| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Dampoprensning af klorerede opløsningsmidler på tidligere industrigrund i Hedehusene

1 Indledning

Klorerede opløsningsmidler er med baggrund i antal af fund i grundvandet og vandforsyninger et alvorligt problem i forhold til vores drikkevandsforsyning.

På grund af de klorerede stoffers fysisk/kemiske egenskaber er disse i stand til at sprede sig i stor dybde og stor afstand fra kilderne i mange tilfælde.

Deres relativt begrænsede nedbrydelighed er ligeledes en medvirkende årsag til at spredningen kan blive stor, idet den mest dominerende reduktionsmekanisme for koncentrationen i mange tilfælde vil være fortynding.

Pga. af disse forhold vil det ofte ved en oprensning af klorerede opløsningsmidler være nødvendigt at skulle opnå meget store reduktioner af den stofmængde der udvaskes fra en kilde. Der skal opnås en tilstrækkelig stor risikoreduktion til, at de underliggende magasiner ikke belastes i uacceptabel grad. Ligeledes gælder, at den acceptable påvirkning af indeluft ved særligt følsom arealanvendelse meget let overskrides, hvis ikke en underliggende kilde kan reduceres meget signifikant.

Der er relativt få teknikker der er i stand til at udføre meget store reduktioner af den samlede masse inden for en kort tidshorisont. Blandt disse har opvarmning af jorden i kombination med opsugning af damp/luft vist sig at have et potentiale både i udlandet /4/ og herhjemme /1, 2, 3/. Ved tilstrækkelig stor permeabilitet i jorden er den relativt mest økonomiske måde at opvarme jorden på injektion af damp (ved jordtemperaturer op til 100°C).

Denne rapport beskriver en oprensning af klorerede opløsningsmidler (og i mindre omfang en række andre komponenter) ved anvendelse af dampinjektion i kombination med vakuumekstraktion samt oppumpning af vand. Hovedvægten ligger på de erfaringer der er gjort omkring den praktiske anvendelse af metoden, både med hensyn til teknik, monitering og oprensningseffekt. For en gennemgang af de mere teoretiske aspekter omkring damp som opvarmningsmetode henviser vi til /1, 4/.

1.1 Baggrund og succeskriterier for oprensning

Solhøj kildeplads er en af Københavns Vands største kildepladser med en årlig indvindingsmængde på ca. 6,5 mill. m³. Københavns amt har som et led i prioriteringen af kilder i indvindingsoplandet til kildepladsen udført en række undersøgelser af potentielt forurenede grunde. Ved nogle af disse undersøgelser /5, 6/ blev det fundet, at der var betydelig forurening i et område på Industrivej og Teglstenen, affaldsdepot 169-1. Risikovurderingen viste en betydelig risiko både overfor grundvandet som ressource, men også på lidt længere sigt en risiko over for den eksisterende indvinding på Solhøj Kildeplads. Herudover blev det konkluderet, at indeklimaet i en række af bygningerne på Industrivej kunne være påvirket med PCE i niveauer over det gældende acceptkriterium.

På baggrund af undersøgelserne og risikovurderingen blev der udarbejdet et skitseprojekt /6/ for oprensningen af grunden, hvor blandt andre Hedeselskabet blev bedt om at afgive bud på detailprojektering etc. I denne fase indgav Hedeselskabet et alternativt forslag til afværgeteknik: Dampstripning /8/. Københavns Amt besluttede på baggrund af drøftelser og udarbejdelse af en detailleret cost-effectiveness analyse at vælge dampstripning som afværgeløsning. Undersøgelser mv. dannede baggrund for et udbud /7/, der efterfølgende blev vundet af Hedeselskabet.

Der blev opstillet et sæt primære succeskriterier forud for oprensningen. De to helt overordnede succeskriterier var at reducere mængden af klorerede opløsningsmidler i de glaciale aflejringer på arealet til et niveau der gjorde, at der ikke ville være overskridelser af henholdsvis grundvandskvalitetskriteriet på 1 μg PCE/l i det primære magasin efter initialfortynding i magasinet, eller indeklimabidraget på 0,25 μg PCE/m³i bygninger på arealerne, der anvendes til beboelse.

