Erfaringsopsamling på passiv ventilation til fjernelse af klorerede opløsningsmidler fra umættet zone
4 Effekten af passiv ventilation som afskæringsmetode
Som beskrevet i afsnit 2.1, er det forventningen, at en reduktion af forureningen i umættet zone alt andet lige vil føre til en reduktion af forureningen i grundvandet, da fluxen fra umættet til mættet zone vil mindskes. For at belyse, om dette er tilfældet, er der udvalgt 4 feltlokaliteter, der har været i drift over en vis årrække. I det følgende vil effekten af passiv ventilation som afværgeløsning for disse lokaliteter blive gennemgået mere indgående.
De 4 lokaliteter er udvalgt ud fra et ønske om at få belyst nogle forskellige typer anlæg og forhold. Desuden har datamængden fra moniteringer o.l. ligeledes været en væsentlig faktor under udvælgelsen af lokaliteterne. I bilag 1 findes data, situationsplaner o.l. for samtlige lokaliteter.
4.1 Carlshøjvej, Lyngby
På Carlshøjvej i Lyngby har der fra 1954 til 1970 været et renseri, der har givet anledning til en poreluftforurening i umættet zone med klorerede opløsningsmidler med en udbredelse under dæklaget på ca. 1800 m². På lokaliteten er der i 1999 etableret 5 boringer for passiv ventilation filtersat i umættet zone i to niveauer – 7-12 m u.t. og 18-23 m u.t. Boringerne er afsluttet i ca. 2 m dybe ø1250 mm betonbrønde, hvor et kulfilter er monteret på det samlede afkast fra det øvre og det nedre filter. Fra brønden er et udluftningsrør ført over terræn og afsluttet i en svanehals.
Som illustreret i figur 20 og 21, er poreluftkoncentrationen i de 5 boringer for passiv ventilation faldet siden etableringen i 1999. Koncentrationen i det øvre filter er generelt faldet gennem driftsperioden, mens koncentrationen i det nedre filter har været en anelse svingende. For begge filtre ses dog generelt et fald. De to seneste moniteringsrunder har vist, at koncentrationen er ved at stabiliseres på et niveau under 10 mg/m³.
Figur 20: Koncentrationsudvikling for afkastet på det øvre filter.
Figur 21: Koncentrationsudvikling for afkastet på det nedre filter.
4.1.1 Effekt på grundvandsforurening
Koncentrationen af PCE i grundvandet omkring Carlshøjvej er moniteret fra før de passive ventilationsboringer blev etableret i 1999. Der er foretaget monitering i 3 boringer (B2, B3, B4) omkring lokaliteten, hvoraf kun boring B2 er beliggende i det område, hvor den passive ventilation har effekt i den umættede zone. Som det fremgår af figur 22, var grundvandskoncentrationen af PCE i 1998 omkring 130 µg/l. Moniteringerne efter etablering af boringerne for passiv ventilation viser en tydelig reduktion i PCE koncentrationen i grundvandet til ca. 20 µg/l. Under de seneste 4 moniteringsrunder har koncentrationen i B2 været svingende, men har ligget i intervallet mellem 20 og 40 µg/l. For de øvrige to moniteringsboringer har koncentrationen været stabil siden 1998, hvilket viser at grundvandsforureningen ikke har spredt sig til områderne omkring disse boringer.
Figur 22: Koncentrationsudvikling i grundvandet, Carlshøjvej
Filtersætningen af boringerne for passiv ventilation i 2 niveauer gør det muligt at vurdere forureningens vertikale spredning i den umættede zone. Koncentrationsniveauet for klorerede opløsningsmidler i umættet zone har været nogenlunde ens for den øvre og den nedre del. Hvis ikke koncentrationen af klorerede stoffer i den øvre del af den umættede zone bliver reduceret, må det forventes, at forureningen ville spredes til den nedre del, og videre ned i den mættede zone.
Moniteringen af koncentrationerne i både umættet og mættet zone viser altså, at den passive ventilering har opfyldt formålet således, at der er sket begrænset spredning af forureningen med klorerede opløsningsmidler fra de øvre jordlag og gennem den umættede zone til grundvandet.
Som vist i tabel 5, er koncentrationen af klorerede opløsningsmidler i poreluften gennemsnitligt reduceret med 86% siden opstarten af passiv ventilation i 1999. I samme periode er koncentrationen i grundvandet reduceret næsten tilsvarende, nemlig med 78%.
