| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |
Kortlægning af diffus jordforurening i byområder. Delrapport 3
Diffuse forureningskilder er typisk industriafkast eller trafik, som medfører
luftbåren forurening. Diffus jordforurening kan være forårsaget af både diffuse kilder
og punktkilder som beskrevet i den følgende:
 | Diffus jordforurening er oprindeligt forårsaget af hændelser, der er relateret til en
eller flere punktkilder, men hvor der er sket er en spredning, opblanding eller
fortynding, således at forholdet mellem kilden og jordforureningen er blevet sløret. |
 | Diffus jordforurening er i modsætning til jordforurening ved punktkilder ikke
afgrænset til arealer umiddelbart i nærhed af punktkilden, og vil typisk omfatte bidrag
fra flere kilder. |
 | Kilder til diffus jordforurening er derfor svære at identificere, og den diffuse
jordforurening er typisk af lettere grad end jordforurening ved punktkilder, såsom
industrigrunde eller affaldsdepoter. |
 | Områder, der igennem tiden har været forurenet af mange forskellige aktiviteter,
f.eks. kulturlag i gamle bydele, eller større områder, der er blevet forurenet i
forbindelse med jordflytning ved anlægsprojekter, byggemodning, landindvinding m.v.,
vurderes som diffust forurenet. |
I nærværende projekt er der i rapporten om erfaringsopsamling og afklaring af kilder
til diffus jordforurening i byområder /ref. 2/ defineret
fem forureningsmodeller, som beskriver den måde, hvorpå en jordforurening kan være
opstået.
 | Nedfaldsmodel |
 | Liniemodel |
 | Overflademodel |
 | Bidragsmodel |
 | Fyldjordsmodel |
Disse fem modeller er gengivet og illustreret i afsnit 2.4 og figur 2.2.
Udgangspunktet for en undersøgelsesstrategi er, at den diffuse jordforurening udfra en
historisk redegørelse for området skal kunne relateres til en eller flere hændelser,
der kan være årsag til at området som helhed er forurenet, og dermed kan beskrives ved
hjælp af statistisk værktøj.
Ved diffus jordforurening kan selv mange jordanalyser ikke sandsynliggøre, at et
større område er forurenet. De enkelte analyser beviser kun, at punkterne, hvori de
analyserede jordprøver er udtaget, er forurenede. Hvis derimod området mellem punkterne
skal dokumenteres som værende forurenet, forudsætter dette en bevisførelse herfor.
Denne bevisførelse kræver, at der udfra den historiske redegørelse opstilles en
sandsynlig forureningsmodel for forureningens oprindelse, og at der i overensstemmelse
hermed findes en indbyrdes og statistisk velfunderet relation mellem punktmålingerne i
det aktuelle område.
Planlægning af en undersøgelsesstrategi for kortlægning af diffust forurenede
arealer omfatter følgende trin:
 | Udarbejdelse af den historiske redegørelse, dvs. inddragelse af eksisterende viden om
arealet og tidligere erfaringer fra lignende typer forureninger samt en geografisk
afgrænsning af det areal, der skal undersøges, jf. 2.3. |
 | Opstilling af en eller flere forureningsmodeller for diffus jordforurening, jf. 2.4. |
 | Definering af de hypoteser, som undersøgelsen skal belyse, jf. 2.5. |
 | Definering af databehov til beregning af statistiske såvel som geostatistiske beviser
for accept eller afvisning af hypoteser, jf. 2.6. |
 | Valg af passende analyseparametre og måleteknikker, jf. 2.7. |
 | Opstilling af prøvetagnings- og analyseplan (evt. faseopdelt), jf. 2.8. |
 | Igangsættelse og udførelse af undersøgelsen. |
 | Statistisk behandling af indsamlede data, jf.2.9. |
 | Vurdering af forureningsforhold, jf.2.9. |
 | Justering af hypoteserne eller strategien, jf.2.9. |
 | Udførelse af evt. supplerende undersøgelser. |
 | Afklaring vedrørende kortlægning på vidensniveau 2. |
Trinene i en systematisk udvikling af en undersøgelsesstrategi er vist i figur 2.1.
Ligesom ved andre typer undersøgelser skal der indsamles oplysninger om potentielle
forurenende aktiviteter i området, herunder både punktkilder og diffuse kilder, og der
skal defineres en præcis afgrænsning af undersøgelsesarealet. I modsætning til
forurening ved punktkilder er der typisk tale om et større geografisk areal og dermed
mulighed for bidrag fra flere forureningskilder.
Ved diffus jordforurening er det relevant at indsamle oplysninger om følgende:
 | Potentielle punktkilder, herunder placering, forureningsart, forureningens mulige
spredningsmønster m.v. |
 | Potentielle lokale, regionale og fjernt diffuse kilder til atmosfærisk nedfald
(boligopvarmning, veje, industriafkast). |
 | Geologiske og hydrogeologiske data. |
 | Jordfyld, evt. opfyldningers oprindelse. |
 | Arealanvendelse. |
Se her!
Figur 2.1
Systematiske trin ved udvikling af en undersøgelsesstrategi
Systematic steps in the development of an investigation strategy
Ved nedfaldsmodellen vil det desuden være relevant med oplysninger om følgende:
 | Typiske meteorologiske data, dominerende vindretning, nedbør (spredningsmønster). |
 | Arealets topografi (nedfaldsarealer, barrierer). |
 | Punktkildens industrielle udvikling (arten og den tidsmæssige udvikling). |
 | OML-beregninger, nedfaldsarealer, skorstenshøjde, emissioner, produktionsforhold. |
Ved liniemodellen vil det være relevant med oplysninger om følgende:
 | Anlægsaktiviteter (årstal, jordfyld). |
 | Afledning af vejvand, vejprofil (bredde, støjvold, vejgrøft). |
 | Vejalder/tracé, vejkryds. |
 | Omgivelser (fortov, cykelsti, græsplæne, afstand til boligbebyggelse. |
 | Trafikmålinger som årsdøgntrafik, typisk trafikhastighed, antal af køretøjer
fordelt på typer. |
 | Arealets topografi (nedfaldsarealer, barrierer). |
 | Typiske meteorologiske data, fremherskende vindretning, nedbør (spredningsmønster). |
Ved overflademodellen vil det være relevant med oplysninger om følgende:
 | Evt. matrikelforhold, herunder eventuelle sammenlægninger eller udmatrikuleringer. |
 | Stofsammensætning og mængden af det udlagte materiale. |
 | Tidspunktet for udlægning af materiale m.v. |
Ved bidragsmodellen vil det være relevant med oplysninger om følgende:
 | Bymæssig udvikling, inklusive boligkvarterer, infrastruktur som vejnet, jernbaner og
havne. |
 | Terrænregulering. |
Ved fyldjordsmodellen vil det være relevant med oplysninger om følgende:
 | Evt. matrikelforhold, herunder eventuelle sammenlægninger eller udmatrikuleringer. |
 | Evt. tidligere råstofudvinding (grus- og mergelgrave). |
 | Genopfyldninger, terrænreguleringer, m.v. |
Diverse oplysninger vil kunne findes i diverse lokal/nationalhistorisk litteratur samt
i litteratur vedr. lokalindustri /ref. 4/. Opfyldte
områder kan desuden ofte stedfæstes ud fra gamle flyfotos. Kilder og metoder til
opsamling af historiske oplysninger er grundigt beskrevet i en rapport over historisk
arealanvendelse i København /ref. 5/.
