| Indhold |

Miljøprojekt nr. 678, 2002

Airsparging og jordventilation med vandrette boringer

Afslutningsrapport

Indholdsfortegnelse

Forord

På baggrund af et stigende antal fund af chlorerede opløsningsmidler i grundvandet, samler interessen sig for at undersøge nye og eksisterende afværgeteknikkers anvendelighed over for denne stofgruppe. På mange lokaliteter påvises stofferne både i den umættede og den mættede zone, hvor de kan udgøre en vedvarende kilde til forurening af inde- og udeklima samt grundvand.

For at dokumentere teknologien under danske forhold er der under Miljøstyrelsens Teknologiprogram og i samarbejde med Miljøkontrollen, Københavns Kommune foretaget en afprøvning af teknikken.

I dette teknologiudviklingsprojekt belyses emner som design, etablering, drift og effekt af kombineret airsparging og vakuumventilering fra vandrette boringer til fjernelse af flygtige organiske komponenter fra både den umættede og mættede zone. Kombineret airsparging og vakuumventilering fra vandrette boringer har ikke tidligere været anvendt i Danmark.

Kendetegnende for lokaliteten er, at den tidligere har huset farveri- og renserivirksomhed med forurening af jord, vand og luft til følge. De anvendte opløsningsmidler har været mineraloliebaserede produkter (terpentin, benzin og petroleum) og chlorerede opløsningsmidler (perchloreethylen).

Arbejdet er udført af NIRAS Rådgivende ingeniører og planlæggere A/S.

Rapporten vil give en oversigt over de erfaringer og konklusioner, der er kommet frem under teknologiprojektet.

Sammenfatning og konklusioner

Dette projekt er udført under Miljøstyrelsens Teknologiprogram for jord- og grundvandsforurening i samarbejde med Miljøkontrollen, Københavns Kommune. Projektet er udført som kombineret airsparging og vakuumventilering fra vandrette boringer på lokaliteten Drejøgade 3-5, Østerbro, København, som tidligere har huset farveri- og renserivirksomhed med forurening af jord, vand og luft til følge. De anvendte opløsningsmidler har været mineraloliebaserede produkter (terpentin, benzin og petroleum) og chlorerede opløsningsmidler (perchlorethylen). De geologiske forhold er domineret af fint-sand med et frit grundvandsspejl ca. 8,5 m u.t., og er således fundet velegnet til både airsparging og vakuumventilation. Grundens areal er ca. 7000 m², og er bebygget med et plejehjem med kælder på en del af grunden.

De vandrette boringer er installeret ved "blind-hole" teknik, hvorved der fra en grube udenfor selve grunden har kunnet installeres filtre op til 130 m ind under lokaliteten. Der er installeret i alt 4 airspargingfiltre 2,5 m under grundvandsspejlet og 5 vakuumventilationsfiltre ca. 2,5 m over grundvandsspejlet, i alt ca. 375 m filter. På grund af stenede horisonter i visse områder, der ikke kunne gennembores, blev et enkelt filter væsentlig kortere end planlagt. Dette understreger vigtigheden af en tilstrækkelig geologisk karakterisering langs boretraceer. På grund af de stenede horisonter, blev det desuden opgivet at bruge filtre med pålimet væv. Ved fremtidige projekter anbefales i stedet at bruge slidsede filtre.

Behandlingsanlægget er opbygget i en 20 fods container og er designet med en vakuumventilationskapacitet på 1000 m³/t og en airsparging kapacitet på 375 m³/t samt 2x260 kg aktiv-kul filtre. En on-line gaschromatograf (GC) var installeret til overvågning af koncentrationen i poreluften fra vakuumventilationssystemet, men denne har ikke fungeret tilfredsstillende og kan ikke anbefales til andre lignende projekter. Anlægget har generelt fungeret teknisk tilfredsstillende, og har været i drift i ca. 80% af den 2 år lange driftsperiode.

Airspargingdelen i behandlingsanlægget har i driftsperioden været drevet ved forskellige driftscykler, for at vurder effekten af pulserende hhv. kontinuerlig airspargingdrift. Erfaringerne har vist, at der ved pulserende driftsform generelt ses en tendens til, at der som funktion af driftstiden oprenses poreluft med et højere fastholdt koncentrationsniveau, ligesom der opnås større fjernelsesrater ved denne driftsform end ved kontinuerlig airspargingdrift. I driftsperioden er der ekstraheret totalt ca. 500 m³ poreluft pr. time, svarende til, at poreluften på det sydlige forureningsområde (overvejende chl.opl. forurenet område) er udskiftet ca. 900 gange, mod forventet ca. 1.500. På det nordlige forureningsområde (overvejende olieforurenet område) er poreluften udskiftet ca. 600 gange mod forventet ca. 1.500-5.000. De gennemførte beregninger af luftstrømningerne og vakuumudbredelse omkring de vandrette boringer i jorden i designfasen er verificeret ved tracerforsøg og vakuummålinger.

Koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler i den umættede zone er reduceret væsentligt (75-98%), men der observeres et vist tilbageslag i et "hot-spot" område.

I området med fri fase terpentin på grundvandet ses ingen væsentlig reduktion i poreluftens indhold af total kulbrinter lige over grundvandsspejlet. Dette skyldes, at terpentinen er "fanget" i den kapilære zone, der ikke ventileres effektivt på grund af en næsten 100% mætning af porerne med vand og terpentin. Udenfor dette område fjernes total kulbrinter til under detektionsgrænsen.

Effekten af airsparging er mest markant i området med fri fase terpentin på grundvandet, idet den her bevirker en kraftig frigivelse og fordampning af flygtige kulbrinter fra den kapilære zone. Der ses ikke samme markante forøgelse i fjernelsesraten for de chlorerede opløsningsmidler. Der er således ingen indikationer på, at der skulle have været fri fase af chlorerede opløsningsmidler indenfor området påvirket af airspargingen. I de tre diskrete filterniveauer i den mættede zone ses generelt en reduktion på 60-95% af de flygtige forbindelse som chlorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter samt BTEX, mens den lavt flygtige andel af kulbrinterne fra terpentinen kun reduceres i mindre grad. I området med fri fase terpentin ses ingen reduktion i koncentrationen af den mindre flygtige andel af kulbrinter i filterniveauerne i den kapilære zone, mens der ses en markant stigning i de dybere filterniveauer. En forøgelse af iltkoncentrationen under drift af airsparging kan måles i alle filterni- veauer – dog mest markant i det øverste.

De niveauspecifikke vandprøver indikerer, at der som effekt af start/stop af airsparging sker en vertikal transport og opblanding af grundvand fra nær grundvandsspejlet og til det dybeste filterniveau ca. 5 m under grundvandsspejlet. Denne effekt er kun markant for de lavt flygtige stoffer i terpentinen samt ilt, mens de let flygtige stoffer som chlorerede opløsningsmidler og BTEX tilsyneladende når at fordampe, inden grundvandet når denne dybde. Den effektive virkningsradius er således stærkt stofafhængig, men for de chlorerede opløsningsmidler er den i størrelsesorden 5-6 m horisontalt fra filtret og til en dybde af ca. 2,5 m under injektionsniveauet (5 m under grundvandsspejlet).

Da oprensningens væsentligste målsætning var at reducere indeklimapåvirkningen til et acceptabelt niveau, blev anlægget stoppet efter 2 års drift, idet poreluftkoncentrationerne i den umættede zone viste et stabilt reduceret niveau. Koncentrationen af PCE i det kapilarbrydende lag under kældergulv er umiddelbart efter stop (1 døgn) af anlæg reduceret 1000 gange (fra ca. 5-100 mg/m³ til 0,004-0,018 mg/m³). Gentagne målinger i løbet af året efter stop viser en stigning til et niveau omkring 0,1-0,2 mg/m³, således at nettoeffekten tilsyneladende er en 100 gange reduktion af koncentrationen.

Koncentrationen af miljøfremmede stoffer efter oprensningen overholder generelt ikke de gældende kvalitetskrav – trods de nævnte markante reduktioner af specielt de mest flygtige komponenter.