Med de værdier for de indgående parametre der var kendt forud for oprensningen, blev det skønnet, at dette svarede til hhv. 10 μg PCE/l i det sekundære vand og 25 μg PCE/m³ poreluft udtaget umiddelbart under bygningsgulv. Kriterierne skulle overholdes for 90 % af de indsamlede data efter en statistisk behandling af data.

Siden udarbejdelse af succeskriterierne i 1998 er dels risikovurderingsværktøjet JAGG blevet færdiggjort af Miljøstyrelsen, dels er det maksimale indeklimabidrag for PCE blevet øget efter en revurdering af toksikologien til 6 μg/m³. Der har derfor været grund til at revurdere succeskriterierne for oprensningen i forbindelse med afslutningen af projektet.

Revurderingen er foretaget på basis af dels standardparametre fra JAGG og dels målte parametre som det primære magasins hydrauliske ledningsevne. Efter denne revurdering er det beregnet, at det makismalt acceptable indhold i det sekundære vand må være 40 μg PCE/l efter oprensningen, for at grundvandskvalitetskriteriet overholdes. Tilsvarende er det beregnet, at det maksimale indhold i poreluften målt 1 m.ut. maksimalt må være 4 mg PCE/m³ og maksimalt 1 mg PCE/m³ umiddelbart under gulv for at indeklima bidraget fra forureningen ikke overskrider afdampningskriteriet.

1.2 Historik

Nord for området der i dag udgøres af vejene Teglstenen og Industrivej har Hedehusene Teglværk ligget fra 1896 til i dag. I dag er fabrikation af spændbeton den eneste produktionsvirksomhed der er tilbage med tilknytning til Teglværket. Tidligere har der udover teglværksvirksomhed med slemmebassiner, tørreovne, tørrelader og maskinværksted været kalkværk og sandstensfabrik. Disse aktiviteter er ophørt løbende fra 1960’erne til 1980’erne.

Udfra de historiske redegørelser /6,12/ er der ingen oplysninger om aktiviteter eller bygninger på området hvor Teglstenen i dag ligger. Der er således ingen tegn på kilder til forurening i området, bortset fra at umiddelbart nord for området har teglværkets maskinværksted været placeret med formodet brug af affedtningsmidler.

Bebyggelsen på Teglstenen er fra 1990, placering jf. figur 1.1. Bebyggelsen består af rækkehuse med hver 4 eller 6 lejligheder. Det berørte område for oprensningen er primært rækkehusblokken, der har adressen Teglstenen 26-36. Alle husene er direkte funderet, dog er der krybekælder i den blok der ligger i det berørte område (Teglstenen 26-36).

Overfladebelægningen mellem rækkehusene er SF-belægningssten. Der er en mindre prydhave til hver lejlighed.

Området ”Industribyen” på Industrivej har været industrikvarter siden 1946. Området består i dag af 9 bygninger, hvor der har været drevet mange forskellige kemiske virksomheder /6/. Den nuværende nummerering er Industrivej 21 til 35, beliggenheden fremgår af figur 1.1. I Industribyen er bygningerne en- og toetagers byggeri, der er direkte funderet, dog er der kælder på Industrivej 27. Bygningerne er alle opført i mursten, størstedelen er pudsede. De anvendes i dag til forskellige lager- og hobbyformål samt kontorer og beboelse.

Af de aktiviteter der kan have været kilde til forurening på Industrivej kan nævnes renserier, diverse smedevirksomheder, produktion af Lyma Lim, produktion af celluid, hjortetakssalt og sakkarin, radio og grammofonfabrik samt fabrikation af køleanlæg. På området har der været opbevaringstanke til terpentin, toluen, acetone og diverse fyringsolietanke. De omtalte virksomheder og tankes placering er vist på figur 1.2.1. Det eneste sted hvor en kilde omtaler brug af chlorerede opløsningsmidler er i forbindelse med Roxyrenseriet på Industrivej 22- 24. Renseriet var i drift i en mindre årrække fra ca. 1958 til 1981.

