Vurdering af naturlig nedbrydning af tjærestoffer i grundvand. Ringe Tjære- og Asfaltfabrik, Ringe, Fyn

7 Stoftransportmodellering

Med henblik på at integrere de indsamlede data fra lokaliteten og udarbejde en modelbaseret risikovurdering af forureningsspredningen fra RTA-grunden i relation til de nedstrøms liggende vandforsyninger er der etableret en stoftransportmodel for grundvandsmagasinet /6/.

Der er udført simulering for 3 af problemstofferne (benzen, 2,6-xylenol og benzothiophen) observeret i fanen fra RTA. Problemstofferne repræsenterer de under anaerobe forhold sværest nedbrydelige stoffer fra hver sin gruppe af tjærestoffer.

7.1 Modelopsætning

Modelområdet og det nedstrøms beliggende vandværk er vist i figur 7.1.

Klik her for at se Figur 7.1

Med afsæt i den konceptuelle forståelsesmodel, kapitel 2 figur 2.5, og den detaljerede geologiske model, kapitel 2 figur 2.2, er den numeriske model opstillet i 56 modellag af 1 m med en diskretisering på 5x5 m celler og i alt 350.000 beregningsceller. Den tætte diskretisering retfærdiggøres af den detaljerede geologiske model og beskrivelserne af kemiske og hydrauliske forhold på lokaliteten /6/.

Tabel 7.1 sammenfatter på overordnet niveau opbygningen af og indhold i hhv. strømnings- og stoftransportmodellen.

Tabel 7.1: Opbygning af og indhold i strømnings- og stoftransportmodel /6/.

Strømningsmodel
Modelkerne Modflow
Geologi 56 model lag af 1 m i mægtighed, 5 forskellige geologiske enheder
Diskretisering 5x5 m celler i 300x500 m modelområde
Randbetingelser Baseret på regional model, regionale potentialekort og lokale tolkninger
Kalibreringsgrundlag Data og tolkninger vedr. prøvepumpninger, pejlinger, K/T-værdier
Stoftransportmodel
Modelkerne MT3D
Randbetingelser • Kilde: Fastholdt flux (mass load) i kildeområdet, [f(C,t)]
• Redoxgrænser: Redoxmiljø varierende i sted, konstant over tid
Stofomsætning First-order irreversible kinetic reaction – cell by cell
Stofretardation Linear isotherm – cell by cell
Numerisk løser Third order TVD scheme (Ultimate)
Dispersion Dispersivitet = 0 m (den numeriske dispersion udgør et tilstrækkeligt bidrag)
Kalibreringsgrundlag Observerede koncentrationer (generelle niveauer)
Usikkerhed Håndteres gennem dialog og scenarier

7.2 Zonering af grundvandsmagasin og valg af scenarier

På basis af observerede redoxforhold i kildeområde, fane og magasinet i øvrigt, er foretaget en inddeling i 3 zoner med forskelligt nedbrydningspotentiale. En stærkt jernreducerende zone i kildeområdet og fanetraceet ud til mellem boring 9911 (DGU nr. 155.1062) og F3-2 (DGU nr. 155.1317) og udenfor denne zone øverst nitratreducerende og nederst svagt jernreducerende forhold. En principskitse er vist i figur 7.2.

Figur 7.2: Principskitse for udbredelsen af forskellige redoxzoner indlagt i modellen illustreret som et profilsnit på tværs af forureningsfanen, fra /6/.

Figur 7.2: Principskitse for udbredelsen af forskellige redoxzoner indlagt i modellen illustreret som et profilsnit på tværs af forureningsfanen, fra /6/.

Feltobservationerne viste ingen nedbrydning af benzen baseret på isotopfraktionering og ingen indikationer på nedbrydning af 2,6-xylenol eller benzothiophen i den centrale del af fanen ud til mellem boring 9911 (DGU nr. 155.1062) og F3-2 (DGU nr. 155.1317) svarende til en i modellen indlagt zonegrænse omkring 120 m nedstrøms kildeområdet. Efter dette punkt observeredes indikationer på nedbrydning af benzen og et andet problemstof thiophen.

Anbefalinger vedrørende valg af scenarier, herunder anvendelse af nedbrydningsrater, til stoftransportmodellering er udarbejdet med udgangspunkt i en vurdering af stoftransport og nedbrydning på basis af feltundersøgelser, herunder isotopfraktionering og specifikke nedbrydningsprodukter, kapitel 5, og vurdering af nedbrydning af udvalgte problemstoffer på basis af laboratorieforsøg med materialer fra lokaliteten, kapitel 6.