De samlede udgifter til projektet er ca. 8 mill. kroner, og beregnes en behandlingspris for det samlede jordvolumen under hele ejendommen (mættet og umættet zone), ligger den i størrelsesordenen 50-75 kr./ton. En tilsvarende kommerciel oprensning i dag vurderes at kunne udføres for ca. 5 mill. kr.

Summary and conclusions

This project has been carried out under The Danish Environmental Protection Agency’s Technology programme for soil and groundwater contamination in co-operation with The Environmental Control Department of the Municipality of Copenhagen. The project concerns the remediation of contaminated groundwater by combined air sparging and vacuum ventilation from horizontal wells at the locality at Drejøgade 3-5, Østerbro, Copenhagen. At this site, a former dyeing and dry cleaning site has caused contamination of soil, water and air due to spills of solvents based on mineral oil (turpentine, petrol and kerosene) and chlorinated solvents (perchloroethylene). The geology of the site is dominated by fine sands with a free groundwater level at approx. 8.5 m under ground level thereby allowing the use of both air sparging and vacuum ventilation cleanup techniques. The area is approx. 7,000 m² and is partly covered by a building (a nursing home) with a cellar.

The horizontal wells have been installed using the "blind-hole" technique, whereby filters up to 130 m can be installed in the underground from an excavation pit outside the site. A total of 4 air sparging filters have been installed 2.5 m below groundwater level and 5 vacuum ventilation filters 2.5 m above groundwater level, a total of approx. 375 m filter. Due to impermeable stony horizons in certain areas, one of the filters was installed significantly shorter than planned. This indicates the importance of accurate underground geological characterisation before planning and installation of the filters. The use of filters with pre glued screens was abandoned due to problems caused by the stony horizons, In future projects, filters with slits can be recommended.

The treatment system has been build up in a 20 ft container with a vacuum ventilation capacity of 1,000 m³/hour, an air sparging capacity of 375 m³/hour and 2 x 260 kg active carbon filters. An on-line gas chromatograph (GC) monitored the soil gas concentration from the vacuum ventilation system, but the on-line GC-monitoring was unsatisfactory and cannot be recommended for similar projects. In general, the treatment system has functioned satisfactorily over the course of approx. 80% of the 2-year operation period.

In the operation period, the effect of pulsating and continuous air sparging operation cycles has been evaluated. There is a general tendency that the pulsating operation cycle maintains a higher overall soil gas concentration, and furthermore higher removal rates are obtained by this form of operation as compared to continuous air sparging. During the operation period, approx. 500 m³ soil gas/hour has been extracted, corresponding to 900 times (instead of the expected 1,500 times) the volume of soil gas at the southern area predominantly polluted with chlorinated solvents. At the northern area predominantly plotted with petroleum contaminants the soil gas volume has been changed approx. 600 times in comparison to approx. 1,500 - 5,000 times as expected. The calculations of the airflow and the extent of vacuum around the horizontal borings in the soil throughout the design phase have been verified by tracer tests and vacuum measurements.

The concentration of chlorinated solvents in the unsaturated zone has been reduced significantly (75-98%), however after termination of the treatment, some rebound has been observed in one of the "hot-spot" areas.

In the area with free phase turpentine on the ground water table, no significant reduction in the content of total hydrocarbons in the soil air just above the groundwater level has been observed. This is due to the fact that the turpentine is caught in the capillary zone, which is not sufficiently ventilated due to an almost 100% saturation of the pores by water and turpentine. Outside this area, treatment has lowered the content of total hydrocarbons to a level below the detection limit.

The effect of air sparging is most apparent in the area with free phase turpentine trapped on the ground water table, as evaporation rates and soilgas concentrations of volatile hydrocarbons in the capillary zone are high.

A similar marked increase in the removal rate for the chlorinated solvents has not been observed. Thus, there are no indications that free phase chlorinated solvents are present within the area affected by the air sparging. In the 3 separate filter levels in the saturated zone, a general reduction of 60-95% of the volatile compounds such as chlorinated solvents and their degradation products as well as BTEX is observed, while reduction of the less volatile components of the turpentine hydrocarbons is less apparent. In the area with free phase turpentine, reduction in the concentration of the less volatile turpentine components in the filter levels in the capillary zone is not observed, but a significant increase has been observed in the deeper filter levels. In all filter levels - but most significantly in the upper level – an increase in the oxygen concentration was measured during operation of the air sparging system.

As an effect of start/stop of the air sparging, water samples taken at specific depths in the soil profile indicate that a vertical transport and mixing of ground water from near the groundwater table to the deepest filter level approx. 5 m below groundwater level occurs. This effect is only significant for the less volatile turpentine components and for oxygen, while the most volatile components such as the chlorinated solvents and BTEX apparently evaporate before the groundwater penetrates to this depth. Thus, the effective radius of effect is extremely dependent on the contaminant, but for chlorinated solvents the radius of effect is 5-6 m in a horizontal plane from the filter and extending to a depth of approx. 2.5 m below the level of injection (5 m below groundwater level).

Since the main objective of the cleanup is to achieve an acceptable indoor climate for the buildings above the contaminated zone, the system was stopped after 2 years operation, as the soil gas concentrations in the unsaturated zone showed a stable and reduced content of contaminants. The concentration of PCE in the capillary layer under the cellar floor was immediately after shut down of the system (24 hours) reduced 1,000 times compared to the initial concentrations before treatment (from approx. 5-100 mg/m³ to 0.004-0.018 mg/m³). Several measurements carried out over the 1st year after the shut down show a slight increase to a level approx. 0.1-0.2 mg/m³, and thus the net effect is a 100 times reduction of the initial concentrations.

In general, the concentration of xenobiotic contaminants after treatment does not comply with the existing groundwater quality criteria – in spite of the significant reductions of especially the most volatile components.

The total costs of the project are approx. 8 mio. kr., and a treatment price for the total soil volume at the locality (saturated and unsaturated zones) would be approx. 50-75 kr./ton. A similar commercial clean up is estimated at approx. 5 mio. kr.

1 Indledning

1.1 Baggrund

Lokaliteten på Drejøgade 3-5, Østerbro, København, har dannet ramme for aktuelle teknologiudviklingsprojekt.

På lokaliteten har der i perioden 1900-1965 været forskellig renseri/-farveriaktivitet med anvendelse af terpentin samt chlorerede opløsningsmidler. Grunden er på ca. 7000 m² og de tidligere fabriksbygninger er revet ned og erstattet med et plejehjem, opført i 5 etager. Der er kælder i den del af plejehjemmet, som vender ud mod Drejøgade, jf. figur 1.1.

1.2 Forurenings- samt jord- og grundvandsforhold

Ved forureningsundersøgelser forud for projektets opstart blev der påvist et forhøjet indhold af PCE (tetrachlorethylen) i indeluften samt i poreluften umiddelbart under gulvene. Det blev ud fra en risikovurdering anbefalet at gennemføre afværgetiltag for at nedbringe afdampningen til plejehjemmet til et acceptabelt niveau. I den aktuelle sag er der ingen grundvandskonflikt, men der vil i det aktuelle teknologiprojekt blive vurderet ligeligt på opreninsgseffekten i poreluft, jord og grundvand, for herved at kunne vurdere oprensningseffekten ved kombineret airsparging- og vakuumventilationsteknik.

Forureningsudbredelsen på lokaliteten forud for oprensningens start er gengivet i figur 1.1. De planlagte (projekterede) i alt 4 vandrette airspargingfiltre og 5 vandrette vakuumventilationsfiltre samt det tilhørende behandlingsanlægs placering fremgår ligeledes af figuren. Som nærmere uddybet senere i rapporten, kom airspargingfilter 4a aldrig i drift.

Se her!

Figur 1.1
Situationsplan – planlagte afværgetiltag og fastlagte forureningsudbredelse forud for oprensningens start (se også bilag 1) /ref.1/

Terrænet på lokaliteten er beliggende i kote ca. 12. Øverst findes et fyldlag, som har en mægtighed på op til 3 m, underlejret af ca. 2 m morænesand og -ler. Fra kote ca. 7 træffes en relativ homogen smeltevandsaflejring af sand, der fortsætter ned i den umættede zone til kote –4 ( svarende til ca. 16 m.u.t.) eller dybere.