I nr. 21 er der keramik- og kunstmaleriværksted, nr. 21 har siden omkring 1993 været beboet. Nr. 23 huser et produktionsværksted. Nr. 22, 24, 26, 27 og 28 er nu helårs beboelse, nr. 31 er beboelse samt kontor. Nr. 35 er beboelse og kontor. Nr. 33 er værksted og nr. 29 er lager.

Overfladebelægningen mellem husene er hovedsagligt asfalt og SF-sten. Omkring husene er der enkelte græsplæner og mindre bede.

1.3 Geologi og hydrogeologi

Terrænet på grundene er relativt fladt med en faldende gradient i østlig retning. Terrænkoten er omkring +31,5 DNN omkring Teglstenen og omkring +30,0 DNN på Industrivej.

1.3.1 Geologi

Boringer på lokaliteten viser, at de øverste 14 til 15 meter er bestående af glaciale aflejringer. I figur 1.2 ses et tværsnit gennem lagfølgen fra vest nordvest til øst sydøst. Øverste træffes omkring 1-2 meter fyld. Fyldet er muldet, sandet og leret ofte indeholdende tegl- og kalkstykker. På Industrivej området ses i den østlige del et lerlag på ca. en meters tykkelse. Lerlaget har sandsynligvis dækket hele området men er bortgravet i forbindelse med teglværket. Under fyldlaget træffes smeltevandsaflejringer til omkring 5 til 8 m u.t. Smeltevandsaflejringerne består i toppen af sand, men bliver nedad mere siltet og leret. Generelt er smeltevandsaflejringerne mere siltede og lerede på Industrivej end på Teglstenen. De mere finkornede smeltevandsaflejring ses fra 4,5 til 5,5 m under terræn. Under smeltevandsaflejringerne træffes glaciale aflejringer i form af moræneler.

Topografien for morænelersoverfladen i undersøgelsesområdet fremgår af figur 1.3, hvor koten af morænelersoverfladen er bestemt udfra boringer. Det fremgår heraf, at der er en del højdevariation i morænelersoverfladen. Inden for undersøgelsesområdet er der som ovenfor beskrevet en variation på ca. 3 meter.

Det fremgår af figur 1.3, at denne variation ikke dækker over en generel hældning, men at der inden for undersøgelsesområdet optræder lavninger i moræneleren. Centralt i Industribyen ses en dallignende lavning der strækker sig fra nordvest til sydøst.

Under moræneleren træffes overvejende kalkaflejringer fra omkring kote +15 til +17 DNN. Undersøgelser af de øvre meter af kalken (ca. 8 til 10 m) har vist, at kalken er forholdsvis komplekst opbygget, de øverste meter er overvejende bestående af knoldekalk med hærdningszoner.

1.3.2 Hydrogeologi

1.3.2.1 Primært magasin

Hydrogeologiske undersøgelser af det primære kalkmagasin /13/ har påvist, at der er tale om artesiske magasinforhold. Det primære grundvandsmagasin træffes ca. 5 m nede i kalken i ca. kote +19.

På potentialekortet over Købensregionens primære grundvandsmagasin /14/ ses grundvandstrømningen i Industrivej/Teglstenen- området at være østlig. Udfra grundvandspejlinger på området er grundvandsstrømningsretningen beregnet til overordnet at være rettet mod sydøst med en gradient i størrelsesordnen 0,6 ‰. Det skal bemærkes, at denne meget lille strømningsgradient er gældende for området under og omkring lokaliteten som helhed. På grund af den tilsyneladende store inhomogenitet i strømningsmønstret, kan der lokalt optræde større strømningsgradienter.

De artesiske magasinforhold sammenholdt med vurderinger på baggrund af de udførte prøvepumpningstest /13/, viser at grundvandstrømningerne i kalken er knyttet til specifikke zoner. Det er ligeledes vurderet, at denne opsprækkethed i kalken bevirker at strømningsmønstret i den øvre del af kalken er meget inhomogent. Prøvepumpninger på magasinet har givet transmissiviteter på mellem 2,1 x 10^-3 m²/s /13/ og 6 x 10^-2 m²/s /6/.