En undersøgelsesstrategi for et diffust forurenet areal tager udgangspunkt i den måde
(mekanismen), hvorpå en jordforurening er opstået, dvs. kilden, spredningen herfra og
den forventede fordeling og belastning i jordmiljøet.
Der kan beskrives fem forureningsmodeller, som er typiske for diffus forurening.
Diffust forurenede arealer vil dog ofte have været udsat for mere end en form for
belastning.
De fem forureningsmodeller er baseret på et koncept udarbejdet af Amternes Videncenter
for Jordforurening, som følger, jf. figur 2.2:
Nedfaldsmodel: |
En belastning, der i sin oprindelse stammer fra luftbårne emissioner
(støv, gasarter) fra en eller flere punktkilder, f.eks. skorstensafkast fra
forbrændingsanlæg, krematorier, m.v. Den diffuse jordforurening aftager i styrke med
afstanden fra den oprindelige punktkilde, og nedfaldsarealet kan være afhængig af
vindforhold, topografiske og fysiske forhold ved punktkilden. |
|
Liniemodel: |
En belastning, der i sin oprindelse stammer fra et langstrakt element i
landskabet, f.eks. veje, jernbaner, m.v. Den diffuse jordforurening aftager i styrke
vinkelret fra liniekilden. |
|
Overflademodel: |
En belastning, der i sin oprindelse stammer fra den jævne
udspredning af et medie, f.eks. en tidligere ukontrolleret udspredning af slagger, brugt
myremalm, spildevandsslam, m.v. Den diffuse jordforurening udgør en forholdsvis
ensartet belastning i den øverste jordlag over hele det påvirkede areal. |
|
Bidragsmodel: |
En belastning, der i sin oprindelse stammer fra små
tilfældige bidrag på jordoverfladen igennem århundreder, f.eks. de kulturlag, hvorpå
byen vokser. Den diffuse jordforurening udgør en varierende og tilfældig belastning
af topjorden i hele området. |
|
Fyldjordsmodel: |
En belastning, der i sin oprindelse stammer fra en
systematisk påfyldning af jord, affald eller materiale af ukendt oprindelse, f.eks.
fyldområder uden tydelig afgrænsning ved især lavtliggende områder, havne- og
kystarealer samt ved byggemodning, terrænregulering og anlægsarbejder. Den diffuse
jordforurening udgør en varierende og tilfældig belastning i dybden over hele området. |
De fem forureningsmodeller er illustreret i figur 2.2.
Se her!
Figur 2.2
De fem forureningsmodeller for diffus jordforurening
The five conceptual pollution models
For alle fem typer diffust forurenet jord er de tidsmæssige og historiske aspekter
vedrørende spredning i miljøet væsentlige. For det aktuelle geografiske areal skal der
opstilles en model eller modeller for forureningsforhold og sandsynlige
forureningsparametre baseret på den historiske redegørelse.
Typiske kilder og forureningstyper er beskrevet i rapporten over erfaringsopsamling og
afklaring af kilder til diffus jordforurening /ref. 2/.
I tabel 2.1 er gengivet en oversigt over potentielle kilder og forureningsparametre /ref. 2/. Listen er ikke udtømmende.
Tabel 2.1
Forureningsmodeller, potentielle kilder og forureningsparametre /ref. 2/.
Conceptual pollution models, potential sources and pollutants
Forureningsmodel |
Kilder |
Forureningsparametre |
Nedfaldsmodel |
Emission fra
forbrændingsanlæg
Emission fra kulfyrede kraftværker
Emission og støv fra industri; metalforarbejdning
autoophug
kabelskrot |
PAH-forbrænding, dioxiner, Pb
PAH-forbrænding; dioxiner, Pb
PAH-forbrænding; dioxiner, Pb, Mn, Cd, Cu ,Cr, Zn, Ni, Mo
PCB, Phthalater |
Liniemodel |
Emission fra trafik (biler, lastbiler)
Vejvand
Støv fra dækslid
Støv fra asfaltslid
Støv fra bremser
Emission langs jernbane |
Olie, Pb, PAH-forbrænding, dioxiner
PAH-tjære, PAH-olie, Pesticider
Tungmetaller, PAH, Phthalater
PAH
Cu
Cu, PAH, olie, Hydraulikolie, PCB
Asbest** |
Overfaldsmodel |
Udlægning af slagger
Udlægning af brugt myremalm
Udlægning af slam |
Tungmetaller
Cyanid
PAH, olie, PCB, phthalater |
Bidragsmodel |
Bymæssige kilder |
PAH, Pb, Cu, trætjære
PCB
Asbest** |
Fyldjordsmodel |
Forurenet jord fra anlægsarbejdet
Forurenet jord fra vej
Forurenet sediment |
Olie, Mo, V, Ni
PAH´er
Tungmetaller inkl. Hg
Asbest** |
**Analyseteknisk problemer
Undersøgelsesstrategien for diffust forurenet jord har til formål at besvare
spørgsmål om forureningsforhold, eller at bekræfte en hypotese, f.eks.:
 | Spørgsmål: Hvad er niveauet for blyforurening i det specificerede, geografiske areal? |
 | Hypotesen: Blyniveauet aftager med afstanden fra vejen |
 | Hypotesen: Blyniveauet i det specificerede, geografiske areal overskrider
jordkvalitetskriteriet. |
Andre hypoteser, der kan stilles ved vurdering af diffust forurenede arealer, er listet
nedenfor (listen er dog ikke udtømmende).