4.1.2 Fjernelsesrate
Målinger på Carlshøjvej har vist et gennemsnitligt flow på 0,51 m³ pr. time pr. filter, jf. tabel 4. Dette giver et gennemsnitligt flow for hele systemet på 5,1 m³/time, da der er 5 boringer med 2 filtre i hver. På baggrund af dette flow er fjernelsesraten for det samlede system estimeret og illustreret i figur 23. Fjernelsesraten lå ved opstarten af boringerne for passiv ventilation omkring 1,1 kg/år, mens den ved den seneste moniteringsrunde var faldet til ca. 0,15 kg/år. Koncentrationerne er som nævnt på nuværende tidspunkt efter ca. 8 års drift ved at stabiliseres, og fjernelsesraten på 0,1-0,2 kg/år må formodes at svare til fluxen fra dæklaget til umættet zone. Den samlede fjernelse af klorerede opløsningsmidler på Carlshøjvej gennem de ca. 8 års drift ligger omkring 2,5 kg.
Figur 23: Akkumuleret fjernelse samt fjernelsesrate for Carlshøjvej.
4.2 Virumvej, Virum
Fra 1963 til 1998 har der på Virumvej 84B i Virum ligget et renseri, der har forårsaget en relativt kraftig forurening med klorerede opløsningsmidler i såvel den umættede zone som i grundvandet.
I 2002 blev der på lokaliteten etableret et anlæg til aktiv ventilation af den umættede zone. Der blev etableret 7 ventilationsboringer filtersat fra 5 til 17 m u.t., hvoraf to af boringerne er filtersat i 2 intervaller. Den aktive ventilering af den umættede zone har kørt over en periode på 6 måneder, hvilket har resulteret i et fald i koncentrationen af klorerede opløsningsmidler fra ca. 300 mg/m³ til mindre end 10 mg/m³, jf. figur 24.
Figur 24: Koncentrationsudvikling under aktiv ventilation.
Under den aktive ventilation har den mest markante fjernelse og dermed også den højeste fjernelsesrate forekommet i den første måned under den aktive ventilation. Dernæst har fjernelsesraten stabiliseret sig omkring 15 kg/år, jf. figur 25. Der er under den aktive ventilering i alt fjernet ca. 30 kg klorerede opløsningsmidler fra den umættede zone.
Figur 25: Fjernelsesrate og akkumuleret fjernelse under aktiv ventilation.
Efter at den aktive ventilation på Virumvej blev afsluttet i maj 2003 er der etableret 5 nye ventilationsboringer, således at er der i alt på lokaliteten er 12 boringer til brug for passiv ventilation. Boringerne er via ventilationsledninger ført til en fælles manifold over terræn, jf. figur 26. Efter den aktive ventilering er koncentrationerne reduceret tilstrækkeligt til, at det ikke er nødvendigt at lede det fælles afkast fra boringerne gennem et kulfilter for rensning.
Figur 26: Ventilationsledninger i fælles manifold på Virumvej.
Efter at den passive ventilation er igangsat på Virumvej i efteråret 2003, er der foretaget monitering af poreluftkoncentrationerne 3 gange. Moniteringsrunderne viser, at koncentrationen af klorerede opløsningsmidler i stort set alle boringerne er forblevet på samme niveau som ved afslutningen af den aktive ventilation – under 15 mg/m³, jf. figur 27.
Figur 27: Koncentrationsudvikling i poreluft under passiv ventilation.
4.2.1 Effekt på grundvandsforurening
Grundvandskoncentrationen af klorerede opløsningsmidler på Virumvej er moniteret siden 2000, jf. figur 28. Koncentrationen har været svingende, men det ses dog, at der siden ventilationen på Virumvej er startet, er sket et fald i koncentrationen af klorerede opløsningsmidler. Koncentrationsniveauet i grundvandet er dog stadig relativt høj, ca. 800 µg/l, men der er dog sket en reduktion af koncentrationen på næsten 60% siden 2003. Faldet i grundvandskoncentrationen viser, at den aktive og senere den passive ventilation har fungeret efter hensigten og afskåret forureningen fra at sprede sig yderligere til grundvandet.
Figur 28: Koncentrationsudvikling for grundvandet v. Virumvej.
På Virumvej er koncentrationen af klorerede opløsningsmidler faldet med 98% siden opstarten af den aktive og efterfølgende passive ventilation i henholdsvis 2002 og 2003. I samme periode er koncentrationen af klorerede opløsningsmidler i grundvandet generelt faldet med 55%.
