Naturlig nedbrydning af miljøfremmede stoffer i jord og grundvand

1. Introduktion

1.1 Baggrund
1.2 Formål
1.3 Projektomfang
1.4 Rapportens indhold

1.1 Baggrund

I Miljøstyrelsens "Vejledning om oprydning af forurenede lokaliteter" (udkast 1997) er der opstillet et princip for risikovurdering af en grundvandsressource. Med udgangspunkt i forureningens styrke beregnes, om forureningen som følge af sorption og spredning ved dispersion vil overskride grundvandskvalitetskriterierne og dermed udgøre en risiko for grundvandsressourcen. Hvis dette er tilfældet, beregnes betydningen af en eventuel naturlig nedbrydning af de opløste miljøfremmede stoffer, for at vurdere om forureningen stadig udgør en risiko.

Det antages, at nedbrydningen af miljøfremmede stoffer med rimelig approksimation følger en 1.-ordens nedbrydningskinetik.

Hvis risikovurderingen baseret på naturlig nedbrydning viser, at den pågældende forurening ikke udgør en risiko, skal det for den specifikke lokalitet eftervises, at der er potentiale for nedbrydning af de aktuelle forureningskomponenter, og der skal iværksættes monitering. Monitering skal dokumentere, at nedbrydningen finder sted som forudsagt i risikovurderingen.

Publicerede nedbrydningshastigheder af miljøfremmede stoffer er hovedsageligt bestemt ved laboratorieforsøg, og resultaterne udviser ofte stor variation. Desuden afviger nedbrydningsrater bestemt under laboratorie-forhold ofte væsentligt fra de rater, der kan udledes ved målinger i felten.

I de senere år er der imidlertid publiceret resultater af feltundersøgelser af naturlig nedbrydning af miljøfremmede stoffer i jord og grundvand, bl. a. ved "intrinsic bioremediation"/"natural attenuation" af grundvandsforureninger i USA.

1.2 Formål

Det overordnede formål med projektet er at tilvejebringe et grundlag for at estimere naturlig nedbrydning af miljøfremmede stoffer i porevand og i grundvand, samt at anvise metoder til påvisning af nedbrydningspotentiale på en specifik lokalitet og at anvise kontrolmetoder og -parametre til dokumentation for den forventede nedbrydning.

Gennem et litteraturstudium sammenstilles publicerede 1.-ordens nedbrydningskonstanter for miljøfremmede stoffer i porevand og i grundvand. Projektet omfatter stoffer, for hvilke Miljøstyrelsen har fastsat jord- eller grundvandskvalitetskriterier, jf. Miljøstyrelsens "Vejledning om oprydning af forurenede lokaliteter".

Under hensyn til forsøgsbetingelser og danske jord- og grundvandsforhold, udvælges 1.-ordens nedbrydningskonstanter, der kan anvendes ved risikovurdering over for grundvandsressourcen af jord og grundvandsforureninger.

Endelig foreslås metoder til påvisning af nedbrydningspotentialet på en specifik lokalitet, og der foreslås metoder til eftervisning af, at en forudsagt nedbrydning finder sted.

1.3 Projektomfang

Stoffer som er omfattet af projektet
Projektet er et litteraturstudium, som er baseret på videnskabelige artikler og afhandlinger om nedbrydning af miljøfremmede stoffer i porevand og grundvand. Miljøstyrelsen har fastsat jord- og grundvandskvalitetskriterier for stoffer og stofgrupper som anført i bilaget til denne rapport. Nærværende projekt omfatter et udvalg af disse stoffer. De specifikke organiske stoffer, som er omfattet af projektet, er angivet i tabel 1.1.

Tabel 1.1
Stoffer som indgår i den systematiske litteratursøgning.

