Effekt af tilsætning af Petrotech til dieselolieforurenet jord 3. Resultater3.1 Karakterisering af jorden Dette kapitel indeholder både en beskrivelse af selve jorden samt resultaterne af forforsøgene og on site feltforsøget. 3.1 Karakterisering af jordenKornstørrelsesfordelingen, vist i tabel 3.1, afslører, at jorden indeholder en stor mængde ler og silt. Efter det danske klassifikationssystem (Miljøstyrelsen, 1996) adskilles sand og silt ved 0,02 mm, så jorden her indeholder omkring 30-35% ler og silt. Grus (> 2 mm) udgør 16-17%, og sand (0,02-2 mm) udgør 48-54%. Når silt- og lerfraktionen ikke er separeret, er det ikke muligt at fastsætte jordtypen yderligere, men med det fastsatte sandindhold er jorden enten en siltjord, lerjord eller en svær lerjord. Sandsynligheden for, at det er en svær lerjord, er dog meget lille. Tabel 3.1. Kornstørrelsesfordeling for jord 1 og jord 2 før iblanding af sand.
3.2 Forforsøg3.2.1 Jordprøver De målte koncentrationer af kulbrinter i de 2 jordprøver med og uden Petrotech er vist i tabel 3.2. Totalindholdet af kulbrinter er ens for jord 2 med og uden Petrotech, og der er en forskel på 6% for jord 1. Det må derfor konkluderes, at Petrotech ikke har nogen indflydelse på analysen af kulbrinter. Tabel 3.2. Koncentrationen af kulbrinter i de 2 jordprøver med og uden tilsætning af Petrotech.
3.2.2 Et trins batchudvaskningsforsøg Resultatet af udvaskningsforsøget er vist i tabel 3.3. Der blev udført dobbeltforsøg på alle jordprøverne. For jord 1 er der en forskel på totalkulbrintekoncentrationen på 3% mellem jorden med og uden Petrotech, hvis totalkulbrintekoncentrationen på 510 mg/kg TS udelades. For jord 2 er der en forskel på totalkulbrintekoncentrationen på 40% mellem jordprøven med og uden Petrotech, hvis der ikke udelades nogen målinger. Hvis totalkulbrintekoncentrationen på 46 mg/kg TS udelades, er forskellen på 8%. Den udvaskelige mængde udgør 1,0-2,8% (hvis den højeste værdi på 7,5% udelades) af stofmængden i jorden. At der ikke udvaskes mere skyldes, at dieselolie består af forholdsvist tunge stoffer, der binder kraftigt til jorden. Det må derfor konkluderes, at Petrotech i den tilsatte koncentration ikke har nogen effekt på udvaskningen af kulbrinter fra jorden. Tabel 3.3. Udvaskningen af kulbrinter af de 2 jorde med og uden Petrotech udtrykt som den udvaskelige stofmængde per kg jord TS. Desuden er den udvaskelige mængde (som total indhold) sat i forhold til mængden i jorden. Udvaskningen er målt i batchudvaskningsforsøg med et vand-/jordforhold på 10:1.
3.2.3 Fordampningsforsøg Resultatet af fordampningsforsøget er vist i tabel 3.4. Rådata og de efterfølgende beregninger for at nå frem til tallene i tabel 3.4 er vist i bilag 8. For jord 1 er der en forskel i den andel, der fordamper, på 11% mellem jorden med og uden Petrotech. For jord 2 er der en faktor 3-4 til forskel på jorden med og uden Petrotech. Andelen, der fordamper, er i jord 2 med Petrotech af samme størrelse, som for jord 1 med og uden Petrotech. Den andel, der fordamper i løbet af forsøgsperioden, udgør 0,0022-0,0072 (2,2-7,2) af mængden af totalkulbrinter eller 0,22-0,69 (22-69%) af mængden C6H6 - C10. At der ikke fordamper mere, skyldes sammensætningen af dieselolie, hvori en meget stor del udgøres af tungere komponenter, der har et meget lille damptryk. Sættes den fordampede mængde i relation til mængden af C6H6 - C10, som er den fraktion, der indeholder de lettere kulbrinter, som forventes at fordampe inden for en rimelig tidshorisont, udgør fordampningen 22-69%. Forsøgene viser, at tilsætningen af Petrotech i den anvendte koncentration ikke har nogen effekt på fordampningen af kulbrinter fra jorden. Tabel 3.4. Fordampningen af kulbrinter fra de 2 jorde med og uden Petrotech udtrykt som den fordampede stofmængde i forhold til henholdsvis mængden af totalkulbrinter i jorden og mængden af C6H6 - C10..