Det primære magasin udgøres af smeltevandsaflejringen, der formodes at stå i hydraulisk kontakt med kalken. Magasinet har et frit vandspejl, som findes i kote ca. +3,5 , svarende til ca. 8,5 m.u.t. Den overordnede strømningsretning er i sydøstlig retning ud mod Øresund.

1.3 Formålet med teknologiudviklingsprojektet

2 Opnåede erfaringer med etablering og drift

2.1 Vandrette boringer

2.1.1 Design

Inden for selve lokaliteten er forureningsområdet opdelt i 2 zoner, hvor PCE henholdsvis terpentin udgør de dominerende forureningskomponenter, jf. figur 1.1. Det blev vurderet, at der totalt kunne oprenses ca. 1000 kg chlorerede opløsningsmidler samt ca. 2000 kg oliekomponenter fra lokaliteten, men det blev også angivet, at disse estimater var behæftet med en væsentlig usikkerhed.

Da disse 2 forureningstyper er væsentligt forskellige mht. bl.a. flygtighed, bionedbrydelighed og opløselighed, var det i forbindelse med design-fastlæggelsen nødvendigt at vurdere hver zone for sig.

Den dominerende fjernelsesproces ved vakuumventilationen (SVE) vurderes at være fordampning, mens der dog for terpentinen også forventes en vis acceleret bionedbrydning som følge af tilførsel af ilt fra atmosfæren til den umættede zone.

Ved airsparging (IAS) forventes den dominerende fjernelsesproces at være stripning. I området med terpentinforurening forventes også en væsentlig aerob nedbrydning som følge af tilførslen af ilt med den injicerede atmosfæriske luft.

Vakuumventilationsboringer

Tabel 2.1:
Designgrundlag for vandrette SVE- filtre.

Af tabel 2.1 fremgår, at det skønnede total flow på vakuumventilations- delen blev fastsat til 1000 m³/t, svarende til, at der over en 2-årig driftsperiode kunne gennemføres mindst 1500 poreluftsudskiftninger i både området med olieforurening og området forurenet med chlorerede opløsningsmidler.

For at opnå mulighed for forskellige flow i de 2 forskellige forureningsområder på lokaliteten, jf. figur 1.1, blev det ud fra en anlægsøkonomisk betragtning valgt at installere 2 filtre i samme boring ved at sektionere hvert installeret filter i 2 selvstændige afsnit.

Filterdimensionen for SVE-filtrene blev efter detailberegning fastsat til ø 150 mm i samarbejde med en ekstern konsulent (Dana Brock, Veizades and Ass. San Francisco, USA), som ligeledes anbefalede specialfiltre med pålimet filtervæv. For yderligere detaljer omkring design af filtrene henvises til /ref. 1/.

Airspargingboringer

Tabel 2.2:
Designgrundlag for vandrette IAS- filtre.

På baggrund af amerikanske erfaringer /ref. 2/ blev en filtertype med pålimede special spargeinserts valgt. Disse hindrer partikler i at trænge ind i denne filtertypes huller og fordeler udstrømningen af luft jævnt langs rørets fulde længde.

Filterdimensionen blev efter detailberegning fastsat til ø 150 mm i samarbejde med en ekstern konsulent (Dana Brock, Veizades and Ass., San Francisco, USA), jf. /ref. 1/.

For at opnå mulighed for forskellige flow i de 2 forskellige forureningsområder på lokaliteten, jf. figur 1.1, blev det ud fra en anlægsøkonomisk betragtning valgt at installere 2 filtre i samme boring ved at sektionere hvert installeret filter i 2 selvstændige afsnit. For yderligere detaljer omkring design af IAS-filtrene henvises til /ref. 1/.

2.1.2 Etablering

2.2 Moniteringsboringer

Figur 2.1:
Opbygning af en moniteringsboring

2.2.2 Etablering

Figur 2.2:
Koncentration af PCE, TCE og oliekomponenter i moniteringsfiltrene i MB7. Hver graf består af data fra samme analyserunde.

2.2.3 Drift

Figur 2.3:
Prøvetagningstidspunktets betydning for stofkoncentrationen (MB7 – hvidt filter)

2.3 Behandlingsanlæg

Behandlingsanlægget var designet for oprensning af max. 1000 m³ poreluft pr. time, med en maksimal startkoncentration på 20.000 mg PCE/m³, 1.000 mg TCE/m³ og 25.000 mg oliekomponenter/m³_. Injektionen blev designet til maksimalt 375 m³ atmosfærisk luft pr. time, jf. afsnit 2.1.1.

Proceslinierne på airsparging- og vakuumventilationsdelen blev designet i henhold til praksis for denne anlægstype, jf. udbudsmaterialet /ref. 7/ samt procesdiagrammer for airsparging- og vakuumventilationsdelen, som præsenteret i fig. 2.4 og 2.5. Det er valgt at anvende sidekanalblæsere frem for kapselblæsere til SVE-systemet, og herved er opnået en anlægsbesparelse på ca. kr. 100.000 mod en øget driftsudgift på ca. kr. 50.000 for en 2-årig driftsperiode.

Der er installeret en varmeveksler til køling af luften før indløb i kulfiltret, idet opsuget poreluft før passage af varmeveksleren typisk har en temperatur på 40-60° C /ref 6/. Som eksempel kan i den forbindelse anføres, at mætningsgraden for PCE på den anvendte type aktive kul typisk ville være faldet fra ca. 20% til ca. 10%, hvis ikke en varmeveksler var blevet monteret. Et så markant fald i adsorbtionsevne ville således have påført projektet en ekstra driftsudgift til kul på 90-100%, svarende til kr. 550.000- 600.000, excl. moms. Til sammenligning kan det anføres, at den monterede varmeveksler repræsenterede en anlægsværdi på ca. kr. 50.000 og en årlig driftsudgift på ca. kr. 20.000. Priser er anført excl. moms.

Som led i teknologiudviklingsprojektet var der ekstraordinært installeret en målestation, hvor en gaschromatograf (GC) on-line skulle måle koncentrationsniveauet af PCE, TCE henholdsvis total kulbrinter (total-C) i den ekstraherede poreluft fra de i alt 5 SVE-filtre. GC’en er udstyret med kombineret FID- og ECD-detektor.

Procesdiagram for airsparging- og vakuumventilationsdelen, incl. målestationen, er gengivet på figur 2.4 og 2.5.

Se her!

Figur 2.4:
Procesdiagram, vakuumventilationsdelen og tilhørende målestation /ref. 1/
   

Figur 2.5:
Procesdiagram, airsparging /ref. 1/

2.3.2 Etablering

Etableringen forløb uden væsentlige afvigelser i forhold til det projekterede design.

2.3.3 Drift

I driftsfasen blev der udført månedligt tilsyn på behandlingsanlægget i henhold til moniteringsskemaet, som vist i bilag 4. Supplerende blev der udført "on-line" GC-analyser af ekstraheret poreluft på den installerede målestation.

Igennem den godt 2-årige driftsperiode blev der gjort følgende observationer og følgende overordnede driftserfaringer med behandlingsanlægget:

Vakuumventilation

De økonomiske nøgletal for det gennemførte teknologiudviklingprojekt er gengivet i tabel 2.4 og 2.5.

2.4.1 Design

I forbindelse med projektet er der udført en række in-situ test på lokaliteten, og på baggrund heraf er selve afværgeprojektet detailprojekteret. Udgiften til forundersøgelser var ca. 200.000 kr. og detailprojektering var ca. 300.000 kr.

2.4.2 Etablering

De økonomiske nøgletal for etablering af afværgeprojektet fremgår af tabel 2.4.

Tabel 2.4:
Økonomiske nøgletal for etablering af afværgeprojekt angivet i 1.000 kr., excl. moms

¹⁾ excl. udgift til erstatninger til lodsejer

Det skal bemærkes, at afholdte udgifter i relation til aktiviteter i forbindelse med vurdering af naturlig nedbrydning på lokaliteten /ref. 4/ ikke er indregnet i nøgletallene i tabel 2.4.

