Afværge teknikker for MTBE-forurenet grundvand

6. Sammenfattende vurdering af metoderne og anbefalinger

Der er beskrevet 7 oprensningsmetoder for grundvand og 2 on-site rensningsmetoder for oppumpet luft eller vand, for hvilke der foreligger data for MTBE eller for hvilke, der kan ekstrapoleres til MTBE. I tabel 6.1 er givet en skematisk oversigt over anvendelse og dokumentation for 6 metoder til oprensning af MTBE-forurenet grundvand samt vakuumventilation af den umættede zone. En oversigt over tekniske egenskaber ved oprensningsmetoderne for MTBE er vist i tabel 6.2.

I det følgende gives en sammenfattende vurdering af metoderne.

Naturlig nedbrydning - intern rensning

Med baggrund i opdagelsen inden for de sidste par år af potentialet for biologisk nedbrydning af MTBE både i grundvand og i laboratoriekulturer er det meget sandsynligt, at oprensning af MTBE ved naturlig nedbrydning er en væsentlig fremtidig afværgeteknik. MTBE har vist sig aerobt bionedbrydelig både ved cometabolisme (C3-C6 alkaner som primære substrater) og under forhold, hvor MTBE er eneste kulstofkilde. Sidstnævnte dog kun under laboratorieforhold og i biofiltre (on-site rensning).

Det er uvist, om der generelt er et potentiale for MTBE-nedbrydning under anaerobe forhold, men der er rapporteret om &eacutet tilfælde af anaerob nedbrydning af MTBE i grundvand og &eacutet tilfælde under laboratorieforhold med grundvandssediment. Der er også påvist manglende nedbrydning under både feltforhold og i laboratorieforsøg.

En af fordelene ved naturlig biologisk nedbrydning er, at man vil kunne opnå et meget lavt slutniveau for koncentrationen af MTBE, men sandsynligvis først efter adskillige års nedbrydning. I betragtning af potentialet, er der et betydeligt behov for forskning omkring naturlig nedbrydning af MTBE.

Nedbrydningen kan stimuleres ved tilførsel af ilt. Hertil er der udviklet metoder, hvorved ilten tilføres via boringer i forureningsfanen, bl.a. ved hjælp af det iltafgivende stof magnesiumperoxid. Fordelen ved tilsætning af magnesiumperoxid er, at metoden er "passiv", dvs. at iltfrigivelsen sker ved udsivning fra poser med kemikaliet i selve boringen, hvorved der ikke kræves mekanisk udstyr, som kræver tilsyn. Metoden er dog kun egnet til iltede magasiner, hvilket i Danmark er en væsentlig begrænsning. En anden ulempe er, at boringerne skal stå tæt for at dække forureningsfanen.

Tabel 6.1
Oversigt over anvendelse og dokumentation af oprensningsmetoder for MTBE

Tabel 6.2
Oversigt over tekniske egenskaber ved afværgeteknikker for MTBE. Tidshorisonten er meget afhængig af rensningskriteriet.

Kemisk nedbrydning

MTBE kan nedbrydes kemisk ved tilstedeværelse af f.eks. ozon eller hydrogenperoxid. Der er udviklet et system, hvor ozon tilsættes grundvandet ved et avanceret air sparging udstyr. Den kemiske iltning har den fordel, at det er en hurtig proces i forhold til f.eks. biologisk nedbrydning. Tilførslen af ozon kan dog ilte bromid til bromat, som er kræftfremkaldende, så der skal holdes øje med sideprocesserne, hvilket kræver ekstra monitering. Det skønnes, at anvendelsen af ozon og hydrogenperoxid, ligesom for magnesiumperoxid, kun er egnet til iltede magasiner.

Afhængigt af de geologiske forhold kan der blive behov for et relativt stort antal boringer for at dække hele forureningsfanen. Før kemisk oxidation tages i brug i større omfang, bør der fremskaffes nærmere dokumentation om de teknisk-økonomiske forhold.

Afværgepumpning

Traditionel afværgepumpning skønnes velegnet til at afværge en MTBE-forurening, der har udbredt sig over et større område. Her udnyttes det, at MTBE fortrinsvis befinder sig i selve grundvandet og kun i meget ringe grad binder sig til jorden. Pumpetiden afhænger af de lokale hydrogeologiske forhold, men strækker sig typisk over år. Ulempen ved metoden er, at det oppumpede grundvand måske skal renses på jorden på samme måde som i et vandværk efterfulgt af aktiv kulbehandling. Det skønnes uproblematisk at tillede oppumpet MTBE-forurenet grundvand til eksisterende aktiv slamanlæg, idet MTBE i de aktuelle koncentrationer ikke vil forgifte mikroorganismerne. Der vil endda med tiden sandsynligvis udvikles kulturer, der nedbryder MTBE. Ved in-well stripping undgås on site rensning af vandet, idet rensning foregår i selve boringen.