1.3.2.2 Sekundært magasin

Det sekundære grundvandsmagasin beliggende i smeltevandsaflejringerne over moræneleren har et meget fluktuerende grundvandspejl. Der er observeret mellem 0,5 og 5 m vand over morænelersoverfladen.
Undersøgelsesperioden 1995–97 var nedbørsfattige år, hvor der kun blev konstateret sekundært grundvand i lavninger i morænelersoverfladen. 1999 var det mest nedbørsrige år siden nedbørsregistreringen i Danmark begyndte, hvilket resulterede i op til 5 m grundvand over morænelersoverfladen. En hydrologisk model af det sekundære grundvandsmagasin i området /15/ definerer et hydrologisk opland på 1,25 km ² der naturligt afvandes til Lille Vejle Å gennem Sejlsbjerg mose. Den overvejende strømningsretning er derfor sydøst, selvom der lokalt kan forekomme andre strømningsretninger på grund af morfologien af morænelersoverfladen, der virker som bund i magasinet. I figur 1.4 ses grundvandets højde over morænelersoverfladen.

1.4 Forureningssituation

1.4.1 Viden forud for dimensionering

Forureningssituationen var forud for dimensioneringen belyst i forbindelse med undersøgelserne /5, 6, 7/ mfl. Risikovurderinger viste, at det underliggende primære magasin var påvirket, samt at der var en ikke uvæsentlig risiko for overskridelse af acceptniveauet for indeklimabidrag.

De tidlige undersøgelser var i høj grad baseret på poreluft og i mindre omfang på vand- og jordprøver. Baseret på disse undersøgelser blev forureningen på Teglstenen og Industrivej opdelt i 3 separate delforureninger placeret på området. Figur 1.5 viser den opdeling som vi i forbindelse med den indledende dimensionering valgte at dele grunden i. Disse områder vil der refereres til i den resterende del af rapporten.

Den vertikale fordeling af PCE forureningen blev indledningsvis skønnet udfra et PID profil bestemt fra boring F18 beliggende centralt i forureningen i område III. I figur 1.6 er PID fordelingen vist sammen med den geologiske lagfølge der blev observeret i boringen.

Det ses at forureningen har sit maksimum i smeltevandsaflejringerne i dybden fra 2,5 til 6 meter under terræn. Herunder aftager koncentrationen gradvis ned igennem den øverste del af moræneleren for at være reduceret til meget lave koncentrationer 10-11 m.ut.

Den horisontale fordeling blev skønnet udfra de udførte jord-, vand og luftprøver.

Område I blev estimeret til at være ca. 2.000 m², med en gennemsnitlig mægtighed af smeltevandsaflejringer på ca. 6 m, svarende til et samlet jordvolumen på ca. 12.000 m³ eller ca. 20.000 tons. Den samlede PCE mængde i dette område blev skønnet til ca. 100 kg.

Område II blev estimeret til at være ca. 1.200 m², med en mægtighed på ca. 7,5 m svarende til en samlet jordmængde på ca. 9.000 m³ eller ca. 15.000 tons. Den primære forureningskomponent i dette område blev vurderet at være TCE. I alt blev det skønnet, at der var ca. 50 kg TCE. Herudover var der konstateret olieprodukter i forbindelse med undersøgelsen. Omfanget af denne forurening var dog ikke nærmere belyst.

Område III blev estimeret til at være godt 5.000 m², med en mægtighed på ca. 6,5 meter af smeltevandsaflejringer. Det forurenede volumen blev skønnet til ca. 33.000 m³ svarende til ca. 55.000 tons jord. PCE indholdet blev indledningsvis anslået til at være ca. 700 kg i dette område.

På baggrund af /ref. 5, 6 7/ var det altså vurderingen inden projekteringen blev påbegyndt, de tre områder tilsammen udgjorde en jordmængde på ca. 90.000 tons, med et samlet forventet indhold af klorerede opløsningsmidler på 8-900 kg.

1.4.2 Viden indsamlet i forbindelse med anlægsetablering

I forbindelse med teknologiprogrammet (formålet beskrevet i kapitel 1.5) blev der ved etableringen af afværgeanlægget udført 4 Geoprobesonderinger, ligesom der blev udtaget en lang række af luft- og vandprøver fra de filtre der blev installeret. Udfra disse data gives i dette kapitel en uddybende vurdering af udgangsmængderne af klorerede opløsningsmidler.

