Miljøprojekt, 912; Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening – Diffus jordforurening og kulturlag

Diffus jordforurening og kulturlag

Sammenfatning og konklusioner

Nærværende rapport omhandler en beskrivelse af den fysiske afprøvning af en undersøgelsesstrategi for kortlægning af diffus jordforurening i kulturlag på testarealer i København og Ringsted. Datarapporten er én af 7 rapporter, udarbejdet i forbindelse med et projekt iværksat af Københavns Kommune, Miljøkontrollen, under Miljøstyrelsens teknologiprogram. Projektets overordnede formål er, at udarbejde metoder til optimering og forenkling af myndighedernes faglige arbejde ved kortlægning af diffus jordforurening på Vidensniveau 2.

Undersøgelse af kulturlag (bidragsmodel)
Undersøgelsesstrategien for kulturlag er afprøvet i 10 forskellige boligområder i København og Ringsted samt på et referenceområde (rekreativt område) i Københavns bykerne. Der er ikke udtaget prøver fra områder, hvor der er oplysninger eller mistanke om punktkildeforureninger, opfyldte arealer eller lossepladser.

Med kulturlag menes jordbund, der igennem århundreder har været påvirket af menneskelige aktiviteter, i form af mange små tilfældige bidrag af forurenende stoffer. Den diffuse jordforurening forventes at udgøre en varierende og tilfældig belastning af topjorden, samt at aftage med dybden.

Formålet med afprøvningen er blandt andet at undersøge jordens forureningsniveauer i boligområder med forskellig alder, og at forbedre grundlaget for en karakterisering af diffus jordforurening i byområder.

Karakteristika for diffus jordforurening
Den konceptuelle model
Generelt kan det konkluderes, at forureningsmønstret på de 10 testarealer er godt beskrevet ved hjælp af bidragsmodellen.

Typisk er der observeret et tilfældigt mønster i områder med høj udnyttelsesgrad, en lang historik og evt. skiftende arealanvendelser, herunder til boligformål. I denne type områder ses ofte mindre delområder med lavere eller højere niveauer. Disse antages at repræsentere punktforureninger eller områder, hvor jorden er fjernet i forbindelse med renovering eller jordudskiftning.

Tungmetaller, olie og PAH
Jordkvalitetskriterierne (JKK) for bly og sum af polycycliske aromatiske hydrocarboner (PAH), herunder benzo(a)pyren (BaP), overskrides hyppigt i det øverste jordlag (0 - 0,3 m u. t.). I de ældste byområder ses også overskridelse af afskæringskriterierne (ASK) for bly og BaP. Forureningsmønstret er for bly og BaP forskelligt, dvs. at forureningen formentlig stammer fra forskellige kilder. På nogle af testarealerne ses også mindre overskridelser af JKK for totalkulbrinter (olie), cadmium, kviksølv og dibenz(a,h)anthracen (DiBahA). Forhøjede indhold i forhold til "baggrundsniveauet for landområder" er fundet for kobber og zink. Generelt ses der ikke forhøjede indhold af arsen, nikkel og chrom.

PCB
Generelt er der ikke påvist indhold af polychlorerede biphenyler (PCB) i jordprøver fra boligområder (intet påvist i 90% af prøver). Der er intet dansk jordkvalitetskriterium (JKK) for PCB, men kriteriet i Holland er 20 µg/kg TS for 7 PCB congener.

Phthalater
Der er målt lavt indhold af phthalater, men der er ingen overskridelse af det danske JKK på 250 mg/kg TS (der er intet påvist i 30% af prøverne og kun én prøve har et indhold på mere end 1/250 af JKK ).

Dioxiner
Der er i alle jordprøver fundet et lavt indhold af dioxiner (1 - 20 ng internationale toksicitetsækvivalenter (ITE)/kg TS). Der er intet dansk jordkvalitetskriterium (JKK) for dioxin, hvorfor den sundhedsmæssige betydning ikke umiddelbart kan vurderes. Til orientering kan det nævnes, at baggrundsniveauet i landbrugs- og byområder i Tyskland er henholdsvis 1- 5 ng ITE/kg TS og 10 – 30 ng ITE/kg TS.

Pesticider
Pesticidindholdet (kun pesticider med lange nedbrydningstider) er analyseret i 10 jordprøver, men kun lavt indhold af DDT og parathion er fundet i 4 af de 10 prøver. JKK på henholdsvis 0,5 og 0,1 mg/kg TS er ikke overskredet.

Boligalder
Til illustration af boligalderens betydning er medianværdierne for forureningsparametre fra de 10 testområder samt fra tidligere undersøgelser sammenlignet.

Forureningsniveauerne for bly, kobber, kviksølv, zink og PAH, herunder BaP, er signifikant højere for arealer med høj alder og dermed med en større udnyttelsesgrad.

Forskel mellem København og Ringsted
Forurening med tungmetallerne (bly, kobber, kviksølv og zink) er generelt væsentlig lavere i Ringsted end i København. Der ses kun få overskridelser af JKK for bly i boligområder etableret efter 1940 i Ringsted. I de ældste boligområder i København etableret før 1900 ses også overskridelser af afskæringskriterierne (ASK) for medianværdien for bly. Dette er ikke tilfældet for Ringsted.

