Miljøprojekt, 1094 – Poreluftprojekt - Styrende parametre for tidslige variationer af indholdet af klorerede opløsningsmidler i sand- og lerjorde - Hovedrapport

Poreluftprojekt - Styrende parametre for tidslige variationer af indholdet af klorerede opløsningsmidler i sand- og lerjorde - Hovedrapport

Resume & Konklusioner

Erfaringer fra mangeårige målinger af poreluftskoncentrationer og indeklimakoncentrationer viser, at den tidslige variation i koncentrationen er stor. Nærværende projekt er igangsat af Miljøstyrelsen i samarbejde med Fyns Amt og Amternes Videncenter for Jordforurening med henblik på at få større viden om disse tidslige variationer såvel på en sandlokalitet som på 2 lerlokaliteter.

Litteraturstudie

Indledningsvis er der gennemført et litteraturstudie, som viste, at naturlige tidslige variationer i poreluftskoncentrationer på flere størrelsesordener forekommer. Litteraturstudiet er afrapporteret via Amternes Videncenter for Jordforurening. Litteraturstudiet viser tidslige variationer i et givent målepunkt på op til 2-4 størrelsesordener, mens de arealmæssige variationer kan udgøre helt op til 6 størrelsesordener.

Målinger

Projektet indeholder omfattende målinger på hhv. sandlokaliteten og på lerlokaliterne.

For sandlokaliteten omfatter målingerne:

Etablering af udendørs målefelt med 7 poreluftsonder
Etablering af indendørs målefelt i kælderlokale med 8 poreluftsonder under gulv
Etablering af indendørs målestation i kælderlokale til måling af indeluft
Etablering af udendørs målestation til måling af udeluft og meteorologiske forhold
3 målerunder af 2-3 ugers varighed med kontinuerte målinger af tetraklorethylen, radon, barometertryk, differenstryk (over/under gulv, ude/inde, poreluft/atmosfære), temperatur og relativ fugtighed. Herudover periodevise målinger af luftskifte, vandindhold i jorden, grundvandspotentiale, meteorologiske forhold (nedbør, soltimer, vindretning, vindstyrke).
Forpumpningsforsøg på udvalgte udendørs poreluftsonder og sonder under gulv, hvor der måles på, om den målte koncentration i en sonde ændres som følge af, at der suges væsentlige luftmængder.

For lerlokaliteterne omfatter målingerne:

Etablering af sonder og efterfølgende sugetest. Herunder udvikling af ny lersonde.

5 målerunder fordelt på forskellige tidspunkter af året med øjebliksmålinger af differenstryk, flow og modtryk i sonderne, indhold af triklorethylen og tetraklorethylen i pore-/udeluften samt grundvandsspejlinger i udvalgte boringer.

Intensiveret målerunde, med kontinuerte målinger af differenstryk og grundvandsstand over en 3 ugers periode på udvalgte sonder. Sideløbende udføres der 4 målerunder, hvor der måles tri- og tetraklorethylen i poreluften fra sonderne.

Forpumpningsforsøg på udvalgte sonder, hvor der måles på, om den målte koncentration i en sonde ændres som følge af, at der suges væsentlige luftmængder.

Udluftningsforsøg på udvalgte sonder, hvor der måles på om en åbenstående sonde eller en sonde, der lige er etableret, skaber en forstyrrelse af forureningskoncentrationen og trykforholdene i poreluften.

Der er indsamlet data for temperatur, atmosfæretryk og regnvandsmængder for perioden, der dækker alle forsøg og målerunder.

Resultater

Resultaterne fra sandlokaliteten viser følgende:

Der er generelt kun fundet mindre variationer i PCE indholdet i poreluften ved de 3 målerunder. Over året er der fundet variationer i den samme målesonde på op til faktor 2. Arealmæssig ses variationer på op til faktor 3 over en afstand på 4-5 m. Medtages tidligere resultater fra sandlokaliteten ses langtidsvariationer i poreluften på op til 2 størrelsesordener.
De indendørs poreluftmålinger viser lille tidslig variation både over kort tid og gennem året. Korttidsvariationerne ligger typisk inden for 5-10 % af middelværdien. Koncentrationerne mellem de enkelte målerunder varierer op til faktor 2. Tidligere målinger i perioden 1996 - 2002 på lokaliteten viser dog variationer op til 2 størrelsesordener.
På sandlokaliteten ses variationsspænd i indeluften op til en faktor 20, dvs. et dekadespring. Tidligere målinger i perioden 1996-2002 viser variationsspænd op til faktor 100.
Radonmålingerne giver en rimelig beskrivelse af dæmpningsfaktoren mellem koncentrationer under/over gulv for PCE. Radon kan derfor anvendes til vurdering af dæmpningsfaktor over betondække.
Forpumpningsforsøgene af poreluft under gulv og i udendørs poreluftsonder viste, at prøvetagning på sandlokaliteten var meget robuste over for forskellige pumpeflow. Ved prøvetagning på en sandlokalitet anbefales et flow på 0,1-1 l/min og et maksimalt modtryk i sonden på 150 mbar. Et fornuftigt renpumpningsvolumen vurderes at være 5-10 gange det etablerede porevolumen i formationen og i spyd og slanger frem til prøvetagningsstedet.
Undersøgelserne på sandlokaliteten har vist, at indtrængningen af jordluft til indeklimaet er styret af mange faktorer og at det ikke er muligt entydigt at udpege årsagssammenhænge mellem PCE i poreluft og indeklima. Drivkræfter som ændringer i barometertryk, temperaturforskelle i inde-/udeluft, og trykdifferens over/under gulv kan forklare nogle af variationerne i indeluften, men ikke alle. Tilstrømningen af atmosfærisk luft via indflydelseszonen, afdampning fra grundvand/jordforurening, variationer i ventilationsforhold og luftudskiftning over terrænoverfladen kan også spille en rolle. Det, som gør tolkningen vanskelig, er, at de forskellige drivkræfter optræder samtidigt og er indbyrdes afhængige.
Fald i barometertrykket er den mest markante drivkraft for indtrængning af poreluft til indeklimaet på lokaliteten. Generelt synes trykdifferensen over/under gulv og temperaturforskellen mellem ude- og indeluft ikke at have en væsentlig rolle for PCE indholdet i indeluften på den konkrete lokalitet i Aalborg. Det skal bemærkes, at disse resultater ikke er i overensstemmelse med resultaterne fra Risø (1997) hvor temperaturforskellen i ude/indeluft var en væsentlig drivkraft for indtrængning af jordluft.