2.4.3 Drift

De økonomiske nøgletal for indkøring og drift af afværgeprojektet fremgår af tabel 2.5.

Tabel 2.5:
Økonomiske nøgletal for indkøring og drift af afværgeprojekt angivet i 1.000 kr., excl. moms

¹⁾ excl. udgift til TV-inspektion af dræn, overmaling af graffitti o.a. driftsudgifter

3 Effekt af afværgeprojekt

3.1 Effekt af afværgeprojekt registreret i behandlingsanlæg

I det følgende omtales den fjernelse af forurening, som afværgeanlægget direkte har forårsaget ved ventilationen. Sideeffekter som f.eks. øget naturlig nedbrydning forårsaget af indblæsning af atmosfærisk luft i den mættede zone omtales ikke i dette afsnit.

3.1.1 Resultater

I bilag 5 præsenteres en graf, der viser den totale poreluftmængde, samt dets indhold af chlorerede opløsningsmidler (PCE+TCE) og oliekomponenter, der som funktion af driftstiden ekstraheres og oprenses fra lokaliteten.

I bilag 6 præsenteres en graf, der viser de opnåede fjernelsesrater for chlorerede opløsningsmidler (PCE+TCE), oliekomponenter og total kulbrinter som funktion af driftstiden.

I bilag 7 præsenteres graf, der viser akkumuleret massefjernelse for chlorerede opløsningsmidler (PCE+TCE), oliekomponenter og total kulbrinter som funktion af driftstiden.

3.1.2 Flow for vakuumventilationsdelen

Nøgletallene for flow i driftsperioden er sammenfattet i tabel 3.1

Tabel 3.1:
Flow under drift (m³/time)

Nøgletallene for antal af udskiftede porevolumener i driftsperioden er sammenfattet i tabel 3.2.

Tabel 3.2:
Porevolumener udskiftet i løbet af driftsperioden

I alt er udskiftet ca. 1025 poreluftvolumener på den sydlige del af lokaliteten og ca. 725 poreluftvolumener på den nordlige del af lokaliteten, svarende til en udskiftning af totalvolumenet ca. 900 gange.

Årsagen til, at der på den nordlige del af lokaliteten er opnået en væsentlig mindre luftudskiftning end forventet, skyldes primært, at der reelt mangler et filter, som ikke kunne installeres pga. sten.

3.1.4 Koncentration i ekstraheret poreluft

Nøgletallene for koncentrationen i den ekstraherede poreluft er sammenfattet i tabel 3.3.

Tabel 3.3:
Koncentration i ekstraheret poreluft i de enkelte filtre (mg/m³)

Sammenholdes de anførte data i tabel 3.3 med figur 1.1. ses, at de højeste koncentrationer i den ekstraherede poreluft af PCE, TCE henholdsvis olie påvises i filtre placeret i de områder af lokaliteten, hvor disse forureningskomponenter også er påvist dominerende. Samtidig fremgår det af tabel 3.3, at der i oprensningsforløbet aldrig er opnået de i designgrundlaget fastsatte max. koncentrationer, hvilket primært vurderes at skyldes det utilstrækkelige undersøgelsesgrundlag, som ligger til grund for fastlæggelsen af design. I den forbindelse bør det nævnes, at moniteringsboringerne (MB1-MB17) først blev etableret efter, at anlægget var designet.

3.1.5 Fjernelsesrater

Nøgletallene for fjernelsesrater er sammenfattet i tabel 3.4.

Tabel 3.4:
Fjernelsesrater i de enkelte filtre (g/time)

Der blev i forbindelse med designgrundlaget ikke vurderet nærmere med hensyn til forventede max. opnåelige fjernelsesrater og en evt. udvikling over tid.

Sammenholdes de anførte data i tabel 3.4 med figur 1.1. ses, at de højeste fjernelsesrater i den ekstraherede poreluft af PCE, TCE henholdsvis olie påvises i filtre placeret i de områder af lokaliteten, hvor disse forureningskomponenter også er påvist dominerende.

De højeste fjernelsesrater for de enkelte forureningskomponenter ses, som forventet, i de pågældende kildeområder.

Der kan overordnet identificeres en eksponentielt aftagende fjernelsesrate over tid, hvilket er forventet. For både PCE/TCE og oliekomponenter opnås der efter ca. 6 måneders drift af vakuumventilation uden samtidig drift af airsparging, et relativt stabilt koncentrationsniveau i den oppumpede poreluft, jf. bilag 5.

3.1.6 Massefjernelse

Nøgletallene for massefjernelse i driftsperioden er sammenfattet i tabel 3.4.

Tabel 3.5:
Massefjernelse (kg)

Der er i alt fjernet 450-500 kg chlorerede opløsningsmidler og 3400-3500 kg olie. Af bilag 7 fremgår det, at ca. 95% af de oprensede chlorerede opløsningsmidler udgøres af PCE, mens ca. 100% af de oprensede oliekomponenter udgøres af et terpentinlignende produkt.

Airspargingdelen i behandlingsanlægget har været drevet ved forskellige driftscykler, for at vurdere effekten af pulserende kontra kontinuerlig airspargingdrift. Af bilag 5, 6 og 7 fremgår det, hvornår behandlingsanlægget har været drevet under hvilken driftsform. Grundet de mange utilsigtede driftsstop, er der ikke testet så mange driftscykler som ønskeligt.

Efter 6 måneders drift af vakuumventilation alene blev airspargingdelen startet, og der ses herefter en markant stigning (5 gange) i den ekstraherede porelufts indhold af primært oliekomponenter (terpentin). Derimod ses kun en svag stigning (2 gange) i poreluftens indhold af PCE/TCE, hvilket indikerer, at airspargingen medfører en fordampning af en væsentlig mængde fri fase terpentin, mens der ikke er tegn på samme proces for PCE, jf. bilag 6.

På det foreliggende grundlag vurderes, at der ved pulserende driftsform generelt ses en tendens til, at der som funktion af driftstiden oprenses poreluft med et højere fastholdt koncentrationsniveau, end tilfældet er ved oprensning under kontinuerlig driftform.

Ligeledes opnås større fjernelsesrate ved pulserende end ved kontinuerlig airspargingdrift.

Ved kontinuerlig airspargingdrift ses således et hurtigere eksponentielt aftag i koncentrationsniveauet, som funktion af driftstiden. Ved såvel pulserende som kontinuerlig driftform ses dog generelt et nogenlunde stabilt forureningsniveau mod hver driftsperiodes afslutning, hvilket indikerer, at der som funktion af tiden, opstår diffusionsbegrænsninger i den mættede zone, kombineret med, at forureningsniveauet i den umættede zone generelt falder som funktion af driftstiden.

Årsagen til den generelt højere oprensningseffekt ved pulserende airspargingdrift vurderes at være, at der ved "on"/ "off" injektion af atmosfærisk luft opnås en mere ensartet beluftning og større influenszone, pga. en dynamisk proces med dannelse af stadig nye kanalstrukturer. Ved kontinuerlig airspargingdrift viser erfaringer, at der efter kort tids drift opstår en tilnærmet stabil situation med foretrukken strømning langs kanaler i de mest højpermeable zoner, og herved en væsentlig ringere beluftning af de mellemliggende jord- og grundvandsvolumener /ref. 5/.

3.2 Effekt af afværgeprojekt registreret i moniteringsboringer

I nærværende afværgeprojekt er det fra start besluttet at følge oprensningen ud fra poreluft- og vandprøver, idet sådanne prøver vurderes at repræsentere et større område end f.eks. jordprøver. For hver analyserunde (6 i alt) er der fra i alt 45 filtre i den umættede zone og 47 filtre i den mættede zone udtaget prøver til analyse for op til 21 parametre.

3.2.1 Datapræsentation og validering

Det er vigtigt at overveje, hvordan data kan tolkes og præsenteres således, at det er muligt at besvare relevante spørgsmål stillet i forbindelse med afværgeprojektet. Data er bl.a. præsenteret både horisontalt og vertikalt, stof- eller stofgruppevis og til forskellige tider, f.eks. baseline, driftsituation, stop og efter tilbageslag. Forud for denne tolkning og præsentation er der derfor gennemført en omfattende databearbejdning og validering. Vigtige overvejelser og principielle valg, som er foretaget i forbindelse hermed, fremgår af bilag 10.