På baggrund af feltdataene alene blev følgende foreslået:

  • Modellering for 2,6-xylenol, benzothiophen og benzen
  • 2,6-xylenol og benzothiophen regnes persistente men med forskellig retardationsfaktor
  • Methylbenzofuraner repræsenteres af benzothiophen
  • Benzen nedbrydes i den yderste del af fanen i et men ikke i et andet scenarie
  • Thiophen repræsenteres af benzen

Baseret på foreløbige kurver for nedbrydningen af stofferne (frem til ca. 6 mdr.) og en foreløbig tabel over nedbrydningsrater for problemstofferne (omtalt i afsnit 6.5) blev givet en indledende beskrivelse (først i afsnit 6.4) og anbefaling til scenarier.

Da nedbrydningsforsøgene viste, at der for alle stoffer kan ske nedbrydning under flere af de for magasinet relevante forhold, blev det anbefalet, at der for alle de 3 modelstoffer udføres et scenarium med nedbrydning i magasinet, med anvendelse af nedbrydningsrater fra den foreløbige tabel for de relevante forsøgsserier. Udført som scenarie 1-3.

Nedbrydningsraterne fra forsøgene var, som nævnt, overraskende høje, og for benzen og NSO-forbindelserne domineret af et meget overraskende markant fald i koncentrationer mellem prøvetagningerne dag 8 og dag 35. For den centrale del af fanen var denne nedbrydning i strid med feltobservationerne, og de høje rater måtte forventes at resultere i alt for lille forureningsudbredelse for stofferne sammenholdt med den reelle udbredelse. Det blev derfor anbefalet, at udføre en følsomhedsanalyse med reducerede nedbrydningsrater for et af stofferne. Dette blev gjort for 2,6-xylenol i scenarie 4-5.

For at få en fornemmelse af betydningen af højere rater udenfor det centrale trace med kraftig forurening (specielt i nitratreducerende zone) blev det desuden anbefalet at udføre en simulering, hvor raterne under stærkt jernreducerende forhold og svagt jernreducerende forhold var reduceret (meget hhv. mindre). Udført som scenarie 6.

Da rapporten for nedbrydningsforsøgene og modelkørsler for de ovennævnte scenarier forelå, blev disse sammenholdt med feltdata. De mest sandsynlige nedbrydningsrater for problemstofferne i de nævnte redoxzoner baseret på nedbrydningsforsøgene og feltdata blev udpeget, disse fremgår af tabel 6.4, og det blev anbefalet at udføre 3 supplerende modelscenarier. Et med de forventet mest troværdige nedbrydningsrater for hvert af stofferne 2,6-xylenol (scenarie 7) og benzothiophen (scenarie 8) og et worst-case scenarie for benzothiophen (scenarie 9, svarende til scenarie 5 for 2,6-xylenol).

En samlet oversigt over de udførte scenarier fremgår af tabel 7.2. Resultaterne for udvalgte scenarier fremgår af figurer i afsnit 7.3.

Tabel 7.2: Gennemførte modelscenarier, oversigt, fra /6/. De mest realistiske scenarier (MR) og worst case scenarier (WC) er markeret under type.

  Reaktionskonstanter I redoxzoner
Type Scenarium Parameter Fe++ [fane]
K [d-1], T½[d]
Fe++ [nedstrøms]
K [d-1], T½[d]
NO3-
K [d-1], T½[d]
  1(A) Benzen 0,065 11 0,313 2 0,223 3
  2a(A) 2,6-Xylenol 0,014 50 0,089 8 0,091 8
  2b(A) 2,6-Xylenol 0,014 50 0,089 8 0,091 8
  3(A) Benzothiophen 0,010 69 0,036 19 0,326 2
  4(B)) 2,6-Xylenol 0,0014 495 0,0089 78 0,0091 76
WC 5(B) 2,6-Xylenol 0,00014 4.951 0,00089 770 0,00091 762
MR 6(B) 2,6-Xylenol 0,0014 495 0,045 15 0,091 8
MR 7(B) 2,6-Xylenol 0,0002 3.653 0,019 36 0,088 8
  8(D) Benzothiophen 0,0002 3.653 0,016 43 0,033 21
WC 9(D) Benzothiophen 0,0002 3.653 0,00034 2.039 0,00033 2.100
  10(C) 2,6-Xylenol 0,014 50 0,089 8 0,091 8
  11(C) 2,6-Xylenol 0,014 50 0,089 8 0,091 8