Stoffer som er fravalgt i projektet
Der er således foretaget følgende fravalg af stofgrupper og nogle enkeltkomponenter:

	Tungmetaller samt fluorider, arsen og bor Grundstofferne nedbrydes ikke. I jord og grundvand kan stofferne indgå i organiske forbindelser og komplekser, hvor en biologisk nedbrydning kan have væsentlig indflydelse på stoffernes skæbne i miljøet.
	Cyanider Kemisk er der tale om en gruppe af uorganiske stoffer. På forurenede lokaliteter forekommer forskellige komplekse cyanidforbindelser, der ved opløsning i vand kan danne biologisk nedbrydelige cyanider.
	Produktblandinger som benzin, mineralolie (total kulbrinter), petroleum, terpentin samt stofgrupperne: chlorerede opløsningsmidler, chlorphenoler, detergenter, PAH’er, pesticider og phthalater

Der kan ikke angives en specifik nedbrydningskonstant for stofgrupper og blandinger, idet enkeltstofferne kan udvise væsentligt forskellig nedbrydelighed. I det omfang, der for enkeltstoffer er angivet et jord- eller grundvandskvalitetskriterie, er disse inddraget i projektet, fx benzen og toluen, pentachlorphenol, 6 specificerede PAH’er, DEHP og DDT. For pesticider er der givet en generel beskrivelse af pesticiders nedbrydelighed, underbygget af udvalgte eksempler. Enkeltkomponenter af de chlorerede opløsningsmidler, for hvilke der er fastlagt et kvalitetskriterie, er behandlet stofvist.

Valg af nedbrydningshastigheder
Da det er vanskeligt at sammenligne nedbrydningshastigheder bestemt ved henholdsvis laboratorieforsøg og ved feltmålinger, er der primært lagt vægt på feltmålinger. Ud over en vurdering af de enkelte undersøgelser med hensyn til metode og relevans, er der, hvor der har været grundlag for det, foretaget en vurdering af de geologiske, hydrogeologiske og temperaturmæssige forhold, hvorunder de beskrevne nedbrydningshastigheder er bestemt.

I forbindelse med studiet er der ikke udarbejdet nedbrydningsdiagrammer, som angiver omsætnings- og nedbrydningsprodukter.

1.4 Rapportens indhold

Kapitel 2
Rapportens kapitel 2: Naturlig nedbrydning, basale begreber, giver en kort teoretisk gennemgang af basale begreber vedrørende naturlig biologisk og abiotisk nedbrydning. Begrebet nedbrydningshastighed, samt den nedbrydningskinetik, som hører til de angivne nedbrydningskonstanter beskrives. Endvidere anføres hovedtræk af de laboratorie- og feltmetoder, der typisk ligger til grund for bestemmelse af et stofs 1.-ordens nedbrydningskonstant.

Kapitel 3
I rapportens kapitel 3: Nedbrydningskonstanter, anføres projektets hovedresultater i form af tabeller over specifikke stoffers 1.-ordens nedbrydningskonstanter. Hvor der i litteraturen er fundet grundlag for at anføre nedbrydningskonstanter for forskellige redox-forhold er disse inddraget. Herudover beskrives for hvert stof, hvilke typer forsøg der ligger til grund for de anførte nedbrydningskonstanter, samt forudsætninger, eventuelle væsentlige anvendelsesforbehold og eventuelle giftige nedbrydningsprodukter.

Kapitel 4
Kapitel 4: Feltmetoder, beskriver dels feltmetoder til påvisning af nedbrydningspotentialet på en specifik lokalitet, dels anføres forslag til parametre og målemetoder, som kan eftervise, at en forudsagt nedbrydning finder sted.

Kapitel 5
Kapitel 5: Konklusion. Indeholder, ud over en kortfattet konklusion, forslag til kommende projekter, som kan forbedre og udvide mulighederne for at anvende naturlig nedbrydning i forbindelse med risikovurdering.

Kapitel 6
Kapitel 6: Litteratur. Indeholder en kort redegørelse for den gennemførte litteratursøgning. Desuden angives en liste med referencer for den anvendte litteratur.