 | Arealet er belastet med et defineret stof. |
 | Koncentrationsniveauet er større end baggrundsniveauet for tilsvarende arealer, f.eks.
i byer eller på landet. |
 | Jordkvalitetskriteriet for et defineret stof er overskredet. |
 | Forureningsniveauet er "ens" over arealet (Hvad er det gennemsnitlige indhold
og konfidensinterval?). |
 | Der er en sammenhæng mellem forureningsniveauet og afstanden til kilden. |
 | Forureningsniveauet kan forklares med en specifik forureningsmodel (d.v.s.
forureningsspredningen er i overensstemmelse med forureningsmodellen). |
 | Den kemiske sammensætning er "ens" over hele arealet (f.eks. olietype,
PAH-profile) |
Hypoteser og spørgsmål kan belyses trinvist i takt med den løbende dataindsamling og
revidering af strategien. Ved en veltilrettelagt prøvetagnings- og analyseplan bør alle
konkrete stillede spørgsmål/ hypoteser kunne besvares. Uspecifikke udsagn som f.eks.
"er arealet forurenet?", kan ikke undersøges, men specifikke udsagn, som f.eks.
"er forureningsniveauet for bly ens over arealet og er det gennemsnitlige indhold af
bly større end jordkvalitetskriteriet?", kan undersøges med en egnet
prøvetagnings- og analyseplan. Som grundlag for opstilling af hypoteser kan der desuden
tages udgangspunkt i de 10 hypoteser om diffus jordforurening, som er opstillet i den
statistiske bearbejdning af data i rapporten fra Amternes Videncenter for Jordforurening /ref. 6/. Disse er gengivet i tabel 2.2.
Tabel 2.2
Hypoteser om datasammenhænge fra AVJ rapport /ref. 6/.
Hypotheses concerning data relationships according to /6/.
Nr. |
Hypotese |
Forventet sammenhæng |
1 |
Der er en sammenhæng mellem koncentrationsniveauer
og størrelsen af byområdet. Datamaterialet opdeles i grupperne: Land, mindre byer,
middelstore byer og hovedstadsområdet. |
Det forventes, at gennemsnit af
koncentrationsniveauerne i Hovedstadsområdet er større end i de middelstore byer osv.
Sammenhængen forventes at gælde for i det mindste bly og PAH-forbindelser. |
2 |
Der er en sammenhæng mellem forureningsdybde
koncentration og størrelse af byområde. Datamaterialet opdeles i grupperne.
Hovedstadsområdet og resten af landet. |
Det forventes, at forureningerne i hovedstadsområdet
træffes til større dybde end i resten af landet. |
3 |
Der er en sammenhæng mellem
forureningskoncentrationerne og jordtype. Datamaterialet opdeles i udvalgte jordtyper. |
Det forventes, at der er forskel på
koncentrationsniveauerne i de forskellige jordtyper. |
4 |
Der er en sammenhæng mellem forureningsdybden og om
data er bestemt i enten intakte aflejringer eller "omrørte" jordlag (kulturlag
i byen). |
Det forventes, at koncentrationsniveauerne i de
intakte aflejringer er mindre end i de omrørte aflejringer. |
5 |
Der er en sammenhæng mellem afstanden fra
punktkilden og forureningsniveauet. |
Det kunne godt tænkes, at der er en sammenhæng
mellem maks. koncentrationerne og afstanden til kilden. Alternativt kunne der være en
sammenhæng mellem den relative ændring af koncentration og afstanden frakilden. |
6 |
Der er en sammenhæng mellem koncentrationerne af
benzo(a)pyren, og total PAH. Datamaterialet generelt. |
Der forventes at være et fast forhold mellem
indholdet af benzo(a)pyren og total PAH i det indsamlede datamateriale. |
7 |
Der er en sammenhæng mellem total PAH, defineret jf.
Miljøstyrelsens vejledning og indhold af benzo(a)pyren. |
Der forventes at være et fast forhold mellem
indholdet af benz(a)pyren og total PAH i det indsamlede datamateriale. |
8 |
Der er en sammenhæng mellem koncentrationerne af
benzo(a)pyren/total PAH og bly. |
Der anvendes kun datamateriale for undersøgelser af
belastning fra trafik. Da trafik har givet anledning til belastning med såvel bly som
PAH-forbindelser er det tænkeligt, at der er en direkte sammenhæng mellem de påviste
koncentrationsniveauer. |
9 |
Der er sammenhæng mellem trafikintensitet/alt.,
bystørrelse og forureningens fordeling. Der tænkes på afstand og dybde af forurening
set i forhold til kilden. Data opdeles i grupperne: Hovedstadsområdet og resten af
landet. |
Det forventes, at de største koncentrationer er
umiddelbart i top af jordprofilet ved vejkant. Koncentrationen er aftagende med afstand og
dybde. |
10 |
Det undersøges om det i blandingsforureninger altid
vil være de samme parametre, der er dimensionerende ved risikovurderingen og et evt.
afværgeindgreb. |
Det forventes, at det i sager med
tungmetalforureninger typisk vil være bly, der er den dimensionerende for evt.
afværgeindgreb. For PAH-forureninger forventes det, at benzo(a)pyren typisk vil være den
dimensionerende for evt. afværgeindgreb. |
I forbindelse med planlægning af en undersøgelse bør der tages stilling til hvilken
statistisk behandling af de indsamlede data er nødvendigt for at kunne bekræfte
hypoteserne, f.eks. "er det gennemsnitlige indhold af bly større end
jordkvalitetskriteriet?". I bilag A er angivet en række strategiske overvejelser
vedrørende den statistiske og geostatistiske tilrettelæggelse af et
undersøgelsesprogram.