3.2.2 Jord

Antallet af jordanalyser (6 stk.) er som planlagt væsentligt begrænset i forhold mængden af poreluft- og grundvandsanalyser. I bilag 8 er resultater af jordanalyserne fra 3 boringer, hvorfra der er analyseret prøver både før og efter afværgeprojektets, vist. Ligeledes er de målte PID-niveauer i jordprøverne udtaget efter afslutning af afværgeprojektet angivet.

Af bilag 8 fremgår det, at det generelt har været vanskeligt at gentage de 3 udvalgte boringer. Det er kun ved MB7, at det efter stop af anlæg har været muligt at gentage den indledende boring til fuld dybde, og dermed findes der kun ét prøvesæt, der er direkte sammenligneligt.

Dette ene prøvesæt fra MB7 (8,0 og 8,5 m u.t.) viser, at der er sket en væsentlig reduktion i koncentrationen af de tilstedeværende forureningskomponenter under drift af afværgeanlægget. Efter stop af afværgeanlægget er total kulbrinter, BTEX og TCE nu under detek- tionsgrænsen, mens der stadig er lidt PCE til stede i jordprøven.

Ovenstående viser, hvor problematisk det kan være at gentage udtagningen af en jordprøve, samt at jordmatrixen erfaringsmæssig er langt mere inhomogen end poreluft og vand.

3.2.3 Grundvand

I bilag 9 er den horisontale udbredelse af udvalgte stoffer/stofgrupper i de 3 filterniveauer tolket ud fra koncentrationen i de enkelte filtre. De udvalgte stoffer/stofgrupper er total kulbrinter, BTEX, chlorerede opløsningsmidler, nedbrydningsprodukter fra chlorerede opløsningsmidler og ilt. For ilt er yderligere medtaget udbredelsen under drift. Udbredelsen er tolket ved baseline (analyserunde 2) og 5 mdr. efter stop af anlægget (analyserunde 6). Et eventuelt tilbageslag skulle således kunne erkendes.

For hvert filterniveau er den gennemsnitlige startkoncentration, antal filtre med reduktion/forøgelse, gennemsnitlig koncentrationsreduktion/-forøgelse samt procentvis reduktion for udvalgte stoffer og stofgrupper beregnet. Denne statistiske bearbejdning er sammenfattet i en samlet figur i bilag 10, hvoraf også fremgår den metodiske angrebsvinkel.

Ilt

Af bilag 10-1 fremgår det, at koncentrationen af ilt i perioden med airsparging i gennemsnit er øget 2,1 mg/l i det hvide filterniveau, 0,7 mg/l i det røde filterniveau og 0,4 mg/l i det blå filterniveau. Dette skal sammenholdes med de gennemsnitlige startkoncentrationer 1,36 mg/l, 0,36 mg/l henholdsvis 0 mg/l i de 3 filterniveauer. I ingen filtre er der sket en reduktion af iltkoncentrationen.

På figur 3.1 er koncentrationen af ilt optegnet for en række udvalgte filtre før start, under drift og efter stop af airsparging.

Figur 3.1:
Mættet zone. Iltindhold i udvalgte filtre før, under og efter stop af airsparging driften.

I filtrene MB9, MB10 og MB12, som er 3 af de 8 boringer, der ligger maksimalt 7 m fra airspargefiltrene, ses i det hvide filterniveau den største forøgelse af iltkoncentrationen i alle analyserunderne. Koncentrationen øges her fra omkring 0,5-4 mg/l til 7-9 mg/l. I de resterende filtre øges koncentrationen fra ca. 0 mg/l til ca. 0,5 mg/l. Fælles for de 3 filtre, hvor der er set den største forøgelse af iltkoncentrationen, er, at de er placeret uden for området med fri terpentin på grundvandet, hvor iltforbruget ikke er kraftigt.

I områder, hvor der fra før start af airsparging var høje iltkoncentrationer, forøges iltkoncentrationen også. Et eksempel herpå er filtret MB4-Hvid, jf. figur 3.1. De høje iltkoncentrationer i enkelte boringer før start og efter stop af airsparging kan forklares ved, at disse boringer ligger opstrøms eller sideværts for selve oliekilden, og derfor viser baggrundsniveauet i det grundvand, der strømmer ind under grunden.

Nedstrøms airsparging filtrene, kan der i filtrene MB11-Hvid- og -Rød samt MB14-Hvid, konstateres enkelte målerunder med iltindhold på op til 0,5-1,5 mg/l, jf. figur 3.1 og bilag 9-5.

Af bilag 10-1 fremgår det, at koncentrationen af total kulbrinter i gennemsnit er faldet 2.241 m g/l i 8 filtre, mens den i gennemsnit er steget 2.429 m g/l i 5 filtre i det hvide filterniveau. Der er altså set under et ikke sket nogen reel reduktion af koncentrationen af totalkulbrinter i dette filterniveau. I det røde og blå filterniveau er der flere filtre med en forøgelse af koncentrationen end med reduktion af koncentrationen. Koncentrationen er i gennemsnit steget meget mere i filtre med en forøgelse end den i gennemsnit er faldet i filtre med reduktion af koncentrationen.

Af bilag 9-1 fremgår det, at koncentrationen af total kulbrinter i det hvide filterniveau øges i området med oliekilden og reduceres uden for. I det røde og blå filterniveau ses en forøgelse af koncentrationen under kilden samt nedstrøms for denne. På figur 3.2 er der for udvalgte filtre vist udviklingen i indholdet af totalkulbrinter. Filtrene repræsenterer de påviste tendenser i hhv. selve kildeområdet (MB1-Hvid) og direkte nedstrøms (MB8- Rød+Blå).

Figur 3.2:
Mættet zone. Indhold af totalkulbrinter i udvalgte filtre før, under og efter stop af airsparging driften.

Af bilag 10-1 fremgår det, at koncentrationen af BTEX i det hvide filterniveau i 8 filtre gennemsnitligt reduceres med 880 m g/l og i 1 filter forøges med 70 m g/l. I det hvide filterniveau ses således en generel reduktion i BTEX-koncentrationen, og den maksimale koncentration er reduceret fra ca. 4400 m g/l til ca. 2100 m g/l. I det røde og blå filterniveau gør samme tendens sig gældende, dvs. stor reduktion i de fleste filtre og lille forøgelse i få filtre. I de 3 filterniveauer er den procentvise reduktion mellem 62 og 77% i filtre, hvor der er observeret en reduktion af koncentrationen af BTEX.

Af bilag 9-2 fremgår det, at koncentrationen af BTEX falder i området med oliekilden, stiger nedstrøms kilden og er uændret på den resterende del af grunden. Denne tendens gør sig gældende i alle 3 filterniveauer, dvs. både over og under airspargefiltret. På figur 3.3 er for udvalgte filtre vist udviklingen i indholdet af BTEX. Filtrene repræsenterer de to væsentligste hovedtendenser i hhv. området med oliekilden (MB7-Hvid) og direkte nedstrøms denne (MB8-Rød).

Figur 3.3:
Mættet zone. Indhold af BTEX i udvalgte filtre før, under og efter stop af airsparging driften.

Af bilag 10-1 fremgår det, at koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler (PCE, TCE, TCA, PCM, TCM), som hovedsageligt består af PCE, reduceres væsentligt i alle 3 filterniveauer. Det maksimale totalindhold af disse enkeltkomponenter er reduceret fra ca. 4000 m g/l til ca. 450 m g/l. I de 3 filterniveauer er den procentvise reduktion mellem 44 og 74% i filtre med reduktion. Der er meget få filtre i de enkelte filterniveauer (0-4), hvor koncentrationen øges. Koncentrationsforøgelsen er endvidere meget lille. Airsparging vurderes at have meget stor effekt på chlorerede opløsningsmidler, både over og under niveauet for airspargingfiltrene.