4.2.2 Fjernelsesrate
Middelflowet på Virumvej er fundet til 1,2 m³ pr. time pr. filter, hvilket resulterer i et gennemsnitligt samlet flow fra systemet på ca. 14 m³/time. Det gennemsnitlige flow giver en fjernelsesrate på ca. 0,9 kg/år for de passive boringer, og der er under perioden med passiv drift blevet fjernet ca. 4 kg klorerede opløsningsmidler.
Figur 29: Fjernelsesrate og akkumuleret fjernelse for både den aktive og passive driftsperiode.
Fjernelsesraten på ca. 0,9 kg/år har været stabil de seneste år, og det vurderes derfor, at denne værdi er svarende til fluxen fra dæklaget til umættet zone.
4.3 Nygade, Fakse
På Nygade 37 i Fakse har et renseri forårsaget en jordforurening med en udbredelse på ca. 500 m². For at reducere risikoen for, at denne forurening skulle brede sig til grundvandet, er der i 1999 etableret 8 boringer for passiv ventilation. 6 af boringerne er filtersat i det 2-3 m tykke umættede sandlag under dæklaget. 2 boringer er ført ned i kalken og er filtersat fra 15-20 m u.t. Afkastet fra de 8 boringer er ført til en fælles manifold under terræn og videre til en brønd med kulfilter, jf. figur 12.
Koncentrationsudviklingen i den umættede zone viser et markant fald i koncentrationerne i løbet af de første 2 år efter start. Derefter stabiliseres koncentrationen og niveauet har været stabilt under de seneste 4 moniteringsrunder.
Figur 30: Koncentrationsudvikling i umættet zone – sandet, Nygade, Fakse.
Koncentrationen i sandet i boring KB2 er faldet, men har stabiliseret sig på et relativt højt niveau lige under 100 mg/m³. Dette skyldes, at denne boring ligger i området hvor hot-spot findes i den overliggende moræneler. Der findes desuden en PCE koncentration på over 50 mg/m³ i SB1 efter 96 måneders drift, hvilket ligeledes kan hænge sammen med boringens placering i nærheden af et hot-spot.
4.3.1 Effekt i kalken
To af boringerne for passiv ventilation er ført til kalken ca. 14 m u.t. (KB1 og KB2). Desuden findes der på nabomatriklen to boringer filtersat i kalken, der er benyttet til monitering.
I figur 31 er koncentrationsudviklingen i kalken, illustreret og heraf fremgår det, at der er sket et fald i koncentrationen siden opstarten af den passive ventilation. Koncentrationsfaldet er mest markant i ventilationsboringerne (KB1 og KB2), hvor koncentrationen er faldet omkring 65% i løbet af driftsperioden. En nogenlunde tilsvarende reduktion af koncentrationen ses i det umættede sandlag, hvor reduktionen er 76%, jf. tabel 5.
Figur 31: Koncentrationsudvikling i umættet zone – kalken, Nygade, Fakse.
I boringerne på nabogrunden (B101 og B102) er der ikke set markante fald siden opstarten af den passive ventilering, men koncentrationen er forblevet på samme niveau, hvilket indikerer, at forureningen ikke har spredt sig yderligere. Der kan ikke umiddelbart forventes fald i koncentrationen i kalken i B102 og B101, da disse boringer ligger for langt fra det område der ventileres, samt at kun to passive ventilationsboringer er filtersat i kalken. Det vil kræve et større antal boringer, der ventilerer i kalken for at nedbringe koncentrationerne i kalken i et større område.
4.3.2 Fjernelsesrate
Fjernelsesraten og den akkumulerede fjernelse for Nygade er illustreret i figur 32. Det ses, at fjernelsesraten i det første år lå omkring 2 kg/år, hvorefter raten er faldet og efter ca. 3 år har stabiliseret sig på omkring 0,5-0,75 kg/år. Da denne rate stort set har været stabil gennem de seneste 4 moniteringsrunder, vurderes det, at værdien er svarende til fluxen fra dæklaget til umættet zone.
Figur 32: Fjernelsesrate og akkumuleret fjernelse – Nygade, Fakse.
Siden opstarten af den passive ventilation på Nygade i Fakse i 1999 er der i alt fjernet omkring 7,5 kg klorerede opløsningsmidler.
