der kan nedbryde VC til ethen en stor andel af de naturligt tilstedeværende Dehalococcoides på lokaliteten. Efter stimulering med donor i 201 dage ses en markant stigning både i antallet af Dehalococcoides (3×10⁷ til 4×10⁸ celler/L) samt i antallet af Dehalococcoides, der kan nedbryde VC til ethen. Dette stemmer fint overens med resultaterne for de klorerede stoffer, der viser at forureningssammensætningen domineres af VC og ethen ved afslutningen af forsøget. Det ses også, at der er sket en forskydning i den mikrobielle population, således at andelen af Dehalococcoides udgør en større andel af den samlede mikrobielle population ved forsøgets afslutning (7-30 %) sammenlignet med situationen før donorinjektion (0-4 %).

7.6.1 Opsamling

På baggrund af resultaterne kan det konkluderes, at antallet af Dehalococcoides, der kan deklorere VC til ethen (Dehalococcoides-Vcr), er steget fra ca. 10⁴/L til op til 10⁸/L som følge af stimulering med donor og bakterier. Der ses allerede efter 116 dage høje koncentrationer af Dehalococcoides-Vcr i hele behandlingsområdet.

Resultaterne fra den første periode viser også tydeligt, at tilsætning af donor alene har betydet en markant vækst af de naturligt tilstedeværende Dehalococcoides-Vcr. Resultaterne indikerer derfor, at donortilsætning alene ville have været tilstrækkelig i forbindelse med oprensning af det mellemste sekundære magasin på denne lokalitet. Det kan dog ikke udelukkes, at biostimulering med bakterier af typen Dehalococcoides har haft en yderligere stimulerende effekt på nedbrydningen af klorerede ethener i behandlingsområdet.

Fodnoter

^[1] Format er analyseret, men er ikke fundet i koncentrationer over 0,03 mM og er derfor ikke afbildet.

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

Version 1.0 Februar 2007, © Miljøstyrelsen.