På figur 3.4 er for udvalgte filtre vist udviklingen i totalindholdet af PCE. Udviklingen i MB10-Hvid er et eksempel på et jævnt aftagende koncentrationsniveau i et filter beliggende få meter fra et airsparging-filter – og derfor indenfor det direkte behandlingsvolumen, jf. senere afsnit om effektradius. Udfra de få filtre med høje initiale koncentrationer vurderes koncentrationen generelt at aftage jævnt over den 2-årige driftsperiode.

Figur 3.4:
Mættet zone. Indhold af det chlorerede opløsningsmiddel PCE i udvalgte filtre før, under og efter stop af airsparging driften.

Af bilag 9-3 fremgår det, at der er sket en reduktion af koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler over hele lokaliteten i alle 3 filterniveauer. Der er observeret et fald i koncentrationen op til 30 m nedstrøms (MB14-Hvid) og 30 m opstrøms (MB15-Hvid). Der er ikke placeret boringer i større afstand fra airspargefiltrene, hvorfor effekten yderligere opstrøms og nedstrøms ikke kan bestemmes, men det vurderes, at effekten vil kunne registreres i større afstande.

Effekten af airsparging i stor afstand (>10 m) fra spargefiltrene vurderes ikke at skyldes direkte påvirkning af den injicerede luft, da der ikke er konstateret bobler i disse afstande. Det vurderes, at effekten opstrøms airspargefiltrene skyldes, at den forurenede poreluft, som formodes at være kilden til opstrøms forurening, fjernes gennem vakuumventilationsfiltrene, og at der derefter strømmer uforurenet vand til området. Det vurderes, at effekten nedstrøms airspargefiltrene skyldes en reduktion af koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler i kilden, og hvorved der strømmer mindre forurenet vand til området nedstrøms.

Der er dog også indikationer på en mobilisering af stoffer som følge af airsparging, idet koncentrationen af PCE i den nedstrøms beliggende boring MB14-Hvid har været maksimal midt i driftsperioden, jf. figur 3.4.

Af bilag 10-1 fremgår det, at koncentrationen af nedbrydningsprodukter (vinylchlorid og 3 isomere af DCE) i 9 filtre i det hvide filterniveau gennemsnitligt reduceres med 1100 m g/l, mens der kun observeres forøgelse af koncentrationen i 1 filter med 258 m g/l. Det maksimale indhold af nedbrydningsprodukter er reduceret fra ca. 3730 m g/l til ca. 530 m g/l. Der sker således en generel fjernelse af chlorerede nedbrydningsprodukter i dette filterniveau. I det røde og blå filterniveau er der kun sammenhørende analyser fra meget få filtre (4 henholdsvis 3 filtre), hvorfor en egentlig tolkning i disse niveauer udelades. Tendensen er dog, at der sker en forøgelse af koncentrationen.

Af bilag 9-4 fremgår det, at der er sket en reduktion i koncentrationen af nedbrydningsprodukter til mindre end 10 m g/l over hele lokaliteten og i alle filterniveauer inden for både kilden med chlorerede opløsningsmidler og kilden med olieforurening samt nedstrøms disse. På figur 3.5 er for udvalgte filtre vist udviklingen i hhv. summen af nedbrydningsprodukter og enkeltstoffet vinylchlorid. Filtret MB14-Hvid er et eksempel på udviklingen udenfor kildeområderne, og viser et jævn aftagende koncentrationsniveau for begge. I området mellem de 2 kildeområder konstateres der i MB7-Hvid stadig et indhold af nedbrydningsprodukter på 10-100 m g/, jf. figur 3.5.

Figur 3.5:
Mættet zone. Totalindhold af nedbrydningsprodukter af chlorerede opløsningsmidlet og enkeltstoffet vinylchlorid i udvalgte filtre før, under og efter stop af airsparging driften.

Af bilag 9 ses, at der sker en påvirkning af grundvandet i boringer placeret 30 m opstrøms og 30 m nedstrøms airspargefiltrene. Effekten er tydelig for koncentrationen af ilt, som stiger, og koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler, som falder, i de nævnte afstande. Effekten ud til disse afstande er dog ikke med sikkerhed en direkte effekt af airspargingen, men mere sandsynligt en indirekte effekt, som beskrevet under afsnittet "chlorerede opløsningsmidler".

Af bilag 9-5 ses, at der sker en påvirkning af iltkoncentrationen i filtre placeret i niveau med og oven over airspargeboringerne, mens påvirkningen i filtre placeret 2,5 m under airspargeboringerne er meget begrænset, men dog målbar.

For yderligere at vurdere i hvilken afstand fra IAS-filtret den injicerede luft forlader den mættede zone, er der gennemført et tracerforsøg med systemet i drift. Testen er udført i området omkring IAS-filter 5a, idet der her er placeret moniteringsboringer i varierende afstand fra IAS-filtret. For detaljer omkring testen henvises til bilag 2.

Sammenfattende vurderes det, at den injicerede luft når ud i en afstand af ca. 6-7 m fra det vandrette IAS-filter. Det oprindelige skøn på influensradius i designfasen var ca. 5-6 m. Den faktiske influensradius må forventes at variere noget langs filtret, men dette kan ikke påvises ved tracerforsøget på grund af de relativt få målepunkter.

Udover den horisontale "effektradius" giver de niveauspecifikke prøver en mulighed for vurdering af effektiviteten over dybden. For boringerne anvendt i tracerforsøget er ændringen i en række parametre, som er centrale for forståelsen af airspargingprocessen, optegnet som funktion af afstand og dybde til IAS-filtret, jf. figur 3.6.

Se her!

Figur 3.6:
Sandsynlig transportvej for injiceret tracergas samt ændring i koncentrationer i forhold til dybde og afstand til IAS filter fra 2.-3. analyserunde (Positive tal angiver en stigning, mens negative tal angiver en reduktion).

To fysiske processer vurderes at spille en afgørende rolle. Inden for en afstand af 5-6 m fra IAS-filtret sker den væsentligste stoffjernelse ved en direkte stripning af de flygtigste stoffer (PCE, TCE, BTEX og VC/DCE) ned til ca. 2,5 m under grundvandsspejlet, svarende til dybden af IAS-filtret.

Inden for en afstand af 5-6 m fra IAS-filtret bevirker de gentagne start og stop, at der sker en vis vertikal grundvandstransport og opblanding over dybden. I en vis afstand vil bevægelsen være nedadrettet og i andre afstande opadrettet. Nettoeffekten er, at specielt de mindre flygtige komponenter, her udtrykt ved total kulbrinter, bliver transporteret til større dybde i magasinet. Denne effekt observeres på figur 3.6, hvor indholdet af totalkulbrinter stiger i både det midterste og dybeste niveau ca. 7 m under grundvandsspejlet.

Ved at sammenligne koncentrationerne målt i slutningen af driftsperioden (analyserunde 5) og ca. 5 mdr. efter stop af anlægget (analyserunde 6), kan omfanget af tilbageslag vurderes. Af bilag 11 fremgår det, at koncentrationen af total kulbrinter i 4 af de 47 filtre stiger efter stop af afværgeanlægget. Disse filtre er beliggende i udkanten af området med oliekilden, og stigningen skyldes sandsynligvis opløsning af fri fase. Koncentrationen af PCE og TCE stiger ikke i nogle af de 47 filtre. Der vurderes således ikke at være tegn på, at der er residual fri fase opløsningsmidler i umiddelbar nærhed af filtrene. Der kan således konstateres et begrænset omfang af tilbageslag i koncentrationen af total kulbrinter, men intet tilbageslag i koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler (PCE og TCE).

I området omkring filtret MB7-Hvid, beliggende i området med både chlorerede opløsningsmidler og olie, ses en stigning i indholdet af vinylchlorid efter stop af anlægget, jf. figur 3.5. Dette skyldes sandsynligvis, at den anaerobe nedbrydning af PCE/TCE restforureningen er blevet genetableret.

Præsentation af data

I bilag 12 er den horisontale udbredelse af udvalgte stoffer/stofgrupper i de 3 filterniveauer tolket ud fra koncentrationen i de enkelte filtre. Udbredelsen er tolket ved baseline og 6 mdr. efter stop for total kulbrinter, BTEX, chlorerede opløsningsmidler, nedbrydningsprodukter fra chlorerede opløsningsmidler og ilt (angivet i vol%).