Stripning

Hvis MTBE-forureningen befinder sig i et afgrænset område, kan man opnå en relativt stor fjernelse af MTBE og øvrige benzinkomponenter på forholdsvis kort tid (måneder) ved anvendelse af stripningsmetoderne: air sparging og cirkulationsboringer. Stripning af MTBE er mindre effektiv end for kulbrinter (BTEX). Problemet med metoderne er, at fjernelsen af de sidste 10-30% af forureningen kan tage meget lang tid på grund af langsom uddiffusion af forureningen fra områder af magasinet med ingen eller ringe vandgennemstrømning. Dette problem er større med air sparging end med cirkulationsboringer. Det kan derfor tage lang tid at oprense grundvandsmagasinet til drikkevandsniveau for MTBE. Herved adskiller MTBE sig dog ikke fra kulbrinterne, idet den langsomme fase af oprensningen er kontrolleret af diffusion, der er nogenlunde ens for alle benzinkomponenterne. Air sparging vil som regel kræve vakuumventilering af den umættede zone til indfangning af den afluftede forurening samt behandling af den forurenede luft, traditionelt med aktiv kul.

Ikke væsentligt dyrere at fjerne MTBE

MTBE er sværere at afstrippe fra grundvand end BTEX og endvidere er stoffet sværere at fjerne med aktiv kul end BTEX, hvorved MTBE er mere omkostningskrævende at fjerne end BTEX. Det skønnes dog ikke, at økonomien rykkes radikalt ved også at skulle fjerne MTBE sammen med BTEX sammenlignet med afværge udelukkende af kulbrinterne. Dette skyldes, at kapitaludgifterne og en væsentlig del af driftsudgifterne ved oprensningen er de samme, hvad enten der er MTBE tilstede eller ej. Desuden skal benzen renses ned til 1 µg/l, hvorimod MTBE kun skal renses ned til 30 µg/l. Der er potentiale til reduktion af omkostningerne ved udvikling af teknikker til biologisk nedbrydning af MTBE og kulbrinter enten i biologiske filtre på jorden eller i biologiske filtre, der opbygges i den umættede zone i jorden.

Øgede driftsudgifter, hvis den administrative grænseværdi for MTBE reduceres

Omkostningerne ved afværge af en MTBE-forurening stiger, hvis den administrative grænseværdi for MTBE nedsættes fra de nuværende 30 m g/L. Forestiller man sig, at en MTBE-forurening afværges ved airsparging, og at en reduktion af forureningen fra 300 m g/L til 30 m g/L har taget &eacuten måned, er det sandsynligt, at en yderligere 10-faktorreduktion af MTBE-koncentrationen i grundvandsmagasinet fra 30 m g/L til 3 m g/L vil tage yderligere &eacuten måned, idet der formentlig kan regnes med en eksponentielt aftagende MTBE-koncentration.

En reduktion i den administrative grænseværdi for MTBE vil derfor resultere i øgede driftsudgifter.

Vakuumventilation

Såfremt MTBE-forureningen er forholdsvis ny, således at der findes væsentlige mængder af MTBE i den umættede zone, kan man opnå en hurtig og effektiv fjernelse af MTBE ved vakuumventilation p.g.a. MTBE’s store flygtighed fra benzin.

Case by case vurdering nødvendig

De enkelte afværgeteknikker for MTBE adskiller sig bl.a. ved:

• Hvor stor MTBE-mængde, der kan fjernes pr. tidsenhed
• Opnåeligt koncentrationsniveau af MTBE efter en given tid
• Kontrol med forureningens udbredelse
• Behov for monitering
• Økonomi, m.v.

Bedømmelsen af metodernes egnethed i en given situation er dermed uløseligt forbundet med de krav, der lokalt stilles til oprensningens effektivitet, tidshorisont og økonomi, samt lokale geologiske og andre specifikke forhold.

Generelt gældet det, at hvis MTBE-forureningen sker i morænelersområder, som er typisk forekommende d&eacuter, hvor en stor del af den danske befolkning bor, er afværge af forureningen vanskelig sammenlignet med sandede geologiske forhold.

Anbefalinger

Det anbefales, at der etableres bedre dokumentation omkring en række afværgeteknikker:

• I betragtning af det umiddelbare væsentlige potentiale for anvendelse af stripningsmetoderne (air sparging, cirkulationsboringer og in-well stripning) og stimuleret kemisk oxidation bør der iværksættes forsøg og systematisk indsamling af data til ordentlig dokumentation af oprensningseffektivitet i relation til geologiske forhold og økonomi.

• Ved stripningsteknikkerne genereres luft, der indeholder MTBE og i de fleste tilfælde også kulbrinter (BTEX). Denne luft kan renses med traditionel aktiv kulbehandling, men der er behov for at få afklaret rensningskapacitet og økonomi i tilknytning til MTBE’s forekomst i luften.

• I betragtning af potentialet for besparelser og en mere bæredygtig udvikling er der endvidere behov for udvikling af teknikker til biologisk rensning af MTBE- og BTEX-holdig luft og vand.

• Endelig anbefales det at undersøge, om der er geokemiske forhold, der betinger naturlig nedbrydning af MTBE og hvordan de øvrige benzinstoffer samtidigt omsættes.