(A) Base scenarier med data fra lokaliteten – vurdering af forureningsspredning, (B) Følsomsomhed på kemiske parametre og vurdering af worst case for 2,6-xylenol, (C) Følsomhed på kemiske parametre og vurdering af worst case for benzothiophen, (D) Følsomhed på hydrauliske parametre med afsæt i base case for 2,6-xylenol

7.3 Simuleringsresultater

Resultaterne af scenarie 1-3 med nedbrydning af problemstofferne benzen, 2,6-xylenol og benzothiophen i alle redoxzoner (nedbrydningsrater fra foreløbig tabel, samme størrelsesorden som rater angivet i tabel 6.2), scenarie 7 og 8 med forventet mest sandsynlige nedbrydningsrater for 2,6-xylenol hhv. benzothiophen (svarende til rater fra tabel 6.4) og scenarie 5 og 9 med worst-case nedbrydning af 2,6-xylenol og benzothiophen er illustreret i figur 7.3-7.9.

Der er regnet med en konstant belastning med stofferne på lokaliteten i 50 år. Fanerne bliver stationære indenfor de første 10-20 år. Figurerne viser fanens største udbredelse (dvs. stationær udbredelse ved nedbrydning, inden ophør af belastning i kildeområdet) for det givne scenarie.

Scenarie 1-3 simuleringerne (figur 7.3-7.5) viste, som ventet, en meget mindre faneudbredelse end observeret i felten. Nedbrydningsraterne anvendt i kildeområdet og den centrale del af fanen i disse scenarier var altså urealistisk høje. Følsomhedsanalysen i scenarie 4-5 pegede på at scenarie 5 havde den mest realistiske nedbrydningsrate (svarende til at koncentrationsændringer overvejende var styret af dispersion og fortynding uden væsentlig betydning af nedbrydning) i kildeområdet og den centrale del af fanen og en konservativ rate i de andre zoner. Scenarie 5 (figur 7.7) kunne således udpeges som worst-case scenarie. Scenarie 6 viste, at simuleringer af fanens bredde ikke var følsomme overfor ændringer i nedbrydningsrate i zonerne (nitratreducerende og svagere jernreducerende) udenfor den centrale del af fanen.

Figur 7.3: Simuleret udbredelse af benzen (scenarie 1) ved nedbrydning i alle zoner, fra /6/. Parametervalg: Tilførsel af stof: 7,6 kg/år; T½, [Fe++(fane)] = 11 d; T½,[Fe++] = 2 d; T½,[NO3-]= 3 d.

Figur 7.3: Simuleret udbredelse af benzen (scenarie 1) ved nedbrydning i alle zoner, fra /6/. Parametervalg: Tilførsel af stof: 7,6 kg/år; T½, [Fe++(fane)] = 11 d; T½,[Fe++] = 2 d; T½,[NO3-]= 3 d.

Figur 7.4: Simuleret udbredelse af 2,6-xylenol (scenarie 2) ved nedbrydning i alle zoner, fra /6/. Parametervalg: Tilførsel af stof: 2,3 kg/år; T½, [Fe++(fane)] = 50 d; T½,[Fe++] = 8 d; T½,[NO3-]= 8 d.

Figur 7.4: Simuleret udbredelse af 2,6-xylenol (scenarie 2) ved nedbrydning i alle zoner, fra /6/. Parametervalg: Tilførsel af stof: 2,3 kg/år; T½, [Fe++(fane)] = 50 d; T½,[Fe++] = 8 d; T½,[NO3-]= 8 d.

Figur 7.5: Simuleret udbredelse af benzothiophen (scenarie 3) med nedbrydning i alle zoner, fra /6/. Parametervalg: Tilførsel af stof: 0,2 kg/år; T½, [Fe++(fane)] = 69 d; T½,[Fe++] = 19 d; T½,[NO3-]= 2 d.

Figur 7.5: Simuleret udbredelse af benzothiophen (scenarie 3) med nedbrydning i alle zoner, fra /6/. Parametervalg: Tilførsel af stof: 0,2 kg/år; T½, [Fe++(fane)] = 69 d; T½,[Fe++] = 19 d; T½,[NO3-]= 2 d.

Figur 7.6: Simuleret udbredelse af 2,6-xylenol (scenarie 7) under de på basis af nedbrydningsforsøgene forventede mest realistiske nedbrydningsforhold. Parametervalg: Tilførsel af stof: 2,3 kg/år; T½, [Fe++(fane)] = 3650 d; T½,[Fe++] = 36 d; T½,[NO3-]= 8 d.