BaP-niveauerne er derimod høje og sammenlignelige i de ældste boligområder i såvel Købehavn som Ringsted. Tilmed ses i de ældste boligområder i København og Ringsted, etableret før 1920, ofte overskridelser af afskæringskriterierne (ASK) for medianværdier for BaP. JKK for BaP er overskredet i alle boligområder i København, men der ses ingen overskridelser i Ringsted i boligområder etableret efter 1950.

Forureningsdybde i jordprofilet
I København findes det blyforurenede kulturlag til mindst 1 m’s dybde i de ældste boligområder (før 1915), men det er typisk mindre i de nyere boligområder (efter 1915). I Ringsted findes det blyforurenede kulturlag til mindst 50 cm’s dybde alene i de ældre områder (før 1920).

I København og Ringsted findes det BaP-forurenede kulturlag til mindst 0,5 -1 m’s dybde i de ældre boligområder (før 1950), men det er typiske mindre i de nyere boligområder (efter 1950).

Erfaringer vedrørende undersøgelsesstrategi
Prøvetagningstæthed og arealstørrelse
Databehandlingen har indikeret, at der skal være et vist minimum af punkter i et område med et sammenhængende forureningsmønster, før der kan foretages en geostatistisk databehandling.

Baseret på erfaringer fra undersøgelsen kan det bemærkes, at "range" for den geostatistiske analyse i byområder typisk har en størrelsesorden på 200 til 400 m.

Det er antallet af datapar, der er afgørende for databehandlingen, og ikke nødvendigvis størrelsen af området – dog skal undersøgelsesområdet have en vis størrelse, svarende til mindst 0,2 km². Der er behov for flere datapunkter, hvis der er et højt "støjniveau", dvs. at variansen ("nugget") inden for små afstande er højt. Udover et tilstrækkeligt antal punkter, skal arealet være stort nok til at randeffekter undgås. Datatætheden skal endvidere være tilstrækkelig i forhold til afstanden ("range") mellem de korrelerede datapar. Der bør udtages jordprøver fra mindst 40 prøvepunkter fra et areal på 0,2 km² svarende til en prøvetagningstæthed på 200 prøvetagningspunkter/ km².

Anvendelse af blandeprøver
Ved en geostatistisk forsøgsplan anbefales der ikke blandeprøver, idet databehandlingen er baseret på målinger af variansen for prøver, som er udtaget tæt på hinanden. Det vurderes, at fordelen ved at blande prøver fra hvert enkelt prøvetagningspunkt (som reducerer variansen i målepunktet) ikke står mål med arbejdsindsatsen og risikoen for en mangelfuld blanding af prøverne.

Anvendelse af feltteknikker
Det vurderes at være mest fordelagtigt at anvende laboratorieanalyser, såsom ICP eller AAS, i stedet for feltteknikken med røntgenfluorescens (EDXRF). Anvendelse af ICP eller AAS medfører lavere detektionsgrænser og sikrer sammenligneligheden med andre undersøgelser (bias undgås). Desuden kan der tilsyneladende også opnås en lavere analyseusikkerhed, idet det vurderes, at EDXRF er meget følsom over for forurenings mikroheterogenitet i jordmediet.

Analyseparametre
Forureningskomponenter af betydning ved diffus jordforurening i byområder er bly og benzo(a)pyren (BaP). Supplerende analyser for andre tungmetaller (cadmium, kobber, zink) og sum af PAH vil medvirke til en bedre beskrivelse og bekræftelse af det ensartede og forventelige forureningsniveau på arealet.

Databehandling
Som en del af projektet er der afprøvet forskellige former for datapræsentationer med henblik på dels at skabe et visuelt indtryk af forureningsniveauer og dels at sammenligne data fra forskellige områder. Såfremt der er flere end 7 værdier anbefales det, at følgende værdier for alle parametre i alle dybder beregnes og angives:

antal data
minimum, median, maksimum
fraktiler (f.eks. 10, 25, 50 75 og 90%)
gennemsnit

Geostatistikken er anvendt til at vurdere rumlige (spatiale) tendenser og til at estimere koncentrationsniveauer samt usikkerheder for estimatet over et testareal. Geostatistikken bygger på, at målinger på prøver, der er udtaget tæt på hinanden, er mere ens end målinger på prøver, der er udtaget med større afstand. Målingerne siges at være "korrelerede" inden for en vis afstand.

Ligeledes kan sandsynligheden for, om jorden på et givet sted i området ligger over jordkvalitetskriteriet beregnes. Endvidere kan den anvendte geostatistiske databehandling anvendes til en vurdering af sandsynlighed for overskridelse af en vilkårlig koncentrationsgrænse, f.eks. et afskæringskriterium (ASK) eller en anden grænseværdi.

Det er dog ikke alle områder, der er egnet til en geostatistisk analyse. Områder uden en fælles forureningshistorik dvs. forskellige forureningskilder og stor heterogenitet kræver en større detaljeringsgrad, eventuel helt ned på ejendoms niveau.

Den generelle erfaring fra afprøvning af geostatistik på de 10 boligarealer er opsummeret i et flowdiagram som viser de forskellige trin i databehandling.