4.4 Møllevej, Askov
På Møllevej 12 i Askov har der tidligere ligget et renseri, der har forårsaget en jordforurening med en vurderet udbredelse på ca. 900 m². For at afskære denne forurening fra at blive spredt gennem den umættede zone til grundvandet, er der i 1999 etableret 6 boringer for passiv ventilation. 5 af boringerne er filtersat i 2 intervaller fra 7-12 og fra 15-20 m u.t. Den sidste boring er kun filtersat i ét niveau, fra 6-20 m u.t. Samtlige filtre er ført til afkast på bygningens tag, og der er ikke benyttet kulfilter til rensning.
Udover boringerne for passiv ventilation, har der på et delområde af lokaliteten i en periode været drevet en afværgepumpning i grundvandet. Pumpeboringen er beliggende på den østlige del af grunden, mens området, der ventileres, ligger længere mod vest, jf. bilag 1.
I figur 33 og 34 er koncentrationsudviklingen i den øvre og nedre del af den umættede zone illustreret. Koncentrationen af klorerede opløsningsmidler i den øvre del af den umættede zone var ved opstarten af anlægget næsten dobbelt så høj som i den nedre del. Moniteringen i de øvre filtre har vist, at koncentrationen er faldet relativt kraftigt i løbet af de første 2 år, hvorefter koncentrationen har stabiliseret sig.
Figur 33: Koncentrationsudvikling i den øvre del af den umættede zone.
I den nedre del af den umættede zone er koncentrationerne ligeledes faldet markant i løbet af de første 2 år efter opstart. Koncentrationen har efter dette tidspunkt stabiliseret sig og lå ved den seneste moniteringsrunde på under 5 mg/m3 for alle de nedre filtre.
Figur 34: Koncentrationsudvikling i den nedre del af den umættede zone.
Koncentrationsfaldet i både den øvre og nedre del af den umættede zone indikerer, at boringerne fungerer efter formålet, og at forureningens spredning fra dæklaget gennem den umættede zone til grundvandet er reduceret.
4.4.1 Effekt på grundvandsforurening
Siden boringerne for passiv ventilation blev etableret i 1999, er der sket et fald i koncentrationen af PCE i grundvandet, jf. figur 35. Der har dog sideløbende med ventilationen foregået en afværgepumpning i grundvandet på den østlige del af grunden, ca. 20 m fra det område, der ventileres ved passiv ventilation. Pumpen har pumpet med en rate på 1,5 m³/t i 2000-2002 og med ca. 3,7 m³/t fra 2004-2007. I den mellemliggende periode har pumpen været stoppet. Afværgepumpningen blev indstillet i slutningen af 2007.
Figur 35: Koncentrationsudvikling i grundvandet, Møllevej, Askov.
Effekten af afværgepumpningen er illustreret i figur 36, hvoraf det fremgår, at der gennem de ca. 8 år, hvor afværgepumpningen har kørt, er fjernet ca. 9 kg PCE ved denne metode.
Figur 36: Effekt af afværgepumpning, Møllevej, Askov.
Grundvandskoncentrationen på Møllevej er reduceret med 98%, siden opstart af afværgepumpning og passiv ventilation, mens koncentrationen i den umættede zone i gennemsnit er faldet 88%.
4.4.2 Fjernelsesrate
På Møllevej er der fundet et gennemsnitsflow ud af boringerne på 2,2 m³ pr. time pr. filter, hvilket er et relativt højt flow sammenlignet med de øvrige lokaliteter, jf. tabel 4. Dette høje flow har da også gennem de første 2 års drift givet anledning til nogle høje fjernelsesrater, jf. figur 37. Som koncentrationerne er faldet, er fjernelsesraten ligeledes faldet og har stabiliseret sig omkring ca. 5 kg/år. Den meget stabile fjernelsesrate gennem de seneste 4-5 moniteringsrunder giver en indikation af, at fluxen fra dæklaget og ned i den umættede zone er ca. 5 kg/år.
Figur 37: Akkumuleret fjernelse og fjernelsesrate i umættet zone, Møllevej, Askov.
Den akkumulerede fjernelsesrate viser, at der er fjernet over 70 kg PCE fra den umættede zone gennem de ca. 8 år, hvor der har kørt passiv ventilation på lokaliteten. Denne fjernelse er over 7 gange så høj som den mængde, der er fjernet i grundvandet ved afværgepumpningen.
Version 1.0 Oktober 2008, © Miljøstyrelsen.