Figur 7.6: Simuleret udbredelse af 2,6-xylenol (scenarie 7) under de på basis af nedbrydningsforsøgene forventede mest realistiske nedbrydningsforhold. Parametervalg: Tilførsel af stof: 2,3 kg/år; T½, [Fe++(fane)] = 3650 d; T½,[Fe++] = 36 d; T½,[NO3-]= 8 d.

Figur 7.7: Simuleret udbredelse af benzothiophen (scenarie 8) under de på basis af nedbrydningsforsøgene forventede mest realistiske nedbrydningsforhold. Parametervalg: Tilførsel af stof: 0.2 kg/år; T½, [Fe++(fane)] = 3650 d; T½,[Fe++] = 43 d; T½,[NO3-]= 21 d.

Figur 7.7: Simuleret udbredelse af benzothiophen (scenarie 8) under de på basis af nedbrydningsforsøgene forventede mest realistiske nedbrydningsforhold. Parametervalg: Tilførsel af stof: 0.2 kg/år; T½, [Fe++(fane)] = 3650 d; T½,[Fe++] = 43 d; T½,[NO3-]= 21 d.

Klik her for at se Figur 7.8

Klik her for at se Figur 7.9

De simulerede faner i scenarierne 7-8 (forventet mest realistiske) samt 5 og 9 (worst-case) er sammenholdt med feltdata i afsnit 7.4.

7.4 Vurdering af simulerede scenarier

Baseret på nedbrydningsforsøgene vurderes scenarier uden nedbrydning i fanen frem til zonegrænsen mellem boring 9911 (DGU nr. 155.1062) og F3-2 (DGU nr. 155.1317) og derefter med nedbrydningsrater svarende til de laveste rater for svagt jernreducerende hhv. nitratreducerende forhold bestemt i nedbrydningsforsøgene (kapitel 7) for de mest realistiske scenarier for stofferne. Resultater for simuleringer med disse forhold (nedbrydningsrate centralt i fane så lav, at det reelt svarer til ingen nedbrydning inden zonegrænsen) er illustreret i figur 7.6 for 2,6-xylenol (scenarie 7) og figur 7.7 for benzothio-phen (scenarie 8).

Da tilførslen af stof var justeret ind med henblik på at opnå korrekte koncentrationer i kildeområdet (kildestyrker) i scenarium 1-3, hvor nedbrydningsraten i kildeområde og centrale dele af fanen var sat højt, bliver kildestyrken i de øvrige scenarier for høje. Dette er der taget højde for ved vurderingerne nedenfor.

Sammenholdes de simulerede koncentrationsniveauer for 2,6-xylenol og benzothiophen (under hensyntagen til de for høje kildestyrker) med de målte, tabel 7.3 scenarie 7 og 8, ses det simulerede koncentrationsniveau i en afstand nedstrøms zonegrænsen svarende til afstanden til F3 (DGU 155.1317) at være lavere end målt i F3. Foruden nedbrydningsraten er placeringen af zonegrænsen afgørende for det simulerede koncentrationsniveau. En mindre ændring af afstanden til zonegrænsen ville give bedre overensstemmelse for scenarium 7 og 8.

Variationen i koncentrationer i de enkelte boringer er betydelig, formodentlig som følge af variation i grundvandsstrømningen og dermed forløbet af den meget smalle fane. Der har også været en tidslig udvikling i udvaskningen af fanen. Udvaskningen af de lettest opløselige stoffer som 2,6-xylenol har for-modentlig således tidligere været større end i dag, hvilket der ikke tages hensyn til i simuleringerne, og som derfor resulterer i lavere simulerede koncentrationer.

For benzen og thiophen ville scenarier svarende til scenarium 7 og 8 have givet simulerede udbredelser i fin overensstemmelse med målte koncentrationer. Problemstofferne methylbenzofuraner svarer i udbredelse og nedbrydningspotentiale til benzothiophen, hvorfor de ikke er separat modelleret.

I scenarierne 5 og 9 (worst-case scenarier) for henholdsvis 2,6-xylenol og benzothiophen er nedbrydningsraten nedstrøms zonegrænsen sat 1-2 størrelsesordener lavere. Resultater af simuleringerne er illustreret på henholdsvis figur 7.8 og 7.9. Der sås umiddelbart en bedre overensstemmelse mellem scenarierne 5 og 9 og de målte koncentrationer i F3. Scenarierne 7 og 8 viste et lavt koncentrationsniveau i en afstand svarende til F4 (DGU nr. 155.1318). Ved worst-case scenarierne 5 og 9 simuleredes derimod ret høje niveauer af stofferne i denne afstand, i hvilken forureningen ikke var truffet ved undersøgelserne i 2005-2006. Dette kunne imidlertid skyldes, at DGU nr. 155.1318 ikke havde truffet fanen, som er meget smal.