Den statistiske og geostatistiske analyse kan opdeles i to dele:
 | Den deskriptive statistik, som anvendes til beskrivelse af den analytiske usikkerhed og
nøjagtighed, lognormal plot, kumulativt frekvensplot, geografiske variationer samt
korrelation mellem parametre, f.eks. mellem bly og PAH eller mellem de enkelte PAH´er
(PAH-profile). |
 | Den geostatistik statistik (spatielle), som estimerer den geografiske korrelation og
udnytter denne til interpolation af koncentrationsniveauet samt usikkerheden på dette i
hele arealet, dvs. visualisering af forureningsniveauer over undersøgelsesarealet. Det er
den aktuelle geografiske variation mellem målepunkter, som bestemmer interpolationen ved
vurdering af koncentrationsniveauer. |
Den deskriptive statistik er især vigtig, hvis det skal dokumenteres, at forureningen
er "ens" (homogent fordelt) over et større areal, og f.eks. hvorvidt et
jordkvalitetskriterie er overskredet. Hvis forureningen er "ens", er det kun
inhomogeniteten i jorden samt analyseusikkerheden, som kan medføre en spredning i
resultaterne.
Eksempel på deskriptiv statistik
Blyindholdet er målt i 22 jordprøver udtaget fra et areal på
100.000 m³.
Gennemsnitsværdien for 22 målinger af bly er 44 mg/kg TS.
Medianværdien er 37 mg/kg TS.
Variationskoefficient for alle 22 målinger på arealet er 16%.
Analyseusikkerheden ved 5 gentagne analyser på samme prøve ± 12%.
Variansen over arealet i forhold til analyseusikkerheden er ikke signifikant, og det
antages derfor, at forureningen er ens.
Konfidensintervallet for gennemsnittet er 44 ±6 mg/kg og
jordkvalitetskriteriet er 40 mg/kg TS.
Det vil sige, at der i det aktuelle tilfælde skal måles på flere
prøver, hvis det med 95 % sandsynlighed skal bevises, at forureningen enten overskrider
eller er mindre end jordkvalitetskriteriet. |
Feltmetoder vil typisk have en større analyseusikkerhed, men tillader, at der kan
analyseres et større prøveantal. Det er således vigtigt, at de almindelige analytiske
kvalitetsmål inddrages i resultatbehandlingen /ref. 7/. I
rapporten om afprøvning af feltmetoder /ref. 2/ er
anvendelse af deskriptiv statistik illustreret ved afprøvning af to feltmetoder. I bilag
B beskrives statistikken for undersøgelsesresultater fra en tidligere undersøgelse på
Østerbro i København /ref. 11/, og i bilag C vurderes de
supplerende resultater for bly indsamlet i forbindelse med rapporten om afprøvning af
feltmetoder /ref.2/.
Geostatistiske teknikker anvendes til at evaluere rumlig fordeling af data. Disse
teknikker kan anvendes til følgende formål /ref. 9, 10, 12, 13/:
 | At reducere prøvetagningsnettet (antal datapunkter). |
 | At skelne mellem sammenlignelige og ikke sammenlignelige data (outliers - data, som
tilhører en anden population). |
 | At interpolere dataværdier i nabofelter, hvor der ikke foreligger målinger (kriging -
en teknik med vægtede gennemsnit). |
Geostatistiske teknikker beregner variansen, d.v.s. den statistiske forskel mellem
dataværdier lokaliseret i forskellig afstand fra hinanden og alle data inden for en vis
defineret afstand sammenlignes parvis.
Ved den geostatistiske vurdering skal der bl.a. bestemmes afstanden mellem
prøvetagningspunkterne, om der bør anvendes symmetriske eller tilfældige
prøvetagningsnet, og om der i en mindre del af undersøgelsesarealet bør udtages prøver
tæt på hinanden. Især ved vurdering af forureningens geografiske fordeling er det
vigtigt, at der udtages prøver med lille såvel som stor indbyrdes afstand. Herved kan
det vurderes, hvorvidt variansen mellem målingerne stiger med afstanden. I rapporten over
erfaringsopsamling og afklaring af kilder /ref. 2/ angives
eksempler på anvendelse af geostatistiske teknikker.
Hvis der skal udføres en streng statistisk test, skal både den statistiske
nulhypotese og den alternative hypotese defineres, og det skal sikres, at de data, der kan
bruges til at bekræfte eller forkaste den nulhypotese. Hvis den mest sandsynlige hypotese
vælges som alternativ hypotese, kræves færre data til at forkaste nulhypotesen.
Eksempel på en sandsynlig hypotese
som alternativ hypotese.
Hvis der er forventning om, at blyniveauet overskrider
jordkvalitetskriteriet (JKK), opstilles følgende hypoteser:
Nulhypotese |
Ho : µ < JKK |
Det sande gennemsnit (µ) er mindre end
jordkvalitetskriteriet. Hypotesen er nem at afvise, idet alle data påpeger, at JKK
overskrides, og den alternative hypotese accepteres på et relativt begrænset
datagrundlag.
Alternativ hypotese HA : µ ³>
JKK
Det sande gennemsnit (µ) overskrider jordkvalitetskriteriet. |
Det er dog ikke altid hensigtsmæssigt at vælge den mest sandsynlige hypotese som
alternativ hypotese, idet det er undersøgelsens formål og ambitionsniveau, som bør
være bestemmende for valg af nulhypotese.
Eksempel på en sandsynlig hypotese
som nulhypotese.
Hvis blyniveauet ikke overskrider jordkvalitetskriteriet (JKK), er der
intet juridisk grundlag for at kortlægge arealet på vidensniveau 2, og arealet kan frit
benyttes til følsom anvendelse. En fejlbeslutning har store økonomiske og
sundhedsmæssige konsekvenser, hvorfor der skal fremføres afgørende beviser for, at
jordkvalitetskriteriet ikke er overskredet for arealet som helhed, hvis nulhypotesen skal
forkastes.
Der opstilles følgende hypoteser:
Nulhypotese |
Ho : µ > ³=
JKK |
Det sande gennemsnit (µ) overskrider
jordkvalitetskriteriet. Der skal indsamles afgørende beviser for afvisning af hypotesen,
før den alternative hypotese kan accepteres.
Alternativ hypotese HA : µ < = JKK
Det sande gennemsnit (µ) er mindre end jordkvalitetskriteriet. |
Ved statistiske tests skal der vælges med hvilken sandsynlighed, testen ønskes
udført, f.eks. 95% sandsynlighed. Vejledning i statistiske prøvetagningsstrategier er
angivet i /ref. 8, 9 og 10/.
Ved afvigelser fra det forventede statistiske resultat kan afvigende målepunkter evt.
fjernes, og der kan foretages følsomhedsberegninger af konsekvenser. Afvigende punkter
bør aldrig bare fjernes fra et datasæt, men bør være udgangspunkt for vurdering af
konsekvenser for konklusioner og evt. behov for en supplerende dataindsamling.