I figur 1.7, 1.8, 1.9 og 1.10 er vist jordkoncentrationen i område III i fire centrale felter som funktion af dybden. Prøverne er udtaget som kerneprøver med Geoprobe.

Det ses i figur 1.7, 1.8 og 1.9 at de højeste koncentrationer var knyttet til overgange i geologien fra højere permeable lag til lavere permeable lag, i.e. sand til silt lag. De højeste koncentrationer var således lokaliseret i de lavest permeable lag. De fundne koncentrationer indikererde, at der lokalt kunne være tale om residual fri fase af opløsningsmidler.

I forhold til observationerne fra boring F18, vist i figur 1.6 observeredes en hurtigere reduktion af PCE indholdet med dybden. Dette kan skyldes at PID metoden detekterer lave koncentrationer bedre end de udførte jordanalyser, alternativt at boring F18 er mere centralt placeret i forhold til en oprindelig kilde i forhold til de udførte Geoprobesonderinger.

De fundne koncentrationer ved Geoprobesonderingerne var, som det kan ses af figurerne 1.7-1.10, fra under 1 mg/kg TS op til knap 90 mg/kg TS. De højeste jordkoncentrationer var tidligere konstateret i F18 med en maksimal værdi på 112 mg/kg. Ved denne værdi var der med overvejende sandsynlighed tale om små dråber af residual fri fase fordelt i jordmatricen.

Alle data fra jordprøver taget før oprensningen er vist på figur 1.11. Prøverne fra de 4 felter vist i figur 1.7-1.10 er vist ved deres gennemsnit på figuren. Det ses, at der også i område I er konstateret en relativt høj koncentration i de relativt få prøver der er udtaget i dette område.

I den værst påvirkede del af område II (baseret på vand og poreluftprøver) er der ikke udtaget jordprøver til analyse.

Det ses i øvrigt, at selv uden for det direkte påvirkede område nord for bygningerne blev der fundet små indhold af opløsningsmidler, i omegnen af 1&my;g/kg.

Indholdet i det sekundære grundvand der blev konstateret i forbindelse med undersøgelserne og de startprøver der blev udtaget i forbindelse med opstart af anlægget er vist i figur 1.12. Det ses umiddelbart, at der primært blev udtaget prøver i dalsænkningen i moræneleren, jf. figur 1.3.

De fundne koncentrationer i vandprøverne lå i intervallet 0,2μg/l til knap 4.000 &my;g/l, hvor de 0,2μg/l blev fundet opstrøms det forurenede område og enten er en ”baggrundsværdi” eller en følge af påvirkning af gasfase spredning af forureningen fra det forurenede område i opstrøms retning. De maksimale vandkoncentrationer blev fundet udenfor selve hot-spot området i område III. Det værst forurenede område var jf. figur 1.3 og figur 1.13 beliggende der, hvor der var mindst mægtighed af de glaciale aflejringer og dermed mindst chance for at træffe vand, når den generelle grundvandsstand er lav.

Der var og blev udtaget relativt mange poreluftanalyser i forhold til antallet af jord-og vandanalyser. Dette har muliggjort en konturering af indholdet i poreluften inden start af oprensningen, som er illustreret på figur 1.13. Bemærk at skalaen er logaritmisk. 1 mg/m³ isopleten (rød eller kraftigere) svarer omtrentligt til det maksimalt acceptable hvis indeklimabidraget jf. en JAGG beregning med standardværdier skal overholdes. Det skal bemærkes, at poreluftprøverne i område III for en lang række af prøvernes vedkommende blev udtaget efter 4-6 ugers drift af vakuumventilation alene, da vi på grund af relativt store vandmængder i det opsugede medie havde meget store metodemæssige problemer med målingerne. Startkoncentrationerne er derfor sandsynligvis undervurderet en størrelsesorden i forhold til det sande billede i dette område jf. erfaring på traditionelle vakuumventilationssager.