Resultaterne for boring F7 (155.1359) og F8 (155.1360) etableret i den igangværende undersøgelse viser en fin overensstemmelse med de simulerede koncentrationer i scenarie 7 og 8, hvilket øger troværdigheden af disse scenarier som de mest realistiske. For benzothiophen aftager koncentrationen endog mere end simuleret.

Tabel 8.3: Sammenligning af simulerede data med feltdata, fra /6, 7/ og igangværende undersøgelse (boring F7 og F8).

Sted Felt, Måling Simulering
  Boring (DGU nr. 155.) Afstand fra K1 (m) Afstand (m)
1 1010 (816)
K1-2 (1298)
9912 (1064)
-8
0
8
Kilde
2 F5-1 (1319) 16,8 Udenfor kilde
3 Pumpeboring (1056) 56,6 50
4 9911 (1062) 89,6 100
5 F3-2 (1317) 132,6  
6 F7-3 (1359) 146,8 150
7 F8 (1360) 162 200
Stof 2,6-Xylenol Benzothiophen
Scenarie   7 5   8 9
Sted Felt Simulering Simulering Felt Simulering Simulering
1 41-1.800 7.100 7.800 2,6-180 600 640
2 85 3.350 3.800 12 290 320
3 49-370 1.300 1.500 17 110 125
4 72-450 800 900 61-173 60 70
5 250     45    
6 37 20 390 i.d. 3 35
7 i.d. 0,3 270 i.d. 0 25

For simuleringer svarende til scenarium 7 og 8 for hhv. 2,6-xylenol og ben-zothiophen nedbrydes alle stofferne til under kvalitetskriterierne for grundvand indenfor modelområdet (benzen 1 µg/l, 2,6-xylenol 0,5 µg/l, NSO-forbindel-serne antaget 0,1 µg/l). Derimod syntes udbredelsen af fanen større end modelområdet for worst-case simuleringer med nedbrydningsrater, der var 1-2 størrelsesordener lavere (scenarium 5 og 9).

Det maksimale koncentrationsniveau af 2,6-xylenol ved den sydlige modelrand ca. 400 m syd for RTA er i scenarium 5 ved korrektion for for høj kildestyrke ca. 20 µg/l eller 40 gange højere end kvalitetskriteriet for grundvand (0,5 µg/l). En kvalitativ vurdering af reduktionsfaktor og afstand giver en forventning om, at kvalitetskriteriet nås ca. 1 km syd for RTA i worst-case scenarium 5. Tilsvarende er det maksimale koncentrationsniveau for benzothiophen ved den sydlige rand ca. 8 µg/l. Antages et kvalitetskriterium for benzothiophen på 0,1 µg/l i grundvand, forventes kriteriet nået ca. 2 km syd for RTA i worst-case scenarium 9.

Ved væsentligt lavere nedbrydningsrater ville fanen blive større, med højere koncentrationsniveau til følge, hvilket ville gøre det mindre sandsynligt, at F4 (DGU nr. 155.1318) ikke skulle have truffet fanen. Scenarium 5 og 9 vurderes derfor at illustrere en worst-case situation. Med de anvendte nedbrydningshastigheder i scenarium 5 og 9 er koncentrationsreduktionen i fanen domineret af spredning/fortynding (ikke nedbrydning) indenfor modelområdet.

Fanens udbredelse og koncentrationsniveau nedstrøms F3 (DGU nr. 155.1317) var meget usikkert. Det anbefaledes derfor, at udføre supplerende undersøgelser for nærmere belysning af fanens beliggenhed og koncentrationsniveau i en afstand svarende til F4 (DGU nr. 155.1318). Simuleringerne viste, at fanen ville være lidt bredere og påvirker et større dybdeinterval, samt at koncentrationsniveauet i fanen ved lavere nedbrydningsrater ville være væsentlig større i en afstand svarende til F4. Undersøgelse af forureningen på tværs af fanen forventedes således at afklare, om scenarierne med de forventet mest repræsentative nedbrydningsrater (scenarie 7 og 8) er repræsentative for forureningsfanen, og således om worst-case scenarierne kan afvises. De supplerende undersøgelser har ved F7 og F8 vist, at koncentrationerne i en afstand svarende til F7 og F8 stemmer godt overens med scenarierne med de forventet mest repræsentative nedbrydningsrater.

Yderst i fanen er denne af de geologiske forhold presset opefter i magasinet, hvor der ses nitratreducerende forhold, hvilket er langt gunstigere forhold for nedbrydningen.