Enkelte afvigende punkter vil normalt ikke påvirke medianværdien, men har betydning
for middelværdien /ref. 7/. Ved identifikation af
afvigende måledata bør det vurderes, om der er uoverensstemmelse med den forventede
forureningsmodel, og hvorvidt ændringer i undersøgelsesstrategien er nødvendige for at
opfylde undersøgelsesformålet, dvs. belyse de oprindelige spørgsmål/hypoteser.
En geostatistisk følsomhedsvurdering (estimering af koncentrationsniveau inden for
arealet ved hjælp af semivariogrammer og krigging samt efterfølgende sammenligning med
de målte data) kan også anvendes i forbindelse med tolkning af afvigende data.
Den historiske redegørelse og erfaringer fra andre undersøgelser af samme eller
tilsvarende lokaliteter udgør hovedkilderne til viden om mulige forureningsparametre på
en given lokalitet, jf. tabel 2.1
I rapporten over erfaringsopsamling og afklaring af kilder til diffus jordforurening /ref. 2/ er der redegjort for typisk kilder og
forureningsparametre. Tidligere undersøgelser af diffus jordforurening har hovedsagelig
fokuseret på tungmetaller, inkl. cadmium og kviksølv, men især bly samt olie og PAH.
Disse er de meste kritiske parametre ved de fleste undersøgelser. Der kan dog være andre
relevante parametre som cyanid, svovl, sulfat, PCB, phthalater, blødgørere og dioxiner,
men disse er sjældent blevet undersøgt.
Det kan være omkostningskrævende at analysere alle jordprøver for alle
forureningsparametre. Som alternativ kan der analyseres et antal indikatorparametre, der
belyser forureningsniveauet og spredningsmønstret over arealet. F.eks. kan bly
anvendes som indikator for forurening fra trafikken. Som dokumentation for
forureningsniveauet iht. myndighedskravene analyseres herefter et mindre antal
repræsentative prøver for andre forureningsparametre ved hjælp af specifikke
akkrediterede laboratorieanalyser /ref. 14, 15/.
Endvidere kan der anvendes screeningsanalyser, hvor en række stoffer analyseres på et
semi-kvantitativt eller kvalitativt niveau, f.eks. GC-FID-screening for oliekulbrinter,
tjære og andre kulbrinter. Screeningsanalyserne er typisk mindre specifikke metoder med
højere detektionsgrænser end de specifikke akkrediterede laboratorieanalyser /ref. 16/.
Det er dog nødvendigt at identificere, hvilke sammenhæng der er mellem
indikatorparametre, feltmålinger, screeningsanalyser og de specifikke akkrediterede
laboratorieanalyser, som anvendes som dokumentationsanalyser.
Anvendelse af indikatorparametre, feltmålinger og screeningsanalyser skal også
opfylde de krav til dataindsamling, der er defineret i det statistiske og geostatistiske
design. Der er et behov for en statistisk vurdering af variationen mellem
prøvetagningspunkterne, og dette betyder, at analyser med høj analyseusikkerhed
(variation), d.v.s. feltmetoder ikke altid kan bruges. Imidlertid kan feltmetoder og andre
parametre som geologi, tørstof, PID-målinger og organisk indhold (glødetab) give
vigtige informationer om arealets inhomogenitet, som kan relateres til
forureningsforholdene.
Feltmetoder anvendes ofte som screeningsanalyser. I håndbogen om feltmetoder /ref. 17/ er opstillet en oversigt over relevante feltmetoder
i forhold til forureningsparametre. Et udsnit af tabellen vedr. parametre og metode som
vurderes, som relevant for diffus forurening er gengivet i tabel 2.3.
Tabel 2.3
Oversigt over feltmetoder og forureningsparametre
Overview of field screening methods and pollutants
Feltmetode og henvisning til
datablade/ref. 14/ |
Metaller |
CN |
Benzin
/Olie |
PAH |
Phthalat |
PCB |
DDT |
Dioxin |
Visuel bedømmelse DB-1 |
U-kval |
U-kval |
U-kval |
U-kval |
|
|
|
|
Colori- metriske testkits DB-2 |
S-Semi |
S-Semi |
|
|
|
|
|
|
Immunoassay DB-3 |
Hg S-Semi |
|
F-Semi |
F-Semi |
|
F-Semi |
F-Semi |
F-Semi |
EDXRF DB-4 |
S-kvant |
|
|
|
|
|
|
|
PID (headspace) DB-5 |
|
|
U-kval |
|
|
|
|
|
FID (headspace) DB-6 |
|
|
U-kval |
|
|
|
|
|
Felt-GC (headspace) DB-7 |
|
|
S-Semi |
|
|
|
|
|
Fluorimeter SoilScan DB-8 |
|
|
F-kval |
F-kval |
|
|
|
|
HNU Hanby
farve- reaktioner DB-10 |
|
|
F-Semi |
|
|
F-Semi |
|
|
Ekstraktfarve
bedømmelse DB-11 |
|
|
U-kval |
U-kval |
|
|
|
|
Petroflag SDI Test Kits DB-12 |
|
|
F-Semi |
|
|
|
|
|
Kviksølv- dampe måler DB-16 |
S-Semi |
|
|
|
|
|
|
|
Dexsil Testkits DB-19 |
|
|
|
|
|
F-Semi |
|
|
Envirol Testkit DB-20 |
|
|
|
F-Semi |
|
|
|
|
AccuSensor DB-21 |
|
|
F-Semi |
|
|
|
|
|
|
|
|
U: Uspecifik |
F: Forureningsspecifik |
S: Stofspecifik |
Kval: Kvalitativ |
Semi: Semi-kvantitative |
Kvant: Kvantitative |
Som det ses af tabel 2.3, er de to teknikker af interesse ved analyse af henholdsvis
metaller og organiske forbindelser, EDXRF og immunoassay.
En fordel ved at anvende immunoassays i stedet for laboratorieanalyser er, at der kan
analyseres flere prøver inden for samme budget. En ulempe er dog, at analyseusikkerheden
er større (f.eks. >25%) og nøjagtigheden væsentlig mindre (20 -70%) end ved
laboratorieanalyser. Immunoassay for PAH og PCB er vurderet i rapporten om afprøvning af
feltmetoder /ref. 3/.
Hvis inhomogeniteten over undersøgelsesarealet er endnu større end
analyseusikkerheden, kan det alligevel være fordelagtigt at bruge feltmetoder til
screening af forureningsniveauet. Resultaterne kan bruges til at vurdere, om
målepunkterne (med en vis sandsynlighed) ligger inden for et givent
koncentrationsinterval. Immunoassay kan derfor bruges til screening af et større område
i en indledende (fase 1) undersøgelse. En indledende vurdering af forureningsniveauet og
den spatielle fordeling kan bruges til justering af det statistiske design i de
supplerende fase 2-undersøgelser.
Om der er fordele ved at bruge immunoassay vil derfor være afhængig af prøveantal og
størrelsen af det areal, som skal undersøges. Immunoassay kan også bruges til vurdering
af, om der findes større arealer inden for undersøgelsesområdet med signifikant
forskellige koncentrationer. Ambitionsniveauet for undersøgelsen (formålet) har også
betydning, idet immunoassays tillader optimering af et detaljeret prøvetagningsprogram.
Immunoassays vil dog sjældent være fordelagtigt ved mindre og mere enkle
undersøgelsesprogrammer. Immunoassay-resultaterne kan ikke direkte sammenlignes med
GC-MS-SIM-resultaterne, men kan bruges til optimering af prøvetagningen. Ved mindre
undersøgelser eller undersøgelser, hvor koncentrationerne ændres inden for kort afstand
(liniekilder langs vej), og hvor forureningens sammensætning skal identificeres og
kvantificeres, er immunoassay uegnet. Immunoassay kan derimod anvendes til afgrænsning af
forurenede arealer og ved estimering af forureningsniveauet over et større areal.
Til analyse af tungmetaller er EDXRF et udmærket værktøj, dog er detektionsgrænsen
for visse metaller (As, Cd, Hg) forholdsvis høje, hvilket kan begrænse metodens
anvendelighed. Analyseusikkerheden er lille (<15%) og nøjagtigheden 75 - 125 % ved
koncentrationsniveauer på 100500 mg/kg TS. Ved lave koncentrationer tæt på
detektionsgrænsen er analysekvaliteten dog mindre god. EDXRF er vurderet i rapporten om
afprøvning af feltmetoder / ref. 3/ og kan både anvendes
til dokumentation af forureningsforhold suppleret med enkelte akkrediterede
kontrolanalyser, og til screening. Ved at udføre kontrolanalyser på jordprøver(hvor
EDXRF og ICP/AAS resultater sammenlignes) og kontrolmålinger på referencejord kan
analysekvaliteten bestemmes. Vurderingen af analysekvaliteten kan anvendes til vurdering
af data samt forureningens geografiske fordeling af over undersøgelsesarealet /ref. 7/.
Eksempel: Anvendelse af
screeningsanalyser
Fase 1: Der foretages 100 PAH-immunoassay analyser (ca. 40.000 kr.),
herunder 90 målinger af jordprøver med en indbyrdes afstand på 30 - 50 m og 5 målinger
til vurdering af analyseusikkerheden. Herudover udføres to sæt af 5 målinger ved
GC-MS-SIM på to delområder med forskellig indbyrdes afstand fra 1 - 5 m. 5 af disse
prøver analyseres ligeledes ved immunoassay.
Immunoassay indikerer, at PAH-niveauet er jævnt fordelt i intervallet
2-20 mg/kg. Analyseusikkerheden ved immunoassay er ± 70% og nøjagtighed i forhold til
GC-MS -SIM er 20 - 80%. GC-MS-SIM-analyser indikerer en inhomogenitet på ± 150%.
GC-analyserne indikerer desuden, at forureningssammensætningen i de to delområder er ens
og typisk for atmosfærisk nedfald (emission fra forbrænding) /ref. 18/.
Fase 2: PAH-koncentrationsniveauet bekræftes ved yderligere 20
målinger med GC-MS-SIM med en indbyrdes afstand på ca. 20 - 150 m. Til vurdering af
analyseusikkerheden for GC-MS-SIM analyser foretages herudover 5 gentagelser på to
jordprøver.
I alt opnås oplysninger fra 130 punkter. Kun de 32 GC-MS-SIM-analyser
anvendes i de endelige statistiske og geostatistiske vurderingen af forureningsniveauet
over arealet. Immunoassay bruges til at forbedre beskrivelsen af forureningsmodellen samt
ved optimering af det statistiske og geostatistiske design i fase 2. Ved at bruge
GC-MS-SIM-analyser alene er der kun råd til at der måles på 75 punkter, men disse kan
dog anvendes i to faser.
Alternativt kan immunoassay vise, at der er en tendens til højere
PAH-indhold på den vestlige 3. del af området ved skellet til et industrikvarter. I
dette tilfælde kan placeringen af prøvepunkter i fase 2 justeres til afprøvning af
hypotesen om, at forureningen ikke er jævnt fordelt over hele området, men stammer fra
et industrikvarter, dvs. koncentrationer aftager med afstanden. |
Når myndighederne skal træffe afgørelser er det vigtigt, at
beslutningsgrundlaget er troværdigt. Der skal derfor udføres et antal analyser, som så
præcist som muligt angiver forureningsart og koncentration Her tænkes på akkrediterede
specifikt laboratorieanalyser /ref. 16/.
Tungmetaller
Laboratorieanalyser af metaller er baseret på, at metallerne ekstraheres fra
jorden ved opvarmning i salpetersyre. Metallerne bliver således opløst i vand, og
analyserne foretages herefter på den vandige opløsning. Analysen foretages på
væskeekstrakt ved hjælp AAS (Atom Absorption Spektrometri) eller ved ICP-AES (Induktiv-
koblet- plasma-atomemissionsspektrometri), hvor der måles ved de anbefalede
bølgelængder for de udvalgte metaller. Ved ICP kan der analyseres for flere metaller i
samme analysegang. Analyseusikkerheden er typisk mindre end 10% og nøjagtigheden 90 -
95%. For at opnå tilstrækkelige detektionsgrænser er det er nødvendigt med
specielteknikker til kviksølv, cadmium, arsen, nikkel og molybdæn, henholdsvis
coldvapour-teknik ved AAS for kviksølv og grafitovn ved AAS for cadmium, arsen, nikkel og
molybdæn. For de fleste metaller kan opnås væsentlig lavere detektionsgrænser ved
grafitovnsteknik.
Meget ofte udgøres en diffus forurening med metaller af flere forskellige stoffer,
f.eks. chrom, zink og cadmium fra stålværker, bly, kobber og zink fra trafik og
vanadium, bly og antimon fra kulfyrede kraftværker. Derfor er det også ofte af interesse
at kunne vurdere koncentrationsniveauet for flere metaller, og multi-element-teknikker som
ICP og EDXRF kan anbefales.
Tungmetaller med relativt høje jordkvalitetskriterier i forhold til en lav naturlig
baggrundskoncentration, f.eks. kobber og chrom, er sjældent problematiske som diffus
forurening, til trods for at der ofte måles markant forhøjede værdier.
Anderledes forholder det sig med bly, nikkel, arsen, cadmium og kviksølv, hvor
jordkvalitetskriterierne er tæt på baggrundsniveauerne. Forhøjede
tungmetalkoncentrationer kan i visse tilfælde have en naturlig oprindelse.
Organiske Stoffer
Principperne for laboratorieanalyser af organiske forureninger er typisk baseret
på GC-teknikker efter ekstraktion med et ekstraktionsmiddel. Ekstraktions- og
GC-betingelserne er optimeret for de stoffer, der skal måles. Ved GC-FID identificeres
stofferne ved sammenligning af retentionstiden iht. standardstoffer, og derfor kan stoffer
med samme retentionstid interferer. GC-MS er mindre sårbar over for interferens fra andre
stoffer og identifikationen er derfor mere sikre. Analyseusikkerheden er typisk 15 - 20%
og nøjagtigheden 70-95%.
I de senere år har der været en stigende interesse for en nøjere vurdering af
forureningssammensætningen, især de organiske parametre som PAH (tjære, olie, emission
fra forbrænding) og olieprodukter /ref. 18, 19/. Naturlig forekomst af kulbrinter og PAH-lignende stoffer
er ligeledes af interesse, idet disse kan stamme fra tørv, spagnum, organisk-holdige
sedimenter m.v.
Olie- og tjæreforurening består altid af flere enkeltstoffer, og selv ved de mere
specifikke analyser (GC-MS-SIM) identificeres og kvantificeres kun en mindre del af det
totale indhold. I rapporten over statistisk bearbejdning af data over diffus
jordforurening /ref. 6/ er det vist, at der er en klar
sammenhæng mellem benzo(a)pyren (BaP) og total PAH samt med Miljøstyrelsens
jordkvalitetskriteriet (sum af 7 PAH´er). BaP kan derfor anvendes som kriterium ved
klassificering af jord, mens de andre PAH´er og PAH-profilen kan anvendes til vurdering
af forureningsart og -oprindelse. I tvivlstilfælde vil PAH-profilen også bekræfte,
hvorvidt BaP-indholdet er realistisk.
Metoder til at skelne mellem naturlige kulbrinter og forureninger som olie og tjære,
samt til at vurdere, om kilden til PAH-forureninger er pyrogen (forbrænding), petrogen
(olie) eller biogen (naturligt), findes, men kræver detaljerede vurderinger af
komponentsammensætning og komplicerede laboratorieteknikker som GC-MS-SIM /ref. 19, 20/.
En prøvetagnings- og analyseplan omfatter bl.a. beslutninger om:
 | Antal prøver til analyser samt placering og dybde af prøvetagningspunkter |
 | Valg af analyseparametre og -teknikker, herunder fordeling på laboratorieanalyser og
feltmålemetoder |
Det kan anbefales at faseopdele dataindsamling, men dette kan dog undlades.
Afstanden mellem prøvetagningspunkterne er bestemmende for, hvor nøjagtigt
koncentrationsniveauerne for området kan bestemmes. Hvis der ikke foreligger
informationer om stoffets inhomogenitet i jorden samt om analyseusikkerheden, kan den
optimale afstand og antal af prøvepunkter først bestemmes efter en indledende
undersøgelse og databehandling, se fase 1 i figur 2.1.
Selv om det indledningsvis vælges at udtage prøverne i en større skala, f.eks. >
100 m, er det vigtigt også, at vurdere variationen mellem prøver med en mindre indbyrdes
afstand. Ligeledes skal analysemetodens analyseusikkerhed vurderes ved at der udføres
flere bestemmelser på de samme prøver.
Beslutning om, i hvilken skala prøvetagningsnettet skal udføres, bør baseres på den
forventede forureningsspredning over arealet. Den historiske redegørelse, erfaringer
vedrørende typiske belastningsniveauer langs veje, OML-beregninger, vindretninger,
topografi samt det forventede baggrundsniveau er blandt de mange oplysninger, som kan
benyttes ved vurderingen af størrelsen af det påvirkede areal samt den forventelige
variation i forureningsniveauet.
Hvis forureningsmodellen, jf. 2.4, indikerer, at en forureningsfane kan forventes i
en vis retning (nedfalds- eller liniemodel), er det selvfølgelig nødvendigt, at der
udtages prøver både inden for og uden for fanen, således at dens udbredelse kan
kortlægges.
Ved en jævn belastning (overflademodel, bidragsmodel) skal der udtages det antal
prøver, der anses for tilstrækkeligt, for at kunne vurdere variationen over hele
området. Antallet af prøver er dels bestemt af ambitionsniveauet og dels af den
"naturlige" variation i jorden. Hvorvidt antallet af prøverne er
tilstrækkeligt til at beskrive forureningsniveauet kan først vurderes statistisk, når
der er foretaget en beregning af variationen og analyseusikkerheden for de indledende data
fra fase 1.
Eksempel: Prøvetagningsnet
Nedfaldsmodellen medfører ofte en forureningsudstrækning på mindst
1000 m og af koncentrationerne aftager med afstanden til kilden.
Liniemodellen har en væsentlig mindre forureningsudstrækning, under
50 m, men koncentrationerne aftager ligeledes med afstanden til kilden.
Overflademodellen forudsætter en ensartet belastning over arealet.
Bidragsmodellen forudsætter, at de mange bidrag tilsammen udgør et
ensartet niveau, men at de enkelte stikprøver udviser en større variation i både
koncentration og forureningsparametre.
Fyldjordsmodellen kan forventes at udvise endnu større variation
mellem de enkelte stikprøver. |
De fleste former for diffus jordforurening (nedfaldsmodel, liniemodel og
overflademodel) findes i jordoverfladen, og forureningen er i værste fald blandet ned til
plovdybden. Jordforureningen er ofte størst i de øverste 0 - 20 cm jord, og aftager
derefter i styrken (gælder dog ikke i opfyldte områder og for bidragsmodellen og
kulturlag).