For hvert filterniveau er den gennemsnitlige startkoncentration, antal filtre med reduktion/forøgelse, gennemsnitlig koncentrationsreduktion/-forøgelse samt procentvis reduktion for udvalgte stoffer/stof-grupper beregnet. Denne statistiske bearbejdning er sammenfattet i en samlet figur i bilag 10, hvoraf også fremgår den metodiske angrebsvinkel.

Ilt

Af bilag 10-2 fremgår det, at koncentrationen af ilt i poreluften i filtret MB-2 gul, som er placeret i området med oliekilden, er 15-20% under drift, og at koncentrationen falder hurtigt ved stop af airsparging. Det konstaterede iltforbrug benævnes også den aerobe respirationsrate, og denne rate er fulgt i en række filtre gennem forløbet, jf. bilag 14. Respirationsraten vurderes at have aftaget gennem projektet, hvilket sandsynligvis skyldes, at det lettest omsættelige stof er nedbrudt først. Inden for det kraftigt olieforurenede jordområde i den umættede zone (~ 200 m³) kan den gennemsnitlige aerobe respirationsrate i driftsperioden skønnes til ca. 12 mg olie/kg jord/dag. Der henvises til /ref. 1/ for yderligere metodebeskrivelse.

Antages, at der har været tilstrækkeligt ilt i 5-50% af oprensningsperioden på 2 år og at denne ilt er omsat ved aerob respiration, vil dette have medført en omsætning af ca. 100-1000 kg kulbrinter. Størrelsen af bionedbrydeligheden indikerer, at processen er væsentlig i forhold til den fysiske fjernelse ved selve ventilationen.

Det bemærkes, at data fra alle analyserunder, som er behandlet i den resterende del af dette afsnit, er udtaget efter stop af airsparging, hvilket betyder, at iltforbrugende processer når at reducere koncentrationen af ilt, jf. afsnit 2.2.3.

Af bilag 10-2 fremgår det endvidere, at koncentrationen af ilt i 11 filtre i det gule filterniveau er faldet gennemsnitligt med 5,8% ilt og i 4 filtre steget med 1,3% ilt, og at koncentrationen af ilt i 10 filtre i det sorte filterniveau er faldet gennemsnitligt med 2,2% ilt og steget i 1 filter med 0,4% ilt.

Koncentrationen af ilt er faldet i langt flere filtre end den er steget, og den gennemsnitlige koncentrationsreduktion er større end den gennemsnitlige koncentrationsforøgelse. Denne tendens er gældende i alle 3 filterniveauer, men den gennemsnitlige reduktion af iltkoncentrationen er større des dybere filterniveau.

Af bilag 10-2 fremgår det, at koncentrationen af total kulbrinter i 9 filtre i det gule filterniveau gennemsnitligt reduceres med 643 mg/m³ og i 3 filtre gennemsnitligt forøges med 1234 mg/m³. I det grønne og sorte filterniveau er der observeret reduktion af koncentrationen i endnu flere filtre og med en endnu større gennemsnitlig reduktion, samt forøgelse af koncentrationen i endnu færre filtre med en endnu mindre gennemsnitlig forøgelse. I de 3 filterniveauer er den procentvise reduktion 84-100% i filtre, hvor der er observeret en reduktion. På figur 3.7 er for udvalgte filtre vist udviklingen i indholdet af totalkulbrinter.

Figur 3.7:
Umættet zone. Indhold af totalkulbrinter i udvalgte filtre før, under og efter stop af airsparging driften.

Af bilag 12 fremgår det, at koncentrationen af BTEX før og efter afværgeprojektet er meget dårligt bestemt, hvilket skyldes meget høje indhold af total kulbrinter, som medfører, at detektionsgrænsen for BTEX forhøjes væsentligt.

Af figur 10-2 fremgår det, at koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler (PCE, TCE, TCM) i 8 filtre i det gule filterniveau gennemsnitligt reduceres med 899 mg/m³ og i 2 filtre forøges med gennemsnitligt 0,4 mg/m³. Samme tendens gør sig gældende i det grønne og sorte filterniveau. I det gule filterniveau er den procentvise reduktion 76% stigende til 98% i det sorte filterniveau. Den maksimale totalkoncentration er reduceret fra ca. 4230 ug/l til ca. 490 ug/l. Af figur 10-2 fremgår det ligeledes, at betegnelsen chlorerede opløsningsmidler hovedsageligt dækker over PCE, og at TCE udgør en meget lille del af de chlorerede opløsningsmidler.

Af bilag 12 fremgår det, at der er sket en generel reduktion i koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler i poreluften over hele grunden og i alle filterniveauer. Kun umiddelbart over kilden med chlorerede opløsningsmidler ses stadig koncentrationer af chlorerede opløsningsmidler på mere end 100 mg/m³.

På figur 3.8 er vist udviklingen i PCE-koncentrationen for to udvalgte filtre.

Figur 3.8:
Umættet zone. Indhold af PCE i udvalgte filtre før, under og efter stop af airsparging driften.

Filtret MB7-Gul repræsenterer forholdene i kildeområdet for chlorerede opløsningsmidler, og udviser en jævnt aftagende tendens som følge af en diffusionsbegrænset fjernelsesrate i den umættede zone. I perioden umiddelbart efter start af airspargingen (målerunde 3), ses dog en stigning i koncentrationen hvorefter koncentrationen igen falder. Endelig bemærkes de, at der sker et tilbageslag efter 6 måneders stop (målerunde 6).

Filtret MB16-Grøn repræsenterer forholdene i en vis afstand fra kildeområderne – hvortil PCE intielt er spredt til ved gasdiffusion. I dette filter aftager PCE-koncentrationen relativt hurtigt og jævnt under driften, idet hovedparten af PCE-massen findes i poreluften – og således ikke medfører en kraftig diffusionsbegrænset fjernelsesrate.

Af bilag 10-2 fremgår det, at nedbrydningsprodukter fra chlorerede opløsningsmidler (vinylchlorid, 3 isomerer af DCE) er fundet i relativt få filtre (i alt 10) i de 3 filterniveauer. I i alt 4 filtre er der observeret en reduktion i koncentrationen på gennemsnitligt 2 mg/m³ og i i alt 6 filtre er der observeret en forøgelse af koncentrationen på gennemsnitligt 170 mg/m³. Derudover er der mange filtre, hvor der hverken før eller efter airsparging og vakuumventilering blev fundet chlorerede nedbrydningsprodukter.

Af bilag 13 fremgår det, at koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler (specielt PCE) 6 mdr. efter stop af afværgeanlægget (analyserunde 6) stiger i 6 af 43 filtre, og at koncentrationen af total kulbrinter ikke stiger i nogen af de 43 filtre. Tilbageslaget i koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler er observeret i det gule og grønne filterniveau, men ikke i det sorte. Tilbageslaget sker i området omkring kilden med chlorerede opløsningsmidler. Koncentrationsniveauet stiger og ikke op i nærheden af koncentrationen før oprensningens start.

For at kunne vurdere effekten af afværgeprojektet på indeklimaet er der før start og flere gange efter stop af afværgeanlægget udtaget poreluftprøver fra et hulrum under kældergulvet i ejendommens midterste og sydlige ende.

3.3.1 Poreluft

I tabel 3.6 er resultatet af de udførte analyser for det dominerende stof PCE i poreluft vist.

Tabel 3.6:
Koncentrationen af PCE målt under gulv (mg/m³).

3.3.2 Tolkning af resultater

Af tabel 3.1 fremgår det, at der under drift af afværgeanlægget er sket en væsentlig reduktion i koncentrationen af PCE med en faktor 10³-10⁴.

Umiddelbart efter stop (1 dag efter) er niveauerne relativt lave i forhold til udgangskoncentrationerne. Over de næste 12 måneder viser de 4 analyserunder, at niveauet stiger ca. 10 gange, hvorefter det stabiliserer sig på et niveau omkring 0,1-0,2 mg/m³.