7.5 Vurdering af påvirkning af grundvandsressourcen

En stor del af tjærestofferne nedbrydes allerede indenfor kildeområdet eller umiddelbart nedstrøms dette. Koncentrationsniveauet aftager således med 2 størrelsesordener mellem K1 (DGU 155.1298) centralt i kildeområdet og F5 (DGU 155.1319) umiddelbart nedstrøms lokaliteten (ca. 17 m fra K1). De under anaerobe forhold tungest nedbrydelige eller persistente af de mobile tjærestoffer spredes videre nedstrøms forbi boring 9911 (DGU 155.1062) i ca. 90 m afstand fra kildeområdet uden væsentligt fald i koncentrationsniveau. Disse problemstoffer omfatter benzen, 2,6-xylenol, thiophen, benzothiophen og methylbenzofuraner.

For de øvrige tjærestoffer er deres andel af forureningen aftaget dramatisk og hovedparten er i boring 9911 (DGU 155.1062) lavere end eller på niveau med acceptkriterierne for indhold i grundvand. For mange af tjærestofferne vurderes naturlig nedbrydning i dag og fremover at være i stand til at holde påvirkningen af grundvandet 100 m nedstrøms lokaliteten nede på et acceptabelt niveau. Dette gælder imidlertid ikke for problemstofferne.

Benzen og thiophen aftager i andel og koncentration mellem 9911 (DGU155.1062) og F3 (DGU155.1317) beliggende ca. 130 m nedstrøms lokaliteten til et acceptabelt niveau. På sigt forventes koncentrationerne at aftage som følge af ændret sammensætning i kilden forårsaget af udvaskning. Sammenligning med modelsimuleringer sandsynliggør, at disse stoffer har en begrænset udbredelse syd for 9911 (DGU155.1062).

De 3 andre problemstoffer, 2,6-xylenol, benzothiophen og methylbenzofuraner, tiltager derved i andel. Koncentrationsniveauet af disse stoffer aftager ikke væsentligt inden F3 (DGU 155.1062). Tværtimod er der en tendens til, at 2,6-xylenol tiltager i koncentrationsniveau fra 9911 (DGU 155.1062) til F3 (DGU 155.1317). Det skyldes formodentlig, at andelen af 2,6-xylenol i tjærefasen i kildeområdet i dag, som følge af udvaskning, er lavere end tidligere.

Nedbrydningsforsøg har vist et godt potentiale for nedbrydning af problemstofferne nedstrøms en på basis af redoxdata mv. placeret zonegrænse mellem stærk jernreducerende forhold med høj forureningspåvirkning og svagt jernreducerende forhold med relativt lav forureningspåvirkning beliggende mellem 9911 (DGU 155.1062) og F3 (DGU 155.1317).

Simuleringer med anvendelse af de forventet mest realistiske nedbrydningsrater for problemstofferne (scenarie 7 og 8) indikerede, at koncentrationsniveauet for problemstofferne ville ligge indenfor et acceptabelt niveau indenfor ca. 200 m nedstrøms lokaliteten. De simulerede koncentrationsniveauer i en afstand nedstrøms zonegrænsen svarende til afstanden til F3 (DGU 155.1317) var lavere end målt i F3. Foruden nedbrydningsraten er placeringen af zonegrænsen afgørende for det simulerede koncentrationsniveau, og en mindre ændring af afstanden til zonegrænsen ville give bedre overensstemmelse for scenarium 7 og 8. Variationen i koncentrationer i de enkelte boringer er betydelig, formodentlig som følge af variation i strømningen og dermed forløbet af den meget smalle fane. Der har også været en tidslig udvikling i udvaskningen af fanen. Udvaskningen af de lettest opløselige stoffer som 2,6-xylenol har formodentlig således tidligere været større end i dag, hvilket der ikke tages hensyn til i simuleringerne, som derfor resulterer i lavere simulerede koncentrationer. For simuleringer med 30-50 gange lavere nedbrydningsrate (scenarie 5 og 9, worst-case) ses umiddelbart en bedre overensstemmelse mellem scenarierne 5 og 9 og de målte koncentrationer i F3 (DGU 155.1317).

Scenarierne 7 og 8 viste et lavt koncentrationsniveau i en afstand svarende til F4 (DGU 155.1318). Ved worst-case scenarierne 5 og 9 simuleredes derimod ret høje niveauer af stofferne i denne afstand, i hvilken forureningen ikke var truffet. Dette kunne imidlertid skyldes, at F4 (DGU 155.1318) ikke har truffet fanen, som er meget smal. De efterfølgende igangværende undersøgelser har derfor omfattet 3 boringer i afstande svarende til mellem F3 og F4 (F7 155.1359) hhv. svarende til F4 (F8 155.1360 og F6 155.1355).