Resultaterne fra lerlokaliteten viser følgende:

Der er konstateret op til 3 størrelsesordener arealmæssige variationer på de 2 lerlokaliteter og tidslige variationer over måleperioden (måneder) på typisk 2 størrelsesordener, dog for enkelte sonder op til 3 størrelsesordener.
Ud fra de tidligere udførte undersøgelser på lokaliteterne kan det ikke afvises, at der vil kunne forekomme større tidslige variationer i poreluftskoncentrationen, særligt som langtidsvariationer (årsvariationer). Ud fra litteraturstudiet vurderes det, at realistiske variationer vil være på mellem 3 og 4 størrelsesordner.

Forpumpning og prøvetagning bør gennemføres ved så lavt et flow som muligt - helst 0,1-0,5 l/min. Umiddelbart efter etablering af sonder eller ved sonder som har henstået lukket bør forpumpningen ikke overstige 2 gange sondens kunstige volumen (voluminet af sonde, slanger og evt. gruskastning).

Ved kortvarige utætheder i måleopstillingen (få minutter) kan retablering af stabile forhold i formation opnås med en forpumpning på 2-3 gange sondens kunstige volumen.

Trykændringer i atmosfæren har væsentlig betydning for korttidsvariationer i poreluftskoncentrationen. En trykstigning medfører almindeligvis et fald i koncentrationen, mens et trykfald medfører en stigning i koncentration. For de længerevarende variationer i poreluftkoncentrationen (årsvariationer) vurderes det, at nedbør og ændringer i grundvandsspejlets beliggenhed, herunder blottelse af en smearzone, ligeledes har væsentlig betydning.

Nedbør har også stor betydning for korttidsvariationerne. Nedbør medfører almindeligvis et fald i koncentration som følge af udvaskning. Særligt kan effekten af kraftige nedbør overskygge den samtidige effekt af trykfald i atmosfæren.

Ved tolkning af den målte koncentration i poreluften bør man som en tommelfingerregel medtage effekter af trykændringer og nedbør i en periode forud for målingen. Periodens længde afhænger af geologien og grundvandsspejlets placering, og undersøgelserne viser, at responstiden for trykudbredelsen i den umættede zone er en god rettesnor for periodens længde.

Der er i målingerne en svag tendens til, at stigninger i grundvandsstanden medfører stigning i poreluftskoncentrationen, mens fald i grundvandsstanden medfører fald i poreluftskoncentrationen.

Temperaturen i udeluften har tilsyneladende ikke væsentlig betydning for koncentrationen i poreluften i de foretagne målinger.
Ud fra de foreliggende data og de teoretiske betragtninger formodes det, at de højeste poreluftskoncentrationer på lerlokaliteter forekommer i sensommeren/det tidlige efterår. Dette begrundes i, at denne periode almindeligvis er karakteriseret af:

lavt grundvandsspejl med heraf følgende større kildeafdampning,
lavt vandindhold i den umættede zone pga. ringe nedbør igennem sommeren, hvilket øger den vertikale gaspermeabilitet,
begyndende mætning af toplaget pga. efterårsregn, hvilket mindsker udvekslingen med atmosfæren.

Bemærk, at lignende fysiske forhold kan forekomme på andre tidspunkter af året.

Diskussion og anbefalinger

Trods det, at det er muligt at give forklaringer på nogle af de konstaterede variationer i koncentrationen på såvel sand- som lerlokaliteterne, viser undersøgelserne dog tydeligt, at det ikke på nuværende tidspunkt er muligt at forklare alle de konstaterede variationer i koncentrationerne. Der er således fortsat en række uafdækkede sammenhænge, som påvirker koncentrationsniveauet.

De store tidslige variationer betyder, at risikovurderinger, afgørelser vedrørende kortlægning efter jordforureningsloven eller afværge er forbundet med en stor usikkerhed.

Det anbefales derfor, at man ved fremtidige poreluftsundersøgelser foretager gentagelser af målinger samt holder sig for øje, at følsomheden af afgørelser skal vurderes ud fra såvel de arealmæssige som de tidslige variationer.

Ydermere anbefales det, at der igangsættes arbejder med det mål at få bedre forståelse for de naturlige variationer, herunder at der udarbejdes et nyt risikovurderingsværktøj.