Der observeres således et mindre tilbageslag i løbet af de 12 måneder, og i forhold til udgangskoncentrationerne vurderes der at være opnået en permanent reduktion i PCE-koncentrationen under gulv på ca. 500 hhv. 10 gange ved PL101 og PL102.

Den resulterende indeklimakoncentation baseret på det opnåede PCE-niveau (0,1-0,2 mg/m³) vurderes ud fra beregninger at ligge omkring 0,25 m g/m³, svarende til acceptkriteriet eller afdampningskriteriet.

Se her!

Figur 3.9
Sammenfatning af kildeområder, boringer og direkte/indirekte behandlingsområder for airsparging og vakuumventilation.

3.4 Sammenfatning

Med udgangspunkt i de foregående afsnit, er hele lokaliteten opdelt i 4 delområder udfra observeret oprensningseffekt, styrende fjernelsesmekanismer og placeringen af de to påviste kildeområder med hhv. fri fase terpentin og chlorerede opløsningsmidler, jf. figur 3.9.

Den direkte effekt af airsparging observeres inden for en horisontal afstand af filtret på 5-6 m, og dette område langs de tre aktive airspargingfiltre vurderes at udgøre det egentlige direkte behandlingsområde. Ser man på dette områdes størrelse i forhold til de to kildeområder, har dækningen været fornuftig – bortset fra at det ene airspargingfilter i området med oliekilden viste sig at være defekt. Inden for dette område og til ca. 5 m under grundvandsspejlet viser målingerne, at der er opnået en væsentlig fjernelse af de flygtige stoffer generelt (chl. opløsningsmidler og BTEX). Der sker dog også en vertikal konvektion af grundvand fra toppen af grundvandsmagasinet og til ca. 4-5 m’s dybde af magasinet, hvilket tydeligt ses af de stigende indhold af lavt flygtige kulbrinter i de nederste niveauspecifikke filtlre. Denne konvektion er sandsynligvis en medvirkende årsag til en generel god stripning af flygtige stoffer, men resulterer samtidig i en uønsket spredning af de ikke flygtige stoffer.

De indirekte effekter af airsparging ses direkte nedstrøms for de to forskellige kildeområder, og er en følge af de ovenfor beskrevne processer. Nedstrøms kildeområdet med olieforureningen (fri fase) ses således stigende totalkulbrintekoncentrationer i den dybere del af magasinet, og der sker meget tydeligt en mobilisering af komponenter fra kildeområdet, mens der ikke ses nogen mobilisering af chlorerede opløsningsmidler nedstrøms denne kilde. Denne vertikale konvektion kan kun undgås, hvis man holder anlægget i kontinuert drift, hvilket i praksis er meget vanskeligt.

Den direkte effekt af vakuumventilationsfiltrene kan observeres over hele grunden, dels i form af vakuum i den umættede zone og dels ved en generel reduktion i koncentrationsniveauerne overalt samt lokalt ved de gennemførte tracerforsøg. En yderligere effekt af vakuumventilationen og airspargingen er den aerobe nedbrydning, som stimuleres ved tilførslen af atmosfærisk luft indeholdende 20 vol.% ilt. Denne effekt har primært betydning i området med olieforurening.

4 Konklusion

4.1 Design

Monteringsboringerne blev stort set etableret uden de store problemer. Af de 47 enkeltfiltre i den umættede zone var 4 defekte efter installation, mens der i den mættede zone ud af 45 filtre var 6 defekte filtre. Årsagen til de defekte filtre er sandsynligvis klemte slanger under installationen.

4.3 Drift

De samlede udgifter forbundet med etablering, indkøring, drift samt afrapportering af teknologiudviklingsprojektet beløber sig til ca. 8 mill. kr., excl. moms. Dette svarer til, at prisen for behandling/oprensning af 1 ton jord i umættet zone har beløbet sig til overslagsmæssigt 140 kr./ton i den aktuelle sag. Medregnes også den mættede zone i behandlingsvolumenet, fås en behandlingspris på 50-75 kr./ton.

I forbindelse med gennemførelse af et størrelsesmæssigt lignende afværgeprojekt uden for teknologiudviklingsregi med tilsvarende geologi, hydrologi og forureningsforhold vurderes det, at den samlede udgift til etablering, indkøring, drift (2 år) samt afslutning overslagsmæssigt vil beløbe sig til 5 mill. kr., excl. moms.

5 Referencer

Bilag 1
Situationsplan

Se her!

Bilag 2
Tracerforsøg i umættet zone

Beskrivelse af SVE tracertest

Der er gennemført en tracertest i den umættede zone, med det formål yderligere at verificere den benyttede fremgangsmåde ved konfigurationen (antal, dybde, afstand) af de vandrette boringer. Testen er gennemført ved at ventilere 100 m³/t på SVE-filter 1a samtidig med, at en tracer blev injiceret i en observationsboring (MB3-grøn) 13 m fra SVE-filter 1a.

Yderligere detaljer om forsøget og den målte gennembrudskurve samt den forventede transporttid og vakuumudbredelse fremgår af vedlagte plot. Den målte transporttid på ca. 1 døgn er i god overensstemmelse med den beregnede på 1-2 døgn. De målte vakuum i moniteringsboringen ved drift er omkring 4-5 mBar, hvilket er i rimelig overensstemmelse med det beregnede på 2-3 mBar. Selve vakuumet i pumpeboringen er ved forsøget målt til ca. 135 mBar, hvoraf de ca. 100 mBar vurderes at kunne henføres til tryktab i ledningsføringen i jorden og i cointaineren. Selve tryktabet i filtret vurderes således at være i størrelsesordenen 35 mBar, hvilket er en lidt større end det beregnede på 5-20 mBar.

Sammenfattende vurderes det, at den benyttede metode til tolkning af in-situ ventilationstest og opskalering til de vandrette boringer samt konceptuelt design ved brug af 2D-modelering af luftsstrømninger er en brugbar fremgangsmåde.

Se her!
  

Se her!

Placering af de enkelte filtersektioner for hhv. jordventilation, airsparging og injektionsfilter MB3-grøn
  

Se her!

Beregning af strømningsmønster omkring filtrene ved snit A-A' og injektionsfilter MB3-Grøn

Bilag 3
Tracerforsøg i mættet zone

Beskrivelse af IAS tracertest

Designet af IAS- systemet var baseret på dels en række gennemførte airspargning test samt en forventning om influensradius baseret på udenlandske erfaringer. Senere har moniteringen på grundvandet vist, at der opnås en vis generel reduktion i koncentrationsniveauet, men at det er vanskeligt entydigt at fastlægge indenfor hvilken afstand fra de vandrette boringer, at grundvandszonen behandles. Der er derfor som supplement gennemført en tracertest for at kunne skønne i hvilken afstand fra boringen, at den indblæste luft bryder igennem den mættede zone og op i den umættede zone – og herved hvilket aquifer volumen der reelt behandles direkte.

Testen er gennemført ved kontinuert at tilsættes tracergas (CO) til IAS-streng 5b samtidig med, at der ventileres maksimalt fra den ovenliggende SVE-streng 3a. Herved opnås, at lufttransporten i den umættede zone er rettet entydigt indmod IAS-strengen og således ikke spredes til større afstand i den umættede zone, end der hvor den gennembryder den kapillare zone.

Yderligere detaljer om forsøget og en grafisk præsentation af resultaterne fremgår af vedlagte plot. Forsøget viste, at der gik under 1 time fra injektions start, til traceren kunne påvises i afkastluften fra SVE strengen. Først efter ca. 3-3,5 time kunne der konstateres et tracegennembrud i moniteringsboringerne, og gennembruddet skete først i MB7 (5,5 m’s afstand fra streng 5b) og lidt senere i MB10 (4,0 m). Der blev ikke observeret noget tracergennembrud i MB9 (7m) , MB13 (9m) og MB12 (13 m). Men som det fremgår af den optegnede figur, er det vanskeligt at afgøre den mere præcise vej som luftboblerne følger i den mættede zone.

Forløb af tracerforsøget d. 1.11.2001

Note: Tal i parentes viser under kolonnen "gennembrudstid" tiden for sidste måling – og for de resterende kolonner CO-koncentrationen ved sidste måling.