3.3 Feltforsøg3.3.1 Monitering Den løbende monitering med detaljer omkring tidspunkter m.v. er vist i tabel 3.5. Tabel 3.5. Oversigt over den udførte monitering. : Se her 1 : Homogeniseret jordbunkerne ved harvning2: Tilsat 240 l vand pr bunke 3: Tilsat 360 l vand pr bunke 4: Dieselolienedbrydende bakterier 5: Hexadecannedbrydende bakterier 6: Jordprøverne er analyseret senere efter at have været opbevaret i køleskab 3.3.2 Kulbrinter i jorden Det fremgår af figur 3.1 og tabel 3.6, at koncentrationen af totalkulbrinter er den samme i de to jordbunker. På dag 90 er der måske sket et fald i koncentrationen af totalkulbrinter i begge jordbunker. Petrotech har åbenbart ingen effekt på bionedbrydningen af oliestofferne i jorden på basis af kulbrintekoncentrationen i jorden. Kulbrintekoncentrationen i jorden uden Petrotech på dag 42 er sandsynligvis behæftet med fejl. Tabel 3.6. Kulbrintekoncentration (mg/kg TS) i jorden med og uden Petrotech.
Figur 3.1. Koncentrationen af totalkulbrinter som funktion af tiden i henholdsvis
jordbunken med 3.3.3 Driftsparametre Ilt Indholdet af ilt i de 2 jordbunker er vist i figur 3.2. Figuren viser, at den relative iltmætning har været omkring 1, dvs. iltindholdet i jordbunkerne har svaret til atmosfærens, og ilt har derfor ikke begrænset nedbrydningen af oliestoffer. Dette er forventeligt, idet jordbunkerne kun er 20-40 cm høje. Temperaturen Temperaturen i jordbunkerne om dagen har ifølge figur 3.3 varieret mellem 13°C og 26°C. Der er ingen tydelig forskel på temperaturen i de to bunker, hvilket viser, at den tilsatte Petrotech ikke har medført en så forøget mikrobiel aktivitet, at den har givet anledning til en forøget temperatur. Tørstof- og vandindhold Tørstofindholdet vist i figur 3.4 og vandindholdet vist i figur 3.5 viser, at jorden ikke på noget tidspunkt har været fuldstændigt udtørret til trods for, at feltforsøget foregik hen over sommeren med varme lufttemperaturer (se figur 3.3). Eftersom jordprøverne er blandingsprøver, er det viste vand- og tørstofindhold gennemsnitsværdier. I perioder har de øverste par centimeter af jordbunkerne været udtørret. Jorden har generelt bevaret en fugtighed, hvilket har betydet, at der, bortset fra de øverste centimeter, ikke er forekommet en hæmning af den mikrobiologiske aktivitet som følge af udtørring. pH pH varierer, som det fremgår af figur 3.6, mellem 6,76 og 7,39. Der er ingen umiddelbare indikationer på en tidslig variation eller en forskel mellem jorden uden og med Petrotech. De målte pH-værdier er inden for det område, hvor vækst af bakterier er optimal. Figur 3.2. Iltmætningen som funktion af tiden i henholdsvis jordbunken med Figur 3.3. Temperaturen som funktion af tiden i henholdsvis jordbunken med Figur 3.4. Tørstofindholdet i forhold til totalindholdet som funktion af tiden i
henholdsvis jordbunken med Figur 3.5. Vandindholdet i forhold til tørstofindholdet som funktion af tiden i
henholdsvis jordbunken med Figur 3.6. pH som funktion af tiden i henholdsvis jordbunken med 3.3.4 Respirationstest Respirationstests er blevet udført på jordprøver 3 gange (dag 0, 13 og 90) i løbet af forsøgsperioden. Iltforbruget i jordprøverne som funktion af tiden er vist i figur 3.7 for de 3 tidspunkter. Figur 3.7. Middeliltforbruget i jordprøverne med Figur 3.7. (fortsat) Middeliltforbruget i jordprøverne med Hastigheden, hvorved ilten er forbrugt, er blevet beregnet ud fra hældningen på kurven normeret til mængden af jord i den enkelte flaske. På iltforbrugskurven, eksempelvis for dag 0, er der en ændring i hastigheden på kurven. Derfor er der beregnet to hastigheder. Alle de beregnede hastigheder er vist i tabel 3.7. Der er et højere iltforbrug i jorden med Petrotech end uden fra dag 0 til dag 10. Dette skyldes sandsynligvis nedbrydningen af Petrotech. Efter dag 10 er der ikke så stor en forskel mere, hvilket indikerer, at det meste af Petrotechen er nedbrudt i løbet af de første 10 dage. Der er ingen forskel på hastigheden for dag 13, og hastigheden i jorden med Petrotech er ca. 20% større på dag 90 end hastigheden i jorden uden Petrotech. Tabel 3.7. Respirationshastigheden udtrykt som det forbrugte volumen ilt, der omsættes per dag per kg jord TS. Middelværdi +/- varians. Tallene i parentes er minimums- og maksimumværdier.
3.3.5 Mineraliseringstest Mineraliseringstests blev udført på dag 0, 13, 42 og 90. Resultatet af de 4 udførte mineraliseringstests er vist i figur 3.8 for dag 13. Kurven viser andelen af det tilsatte C-14- mærkede hexadecan, som er fundet som C-14-mærket CO2. Ud fra de 4 sæt mineraliseringsforsøg er den initiale nedbrydningshastighed for hexadecan beregnet som hældningen på den første del af kurven. Hældningerne er normeret til jordmængden i hvert forsøg. Disse hastigheder er vist i tabel 3.8. For dag 0 er hastighederne i jorden med og uden Petrotech ens, hvorimod hastigheden for dag 13, 42 og 92 er højere i jorden med Petrotech end i jorden uden. Sammenlignes hastighederne fra de forskellige dage, er hastigheden på dag 90 størst. Da jorden ikke indeholder samme mængde vand i de 4 tilfælde, kan vandindholdet influere på nedbrydningshastigheden, når der sammenlignes hastigheder opnået på forskellige tidspunkter. Figur 3.8. Relativ kuldioxidudvikling af tilsat hexadecan som funktion af tiden.
Jord med Petrotech Tabel 3.8. Mineraliseringshastigheden udtrykt som andelen af den tilsatte mængde-C-14 mærket hexadecan, der er fundet som C-14-mærket CO2, som omsættes per dag per kg jord TS.
3.3.6 Bakterietællinger Kimtal ved 21°C Kimtal ved 21°C er vist i tabel 3.9. Der er ikke den store forskel i antallet af kim ved 21°C i jorden med og uden Petrotech. Antallet af kim stiger med en faktor 10-20 fra dag 13 til dag 42 for at falde med en faktor 4-8 fra dag 42 til dag 90. Tabel 3.9. Kimtal per g våd jord ved 21°C som funktion af tiden i henholdsvis jordbunken med og uden Petrotech.
Specifikke nedbrydere Metoden, der blev anvendt til tælling af dieselolienedbrydende bakterier på dag 0 og dag 13, resulterede desværre ikke i nogen brugbare værdier (selv efter et halvt års inkubering ved 21°C). Metoden anvendt til tælling af hexadecannedbrydende bakterier, der blev anvendt i stedet for på prøverne fra dag 56 og dag 107, resulterede i > 10000 kim/g jord i begge prøver for dag 56 og i > 1500 kim/g i begge prøver for dag 107. Bilag 16 indeholder detaljerne omkring MPN-bestemmelserne.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||