For at estimere den samlede mængde klorerede opløsningsmidler inden opstart af oprensningen er der ved fugacitetsbetragtninger beregnet PCE/m³ jordmatrice i alle de målepunkter som vi havde. Vi har anvendt JAGG modellens standardsand som jordtype og indlagt en modelforudsætning med 5 meter umættet zone og 3 meter mættet zone. Jordprøver udtaget fra mere end 5 mut er således anvendt til fastlæggelsen af mængden i den mættede zone sammen med de udtagne vandprøver. Jordprøver udtaget ned til 5 mut er sammen med poreluftprøverne anvendt til at estimere mængden i den umættede zone. I figur 1.14 og 1.15 er PCE mængden (udtrykt som g/m³ jordmatrice) vist for hhv. den umættede og mættede zone. Ved at gange volumenerne (m²-g/m³) med hhv. 5 m og 3 m fås de respektive mængder i den umættede og mættede zone.

Det ses at antallet af punkter i den mættede zone ikke var særlig stort.

På basis af de to kort er det beregnet, at der var hhv. 37 kg og 273 kg i den umættede og mættede zone svarende til ca. 310 kg totalt i de to områder. Hertil skal så adderes den mængde der blev fjernet inden udtag af prøverne i område III. Skønsmæssigt forventes det derfor, at der på baggrund af alle de indledende prøver har været i alt ca. 400 kg opløsningsmidler. Det initielle gæt baseret på de supplerende undersøgelser var ca. 800 kg, se kapitel 1.4.1. Forskellen vurderes primært at være forårsaget af, at den arealmæssige fordeling af koncentrationen blev meget bedre beskrevet efter udtag af prøver og analyse fra boringerne udført i forbindelse med anlægsetableringen.

1.5 Formål med teknologiudviklingsprojektet

Formålet med Teknologiudviklingsprojektdelen er oprindeligt beskrevet i /8/.

Formålet kan kort opridses i følgende punkter:

• Belysning af oprensningseffekten ved dampinjektion, dels i de blandede smeltevandsaflejringer og dels i den øvre del af den underliggende moræneler.
• Belysning af horisontal og vertikal spredning af klorerede opløsningsmidler under oprensningen.
• Belysning af eventuelle geotekniske ændringer forårsaget af oprensningen.
• Belysning af eventuelle ændringer i grundvandskemien forårsaget af oprensningen.
• Afprøvning af system til monitering af tryk og temperaturer under oprensningen.
• Udførelse af langtidsmonitering af afkølingen af jorden efter oprensningen.
• Dokumentation af projektets samlede energi og ressourceforbrug.

Udover disse punkter lå der også en detaljeret kvalitetssikring af koncept og anlægsopbygningen af professor Kent Udell, University of California at Berkley.

Belysning af oprensningseffekten skulle foretages ved dels at udføre MIP sonderinger med Geoprobe, dels at udtage jordprøver ved kernemetode fra fire felter. MIP sonderingerne blev sløjfet af programmet senere, efter at der indledningsvis var opnået meget utilfredsstillende resultater, se afsnit 3.4.6.

Spredningen skulle dokumenteres dels ved sonderingerne beskrevet ovenfor, dels ved prøvetagning og analyse fra 20 poreluftsonder placeret i randen og udenfor oprensningsområdet i 5 linier med 4 sonder hver.

Påvirkning af geoteknik skulle dokumenters ved nivellementer af bygninger før, under, og efter endt oprensning.

Påvirkning af grundvandskemien skulle belyses ved udtag af vandprøver fra det sekundære magasin før, under, og efter oprensningen efterfulgt af analyse (boringskontrol).

Til monitering af tryk og temperatur skulle der opbygges systemer til måling af disse parametre på behandlingsanlægget såvel som i jorden. I forbindelse med kvalitetssikringen af projektet blev det vurderet, at trykmålingerne var meget vanskelige at udføre korrekt, og at temperaturen samtidig var et tilstrækkeligt mål. Som følge af dette blev der udført flere punkter med temperaturmåling end oprindeligt tænkt og trykmålingerne blev tilsvarende kraftigt reduceret.

Til at måle temperaturen efter oprensningen skulle der efterlades punkter til temperaturmåling hvert halve år i op til 3 år efter oprensningen.

Alle de ovennævnte tiltag skulle udføres i område III.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |