2 Materialer og metoder

Håndtering af lettere forurenet jord - Supplerende data for udvaskning af uorganiske og organiske stoffer fra jord

2.1 Indhentning af jordprøver til analyse og test

Der blev indhentet 25 lettere forurenede jordprøver til testning for udvaskning af organiske stoffer. Det var oprindeligt hensigten, at de samme jordprøver skulle kunne anvendes til testning for udvaskning af uorganiske stoffer. Det viste sig imidlertid, at det var nødvendigt at indhente supplerende jordprøver til testning for de uorganiske stoffer.

Ved udvælgelsen af egnede jordprøver blev det tilstræbt, at jordprøverne dels var forurenet med både uorganiske og organiske stoffer, dels repræsenterede forskellige jordtyper (grus, muld, sand og ler). Endelig blev der lagt vægt på, at jordprøverne var nyligt opgravet og ikke havde ligget i bunke over en længere periode.

Al tilgængelig baggrundsinformation om jordprøvernes forureningsniveau blev samlet sammen, og ud fra disse oplysninger blev potentielt egnede jordprøver udvalgt.

Efter modtagelse og forbehandling af prøverne på DHI blev det aktuelle forureningsniveau i de udtagne jordprøver bestemt ved en analyse af faststofindholdet, og på den baggrund blev egnede jordprøver udvalgt.

Der blev i alt indhentet 38 lettere forurenede jordprøver, hvoraf 12 prøver var forurenet med både uorganiske stoffer (metaller/sporstoffer), olie og PAH’er. Tabel 2.1 viser en oversigt over jordprøverne, deres oprindelse og jordtype, samt hvilken type testning, der blev anvendt.

I forbindelse med indhentningen af jordprøverne takker DHI for hjælp fra DSV/RGS 90 A/S, Dansk Jordrens, Københavns Miljøcenter, Arkil A/S Miljøteknik, Thomas Jull Olsen, Birch & Krogboe, Meldgaard Miljø A/S, Orbicon A/S, COWI A/S, Region Midtjylland og Sten & Grus, Prøvestenen A/S.

Derudover indgår der data fra Københavns Miljøcenter for to jordprøver, som stammer fra et forsøgsfelt for fytooprensning samt en referencejord.

Tabel 2.1
Oversigt over jordprøver anvendt til bestemmelse af udvaskningsegenskaber for henholdsvis uorganiske stoffer og organiske stoffer.

DHI-ID	Jordprøvens oprindelse	Jordtype	Test for uorganiske stoffer	Test for organiske stoffer
R-031-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Grus med sten	x	x
R-033-07*	Opgravning fra kabelarbejde	Grus med sten og lidt ler		x
R-034-07	Opgravet fra vejareal	Ler		x
R-035-07	Spildsag	Ler		x
R-036-07	Spildsag	Ler med sten	x
R-037-07	Jord fra forskellige graveprojekter	Ler med sten	x
R-038-07	Opgravning ved en tankstation	Grus med ler	x	x
R-039-07	Vejprojekt	Muldjord med sten	x	x
R-040-07	Vejprojekt	Muldjord med sten	x	x
R-041-07	Spildsag	Ler med sten		x
R-042-07	Opgravning fra kabelarbejde	Grus med sten og lidt ler		x
R-043-07*	Opgravning i.f.m. byggeri	Sand med grus	x	x
R-044-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Grus med muld	x	x
R-046-07	Fyldjord	Fyldjord med muld og ler	x	x
R-047-07	Fyldjord	Fyldjord med muld og ler	x	x
R-048-07	Jord fra et forsøgsfelt	Fyldjord med muld og grus, lidt slaggerester	x
R-049-07	Spildsag	Fyldjord med ler, sten og muld	x
R-050-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Fyldjord med muld og grus	x
R-051-07	Opgravning ved baneprojekt	Muld med sten og ler		x
R-052-07*	Opgravning ved baneprojekt	Muld med sand og ler		x
R-053-07	Opgravning ved baneprojekt	Muld med sand		x
R-056-07	Opgravning ved en fyringsolietank	Ler med sand		x
R-063-07	Jord fra et forsøgsfelt	Fyldjord med muld og grus, lidt slaggerester	x
R-064-07	Opgravning ved en fyringsolietank	Sand		x
R-065-07	Sandblæsning/ maskinværksted	Sand		x
R-067-07	Jord fra forskellige graveprojekter	Ler med grus og slaggestykker	x
R-068-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Grus med ler/ silt, lidt muld	x	x
R-069-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Ler med grus	x
R-070-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Ler med grus	x
R-071-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Fyldjord med sten og grus lidt muld	x	x
R-072-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Fyldjord med ler, slaggerester, glas og kul	x
R-073-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Fyldjord med sten og grus	x	x
R-074-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Grus med sand, sten lidt silt	x
R-075-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Fyldjord med grus og sand, lidt ler, muld og slaggerester	x	x
R-076-07*	Opgravning i.f.m. byggeri	Fyldjord med grus og lidt ler	x
R-077-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Muld med sand og ler		x
R-080-07	Spildsag - dieselforurening	Grus med sand og sten		x
R-082-07	Opgravning i.f.m. byggeri	Fyldjord, leret muld med beton og mursten	x

* Der er gennemført dobbeltbestemmelse af udvaskningstest for prøver markeret med stjerne.

2.2 Opbevaring og forbehandling af jordprøver

Jordprøverne blev transporteret til DHI i tætlukkede rilsanposer. Enkelte prøver, som kun indgik i bestemmelsen af udvaskning af uorganiske stoffer, blev opbevaret i plastspand. Alle prøver blev opbevaret ved mindre end 4°C.

Prøverne blev bedømt visuelt. Store sten og andet inert materiale blev sorteret fra, vejet og registreret. For jordprøver, som blev undersøgt ved både test for uorganiske og organiske stoffer, blev der udtaget separate testprøver fra laboratorieprøven til de enkelte tests.

Jordprøver til udvaskningstest for uorganiske stoffer blev sigtet til mindre end 4 mm. Materialet større end 4 mm blev frasorteret. Hvis jorden var for fugtig til at blive sigtet, blev prøven tørret ved 40°C forud for forbehandling. Efter sigtning blev prøven neddelt repræsentativt ved hjælp af en riffelneddeler. En delprøve blev taget fra til udvaskningstest, og en delprøve blev yderligere sigtet til mindre end 1 mm og sendt til analyse af faststofindholdet af uorganiske stoffer samt total organisk kulstof (TOC).

Forbehandling og håndtering af jordprøver til udvaskningstest for organiske stoffer blev foretaget for at minimere tab af flygtige forbindelser. Al forbehandling foregik på nedkølede jordprøver (4ºC). Jordprøverne er sigtet til mindre end 10 mm. Materiale større end 10 mm blev frasorteret. Repræsentative delprøver til udvaskningstest og faststofanalysen blev udtaget. Prøverne blev ikke yderligere forbehandlet før testning. En delprøve til TOC-analyse blev tørret og sigtet til mindre end 1 mm.

2.3 Bestemmelse af faststofindhold

Fra hver jordprøve blev der udtaget repræsentative delprøver til analyse for faststofindhold af uorganiske eller organiske stoffer samt TOC. I alt er 25 prøver analyseret for indholdet af uorganiske stoffer, 25 prøver for indholdet af organiske stoffer, og 38 prøver er analyseret for indhold af TOC.

Det specifikke analyseprogram for faststofindholdet af såvel uorganiske som organiske stoffer kan ses i afsnit 2.5.

2.4 Udvaskningstests

Der er gennemført 25 udvaskningstests for henholdsvis uorganiske og organiske stoffer. I tabel 2.2 ses antallet af jordprøver opdelt i kategorierne grus, muld, sand og ler.

Tabel 2.2
Antal og fordeling af jordprøver i udvaskningstest på forskellige jordtyper.

Jordtype	Grus	Muld	Sand	Ler	I alt
Antal af prøver i test for uorganiske stoffer	9	8	1	7	25
Antal af prøver i test for organiske stoffer	10	8	3	4	25

2.4.1 Batchtest (EN 12457-1)

Til undersøgelse af udvaskningen af uorganiske stoffer blev der gennemført batchudvaskningstests i henhold til standarden EN 12457-1. Udvaskningstesten gennemførtes ved et væske/faststofforhold (L/S-forhold) på 2,0 l/kg og med en kontakttid på 24 timer. Som udvaskningsmedium anvendtes en 0,001 M CaCl₂-opløsning. Væsken blev adskilt fra faststoffasen ved filtrering gennem et 0,45 µm filter. Efter filtrering måltes pH og ledningsevne i eluaterne. Eluaterne blev herefter sendt til analyse af indhold af uorganiske stoffer og DOC.

Jordprøverne blev undersøgt i fire testrunder med maksimalt otte jordprøver pr. runde. Der er gennemført dobbeltbestemmelse samt blindtest for hver tiende prøve.

Detaljerede laboratoriedata og en akkrediteret afrapportering af de gennemførte udvaskningstests findes i Bilag A.

2.4.2 Ligevægtskolonnetest

Der blev gennemført ligevægtskolonneudvaskningstests for ikke-flygtige organiske stoffer. Metoden, der blev anvendt, er udviklet i et projekt for Miljøstyrelsen (DHI 2003). Testen gennemførtes i glas- eller stålkolonner. Som udvaskningsmedie anvendtes 0,005 M CaCl₂-opløsning tilsat NaN_3.NaN₃ blev tilsat for at forhindre biologisk nedbrydning af de organiske stoffer under testningen. Gennemstrømningen af udvaskningsmediet i kolonnen er opadrettet for at minimere risikoen for præferentielt flow og luftbobler i testmaterialet. Flowhastigheden var ca. 0,02 l h^-1. Eluatet recirkuleredes gennem kolonnen over en periode på syv døgn. Recirkulationen af eluatet sikrede god kontakt mellem eluat og jordpartiklerne. Figur 2.1 viser en principskitse af testopstillingen.

Figur 2.1: Principskitse og billede af ligevægtskolonnetest for ikke-flygtige organiske stoffer.

Figur 2.1
Principskitse og billede af ligevægtskolonnetest for ikke-flygtige organiske stoffer.

Eluaterne fra udvaskningstesten blev analyseret for pH, ledningsevne, turbiditet samt indhold af organiske stoffer og DOC.

En akkrediteret afrapportering af de gennemførte udvaskningstest findes i Bilag B.

2.5 Program for kemiske analyser

Kemiske analyser af faststofprøver og eluater fra udvaskningstest er gennemført af DHI’s godkendte underleverandører. Tabel 2.3 giver en oversigt over, hvilke underleverandører der er anvendt til de forskellige parametre. Tabellen viser endvidere, hvilke specifikke stoffer der er bestemt under kategorierne uorganiske og organiske stoffer.

Tabel 2.3
Oversigt over program for kemiske analyser, analysemetode samt analyselaboratorium.

	Kemiske parametre	Analysemetode	Analyselaboratorium
Generelle parametre	pH, ledningsevne, turbiditet*	DS 287 EN 27888	DHI
Uorganiske stoffer i:
Faststofprøver	As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Zn	Analyseret efter en partiel oplukning i henhold til DS 259	ALS Analytica AB
	TOC	EN 13137	Pirkanmaa regional environment centre
Eluater	Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, S, Zn, Mo, Sb, Si, Se (yderligere klorid i dobbeltbestemmelsen)	Analyseret vha. ICP-AES, ICP-SFMS, AFS	ALS Analytica AB
	DOC	ISO 8245 (Shimadzu 5000A TOC analyzer)	ECN
Organiske stoffer i:
Faststofprøver	PAH (16-EPA)	Ekstraheret med di-chlormethan og analyseret vha. GC-MS	Eurofins A/S
	Sum af kulbrinter i fraktionerne: C₆-C₁₀, C₁₀-C_25, C₂₅-C₄₀	VKI-metoden, ekstraheret med pentan og analyseret vha. GC-FID	Eurofins A/S
	TOC	EN 13137	Pirkanmaa regional environment centre
Eluater	PAH (16-EPA)	Ekstraheret med di-chlormethan og analyseret vha. GC-MS	Eurofins A/S
	Sum af kulbrinter i fraktionerne: C₆-C₁₀, C₁₀-C_25, C₂₅-C₄₀	VKI-metoden, ekstraheret med pentan og analyseret vha. GC-FID	Eurofins A/S
	DOC	ISO 8245 (Shimadzu 5000A TOC analyzer)	ECN

* Turbiditet måles kun i udvaskningstest for organiske stoffer.

I forbindelse med gennemførelsen af dette projekt blev der indgået en aftale mellem Miljøstyrelsen og DHI om, at eluater fra udvaskningstest for organiske stoffer også skulle analyseres for NSO-forbindelser samt, at analysen for sum af kulbrinter skulle opdeles i 6-fraktioner (C₆-C₁₀, C₁₀-C₁₅, C₁₅-C₂₀, C₂₀-C₂₅, C₂₅-C₃₅, C₃₅-C₄₀). Denne aftale er en tillægsaftale til et tidligere projekt (”Olie i jord”), som DHI har gennemført for Miljøstyrelsen (DHI, 2007b). Resultaterne af de ekstra analyser behandles ikke i denne rapport, men fremgår af de akkrediterede rapporter, som findes i Bilag B.

2.6 Kvalitetskontrol

2.6.1 Uorganiske stoffer

Til kvalitetskontrol er der gennemført tre blindprøvninger og to dobbeltbestemmelser. Blindprøverne er analyseret i henhold til analyseprogrammet for de øvrige prøver (se tabel 2.3), og analyseresultater for eluat af blindprøven er sammenlignet med DHI’s interne krav til blindværdier for uorganiske stoffer. Den første blindtest overholdt alle krav til blindværdien på nær kravet til blindværdien for Hg på < 0,02 µg/l, hvor der blev målt en koncentration på 0,028 µg/l Hg. Dette betyder, at detektionsgrænsen for Hg er hævet til 0,03 µg/l for prøverne undersøgt i samme testrunde (gælder prøverne R-031-07, R-036-07, R-037-07, R-038-07). De to resterende blindprøver overholdt alle krav til blindværdien for uorganiske stoffer samt DOC.

Til kontrol af dobbeltbestemmelser har DHI opstillet et r-kort (et kontrolkort over den relative variationsbredde) for klorid og natrium. Det er kontrolleret, at kontrolgrænserne ikke overskrides.

2.6.2 Organiske stoffer

Til kvalitetskontrol i forbindelse med udvaskningstest for organiske stoffer er der gennemført tre blindtests. Resultater af blindtestning viste for én runde, at der kunne være forurening med C₆-C₁₀ kulbrinter på niveau 20 µg/l, for en anden runde kun resultater under analysedetektionsgrænserne, og for en tredje runde 35 µg/l C₁₀-C₂₅kulbrinter. En nærmere analyse af resultaterne for tests indeholdende jordprøver i samme testrunder viste prøver med resultater under analysedetektionsgrænserne samt prøver med høje indhold. Samlet vurderes det, at en risiko for tilfældig prøveforurening af de gennemførte tests ikke kan afvises, og der er derfor i den efterfølgende vurdering af data taget hensyn til en beregnet testdetektionsgrænse for sum og fraktioner af kulbrinter som vist i tabel 2.4. Der blev ikke påvist PAH’er ved blindtestningen (dog med én undtagelse for phenanthren, som for en blindtest blev påvist med en koncentration på 0,016 µg/l). Testdetektionsgrænsen er for alle undersøgte PAH sat lig den analytiske detektionsgrænse på 0,01 µg/l.

Tabel 2.4
Testdetektionsgrænse for sum og fraktioner af kulbrinter ved udvaskningstest.

Fraktioner af kulbrinter			Sum af kulbrinter
C₆-C₁₀	C₁₀-C₂₅	C₂₅-C₃₅/C₄₀	C₆-C₄₀
µg/l	µg/l	µg/l	µg/l
40	55	10	65

For at tillade en vurdering af udvaskningen af kulbrinter fra jord er udvaskningsdata lavere end testdetektionsgrænsen inkluderet i datasættet, og hvor det er nødvendigt, tages der i vurderingerne forbehold for den forhøjede detektionsgrænse.

2.7 Data fra Københavns Miljøcenter

Dataene fra Københavns Miljøcenter omfatter resultater fra faststofanalyser af tre jordprøver samt resultater af analysering af eluat fra udvaskningstest, som er gennemført i henhold til EN 12457-3 (to-trins batchudvaskningstest, første trin ved L/S= 2 l/kg og andet trin ved L/S= 10 l/kg). Kun resultaterne for L/S = 2 l/kg er anvendt i denne sammenhæng.