Ved kortlægning af diffust forurenet jord er det, i forbindelse med en
risikovurdering, jordoverfladen, der er mest kritisk, idet det primært er
arealanvendelsen, der skal sikres. Ved nedfald af luftbåren forurening vil
jordoverfladen, inkl. græstørv, være belastet. Det kan derfor forventes, at
forureningen i de øverste 05 cm vil være større end de underliggende lag. Der er
dog problemer forbundet med prøvetagning af jorden i det øverste vækstlag, hvorfor der
kan også vælges at udtage jordprøver fra jordlag under græstørv i 2-10 cm dybde, som
antages at være repræsentative ved vurdering af risiko for hudkontakt.
Det anbefales, at jordprøverne udtages i uberørt jord. Dette gælder navnlig
jordprøver, der udtages i dybdeintervallet 0-5 cm. Det er vigtigt at skelne mellem
plantebede, hvor der graves, og uberørt jord, hvor der ikke graves, f.eks. græsarealer
og ikke-dyrket jord.
Ved vurdering af diffust forurenet arealer er det vigtigt, at vurdere om forureningen
aftager med dybden (nedfaldsmodel, liniemodel og overflademodel), hvorfor der skal udtages
jordprøver i forskellige dybder. Dybdemæssige betragtninger er desuden af interesse,
hvis jorden skal bortskaffes.
For områder, hvor der er foretaget terrænregulering med fyldjord, kan der være
tilkørt forurenet jord. Der kan være tale om få eller mange læs forurenet jord af
varierende sammensætning. Dette kan medføre stor variation mellem de indbyrdes
målepunkter samt over dybden. Prøvetagnings- og analyseplaner kan ikke belyse
forureningsniveauet på et sådant areal som helhed, men kan såfremt prøvetagningsnettet
er tilstrækkeligt tæt, evt. bekræfte hypotesen om, at forureningen skyldes tilfældige
forurenede jordlæs,.
Ved anlægsarbejder udføres ofte større jordflytninger, blandt andet er jord langs
veje ofte fyldjord.
Ved opstilling af en prøvetagnings- og analyseplan er det væsentligt at overveje, om
prøverne skal udtages som blandeprøver eller som stikprøver.
Ved blanding af flere delprøver fås en prøve, som repræsenterer gennemsnittet for
de sammenstukne prøver. Blandeprøver er udmærkede, hvis man kun er interesseret i en
gennemsnitsværdi.
Fordelen ved blanding af stikprøver er, at analyseomkostningerne kan reduceres, mens
resultaterne stadig vil være repræsentative for et større jordvolumen. Blanding af
prøver foretages derfor ofte ved vurdering af jordbunker, hvor den spatielle sammenhæng
mellem prøvernes placering i det oprindelig jordlag og forureningsniveauet er gået tabt,
fordi jorden allerede er opblandet.
Til klassifikation af jord anvendes typisk blandeprøver sammenstukket af fem
stikprøver /ref. 15/. Resultaterne anvendes til beregning
af gennemsnittet for jordbunken i forhold til en grænseværdi, der højest må
overskrides med 50% /ref. 15/. Der foretages naturligvis
ikke blanding af stikprøver, hvis der er tale om flygtige stoffer.
Blanding af stikprøver er mindre hensigtsmæssig, hvis resultatet skal bruges til
sortering af jord i bunker efter forskellige koncentrationsniveauer, eller til vurdering
af jordforureningen i det oprindelig jordlag. I sådanne tilfælde skal prøverne kun
blandes, hvis de forventes at være repræsentative for en sammenhængende forurening. Det
vil sige, at prøver fra forskellige geologiske lag og dybder ikke bør blandes.
Ved vurdering af diffus jordforurening skal der etableres en indbyrdes og statistisk
velfunderet relation mellem alle punktmålinger i området, jf. afsnit 2.1. Det er
således vigtigt at vurdere både den indbyrdes variation mellem prøver udtaget tæt på
hinanden og med større afstand. Det er derfor ikke ønskeligt, at prøver fra forskellige
punkter blandes. Blanding af prøver kan dog evt. anvendes med henblik på at reducere
analyseomkostningerne i en indledende vurdering af den spatielle fordeling af forureningen
over større arealer med henblik på at identificere delområder, som kræver større
opmærksomhed.
Endvidere er det ofte blevet forslået, at blande flere delprøver fra et mindre areal
(f.eks. 1 m²) med henblik på at skabe én prøve, som er mere repræsentativ
(gennemsnitsværdi) for prøvetagningspunktet end de enkelte stikprøver. Dette betyder
bl.a., at en enkelt delprøve med højt forureningsindhold ikke kan identificeres som
afvigende (outliers), hvilket kan påvirke den statistiske behandling. Hvis
koncentrationer i delprøver alligevel er sammenlignelige, er der ingen fordel i at blande
prøverne, idet det ikke giver nogen økonomisk fordel og samtidigt er en meget
tidskrævende proces.
Derimod kan det i prøvetagningspunkter, hvor der alligevel er sket opblanding/
behandling af jord, f.eks. i dyrkede bede, overvejes at lave en blandeprøve af 3-5
delprøver for at sikre, at prøven er repræsentativ for feltet og at der ikke er sket en
fortynding af forureningen.
Det skal dog bemærkes, at blanding af jordprøver kræver standardiserede teknikker og
udstyr.
Undersøgelsen rapporteres i en datarapport og resultaterne beskrives statistisk.
Ved databehandlingen vurderes der, om hypoteserne vedrørende forureningsforhold kan
dokumenteres. Der foretages databehandling af de enkelte prøvetagningsfelter, for
delområder og for undersøgelsesarealet som helhed. Med henblik på visualisering af
koncentrationsniveauerne foretages der en geostatistisk vurdering af forureningsniveauerne
over hele undersøgelsesarealet. Data fra den historiske redegørelse og evt. tidligere
data indarbejdes i databehandlingen.
Der vurderes ,om der er behov for yderligere undersøgelser (f.eks. en fase 2 eller 3,
jf. figur 2.1).
I bilag D er der opstillet et teoretisk eksempel på sammenhængen mellem
dataindsamling, hypoteser og databehandling.
| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top
| |
|