I F6 blev tilsvarende F4 ikke truffet indhold af problemstofferne, og boringen kan ligesom F4 være placeret uden for den smalle fane. I F7 blev problemstoffet 2,6-xylenol truffet, i betydelig men lavere koncentration end i F3, mens problemstofferne benzothiophen og methylbenzofuraner ikke er truffet i F7. Der er ret god overensstemmelse mellem modelscenarierne 7 og koncentrationsniveauet af 2,6-xylenol i F7. Benzothiophen er ikke detekteret i F7 og således lavere end simuleret i scenarie 8. Fanen træffes lidt højere i magasinet i F7 end i F3, hvilket formodentlig skyldes de geologiske forhold. I denne dybde (og afstand) er forholdene mindre reducerede. Der er således truffet nitrat og dermed nitratreducerende forhold. Under nitratreducerende forhold er potentialet for nedbrydning af problemstofferne i nedbrydningsforsøgene vist at være bedre end under jernreducerende forhold. Der blev ved nedbrydningsforsøgene under nitratreducerende forhold ikke set nedbrydning af 2,6-xylenol før NSO-forbindelserne var nedbrudt, hvilket muligvis kan skyldes inhibering af nedbrydningen af 2,6-xylenol ved tilstedeværelse af NSO-forbindelserne. Det er således ikke overraskende at 2,6-xylenol er det sidste resterende problemstof i fanen i denne afstand under de observerede forhold. I F7 er det alene 2,6-xylenol, som overskrider kvalitetskriteriet. I F8 placeret nedstrøms F7 mellem F4 og F6 er ikke detekteret 2,6-xylenol eller andre af problemstofferne. Det bestyrker, at 2,6-xylenol nedbrydes, og at scenarie 7 er realistisk.

Kvalitativ vurdering af reduktionsfaktor og afstand gav en forventning om at kvalitetskriterierne for problemstofferne 2,6-xylenol hhv. benzothiophen og methylbenzofuraner ved worst-case scenarierne ville nås ca. 1 og ca. 2 km syd for RTA. For 2,6-xylenol indikerede worst-case simuleringen, at koncentrationsniveauet i grundvandet ved vandværket ville være på niveau med detektionsgrænsen, mens benzothiophen ville være lidt højere. Der er antaget et meget lavt kvalitetskriterium på 0,1 µg/l for NSO-forbindelserne. Resultaterne af de igangværende undersøgelser (F7-8) viser at worst-case scenariet for benzothiophen ikke er relevant, idet benzothiophen tilsyneladende er nedbrudt hurtigere end simuleret i scenarie 8 (forventet mest realistiske). For 2,6-xylenol ses en god overenstemmelse mellem F7 og simuleringen i scenrie 7, og redoxforholdene er mere gunstige, hvorfor worst-case scenariet for 2,6-xylenol også må anses for at overestimere udbredelsen af stoffet. Dette bestyrkes af, at der ikke detekteres 2,6-xylenol i F8.

Bredden af fanen skønnes ved 9911 (DGU 155.1062) og F3 (DGU 155.1317) at være ca. 30 m. Simuleringerne viser rimelig overensstemmelse hermed. I en afstand svarende til F4 indikerede simuleringer 7 og 8 en fanebredde på 30-50 m, mens worst case scenarierne 5 og 9 indikerede en fanebredde på 50-70 m. Ved modellens nedstrøms rand indikerede scenarie 5 og 9 en worst-case fanebredde på knap 100 m. De geologiske forhold er afgørende for fanens udbredelse. Viden om lokalgeologiske forhold i en afstand svarende til F4 var meget begrænsede, hvorfor fanens reelle bredde var ret usikker. De igangværende undersøgelser viser, at fanen ikke eksisterer mere i en afstand svarende til F4, F6 og F8. Den er altså mindre end simuleret i scenarie 7.

Der er ikke konstateret nogen påvirkning af vandindvindingen på Ringe Vandværk ca. 1,4 km nedstrøms RTA. Fanen er i alle simuleringer for længst blevet stabil, og fortsat udvaskning af problemstofferne i kildeområdet fører til lavere koncentrationsniveau i kildeområde og dermed fane. Der vil ske en fortynding ved indvinding (se nedenfor). Der forventedes derfor ikke at ske nogen uacceptabel påvirkning af vandforsyningen, selv i worst-case scenarierne. Med resultaterne fra de igangværende undersøgelser forventes fanen slet ikke at nå vandværket.

Da koncentrationsniveauet af problemstofferne 2,6-xylenol, benzothiophen og methylbenzofuraner i fanen fra mere end 130 m nedstrøms lokaliteten og ud til vandværket ikke var kendt, var den reelle udbredelse af fanen i nedstrøms retning usikker (afstande mellem 130 m og vandværket) – forud for den igangværende undersøgelse.

Når der blev taget udgangspunkt i worst-case simuleringerne (laveste nedbrydning) og alt det stof, der passerer modellens nedre rand, blev antaget at blive opsamlet i en boring med en årlig indvinding på 200.000 m³, blev resultatet en gennemsnitlig koncentration i boringen på 0,5 µg/l 2,6-xylenol og 0,25 µg/l benzothiophen. Da der fortsat ville ske nedbrydning syd for modelranden, ville de resulterende koncentrationer være lavere og kvalitetskriterierne (2,6-xylenol 0,5 µg/l og benzothiophen 0,1 µg/l) næppe være overskredet.

Hvis der slet ingen nedbrydning skete af problemstofferne i grundvandsmagasinet, så alt tilført masse i kildeområdet blev opsamlet i boringen, ville koncentrationsniveauet være 3 µg/l for 2,6-xylenol og 0,6 µg/l for benzothiophen (tilsvarende for methylbenzofuraner). Massereduktionen (faktor ca. 6 hhv. 3) sker mellem zonegrænsen og modelranden, dvs. over ca. 250-300 m. Når en tilsvarende reduktion pr. ca. 300 m over de yderligere ca. 1000 m ned til vandværket (reduktionsfaktor 63 hhv. 33) blev antaget resulterede det i et koncentrationsniveau i boringen langt under detektionsniveau for 2,6-xylenol og omkring detektionsniveau for benzothiophen.

Da det nok ikke er så sandsynligt, at hele fanen opsamles i en boring, er det usandsynligt, at koncentrationsniveauet i en indvindingsboring ville overskride kvalitetskriteriet eller detektionsgrænsen. Resultaterne fra den igangværende undersøgelse viser, som nævnt, at fanen slet ikke når indvindingsboringerne.

På det nu foreliggende grundlag forventes en målsætning om overholdelse af kvalitetskriterierne at være overholdt indenfor en influenszone svarende til scenarie 7 og 8 simuleringerne med nedbrydningsrater, som er vurderet realistiske på basis af nedbrydningsforsøgene. De igangværende supplerende undersøgelser har givet en væsentlig bedre vurdering af influenszonen end etableret inden da.

Påvirkningen af grundvandsressourcen nedstrøms RTA forventes umiddelbart at aftage med tiden som følge af aftagende udvaskning af problemstofferne kombineret med naturlig nedbrydning. En begrænsning kan ligge i, om der er tilstrækkeligt med reducerbart jern tilbage i den stærkt jernreducerende og svagere jernreducerende zone til forsat at sikre omsætningen af udvaskede tjærestoffer. I modsat fald kan udbredelsen øges. I traceet med den centrale del af fanen, kan de stærkt jernreducerende forhold meget vel være en konsekvens af nedbrydning af tjærestoffer gennem årtier. Lokalt/periodisk er i enkelte filtre i kildeområdet observeret sulfatreduktion, dvs. det lettest reducerbare jern i sedimentet er opbrugt. Dette relateres til øget reduktion af jern og reduktion af sulfat ved nedbrydningen af tjærestoffer. Det kan ikke udelukkes, at der vil ske yderligere reduktion i traceet og den stærkt jernreducerende zone derved vil vokse. Yderst i fanen fortyndes stofferne imidlertid betydeligt, og fanen tvinges op i en midre reduceret del af magasinet. I dette område forventes ikke umiddelbart at være et problem med begrænsning i tilgængeligt reducerbart jern. Dette begrænser risikoen for en væsentlig forøgelse af den stærkt jernreducerende fane. Men traceet med de stærkt jernreducerende forhold kan meget vel betyde, at problemstofferne i denne zone kun vil aftage ved aftagende udvaskning, og der således fortsat vil være en zone på mellem 90 og 130 m nedstrøms lokaliteten, hvor der ikke ses væsentlig nedbrydning af problemstofferne.

Fanen forventes at kunne nedbringes hurtigere ved at stimulere nedbrydning i kildeområdet og sandsynligvis dermed udvaskning af problemstofferne og/eller i traceet nedstrøms dette.

 



Version 1.0 Marts 2009, © Miljøstyrelsen.