| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Erfaringsopsamling for reduktiv deklorering som afværgeteknologi i moræneler

4 Forureningsfordeling

• 4.1 Afgrænsende undersøgelser
  • 4.1.1 Umættet zone - poreluft
  • 4.1.2 Jordforurening
  • 4.1.3 Grundvandsforurening
  • 4.1.4 Fri fase
• 4.2 Masseberegninger
• 4.3 Opsummering

I det følgende afsnit diskuteres forureningsfordelingen mellem poreluft, jord og vand. Dette gøres ved at belyse forureningsafgrænsningen og estimeringen af den tilstedeværende forureningsmasse. For at opnå realistiske vurderinger af forureningsmassen, der har stor betydning i forhold til tidshorisonten for en oprensning, er det nødvendigt med en forholdsvis detaljeret forureningsafgrænsning. I afsnittet inddrages lokaliteterne fra gruppe 2 og 3, samt Vasbyvej.

4.1 Afgrænsende undersøgelser

Afgrænsningen af forureningsspredningen i umættet og mættet zone laves ud fra fordelingen mellem poreluft, jord og vand. På samtlige lokaliteter er afgrænsningen gennemført ved adskillige undersøgelsesrunder. De indledende undersøgelser har ikke altid givet et realistisk indtryk af forureningsgraden/omfanget. På Gl. Kongevej 39 blev en del af kildeområdet for eksempel først fundet ved anden undersøgelsesrunde. Ved selve igangsættelsen af afværgen blev kildeområdet endvidere udvidet. Flere sager bærer ydermere præg af, at afværgen er fremskyndet, således at en del af undersøgelserne er gennemført sideløbende med afværgen, af politiske eller økonomiske hensyn (Gl. Kongevej 39 og Vesterbrogade).

På flere af lokaliteterne, der findes i bymæssige områder, begrænses boringsplaceringen af bygninger og ledningsføringer (Tværvej, Gl. Kongevej 39, Vesterbrogade og Flensborggade).

I den umættede zone afgrænses forureningen ved poreluftsonderinger og jordprøveanalyser. I den mættede zone afgrænses forureningen i henholdsvis jord og grundvand. Der laves på de fleste lokaliteter både horisontal og vertikal afgrænsning (vertikale og horisontale forureningsafgrænsninger findes i Bilag A).

De vertikale illustrationer viser oftest forureningsspredningen i jorden, hvor de horisontale illustrationer viser forureningsspredningen i det/de vandførende lag (sekundære og/eller primære magasin). På få lokaliteter (Gl. Kongevej 39 og Vesterbrogade) er en horisontal afgrænsning endvidere vist for udbredelsen i poreluften i den umættede zone. I Svendborg er kun den horisontale spredning i det vandførende lag illustreret. Kun på Hellestedvej er der lavet en illustration, der viser en sammenhæng mellem den vertikale og horisontale forureningsudbredelse. Det anbefales, at både den forventede vertikale og horisontale forureningsudbredelse (evt. både i poreluft, jord og grundvand) illustreres, da en illustration giver læseren en god forståelse og indblik i forureningssituationen på en given lokalitet.

I det følgende beskrives metoder, der er benyttet til forureningsafgrænsningen i den umættede og mættede zone. Der gøres opmærksom på at afgrænsningen på Gl. Kongevej 39 og Tværvej stadig ikke er afsluttet, hvorfor de givne værdier i denne rapport kan være forældede. Metoderne, der benyttes i undersøgelserne, er kort beskrevet i tabel 4.

Tabel 4: Beskrivelse af MIMS, PID og MIP.

4.1.1 Umættet zone - poreluft

Afgrænsningen af forureningsspredningen i den umættede zone er på Vesterbrogade og Gl. Kongevej 39 foretaget ved poreluftssonderinger i 1 m’s dybde. Der er overvejende lavet MIMS-sonderinger, som er suppleret med et mindre antal prøver opsamlet på kulrør. De høje koncentrationer i poreluften findes i stort set de samme områder, hvor der er konstateret høje koncentrationer i underliggende lag.

På flere af lokaliteterne (Rugårdsvej, Vasbyvej, Flensborggade, Hellested og Svendborg) er forureningsspredningen i den umættede zone ikke afgrænset. På Rugårdsvej og Flensborggade er koncentrationsniveauet i poreluften over kildeområdet målt. De målte koncentrationer i poreluften benyttes i risikovurderingen til at vurdere påvirkningen af indeklima i omkringliggende bygninger samt udeklima på lokaliteten.

4.1.2 Jordforurening

Den horisontale og vertikale afgrænsning af jordforureningen vurderes ud fra flere forskellige parametre. På nogle lokaliteter er den vertikale og/eller horisontale afgrænsning ikke afsluttet eller ikke mulig at afslutte på grund af begrænset tilgængelighed for eksempel på grund af bygninger eller veje (Gl. Kongevej 39, Flensborggade og Tværvej).

På alle lokaliteter er der lavet PID-målinger for hver halve borede meter i stort set alle boringer. Det er nødvendigt at supplere med laboratorieanalyse for at undersøge hvilke stoffer, der findes, samt i hvilke koncentrationer de findes. På flere lokaliteter (Svendborg, Flensborggade, Rugårdsvej ML og Sortebrovej) er afgrænsningen af jordforureningen lavet ved at kombinere PID-målinger og jordprøveanalyser. Ofte udtages der jordprøver til laboratorieanalyse på baggrund af PID-målingerne. Der kan være stor lokal variation i forureningen af jord, hvorfor PID målinger er gode til at identificere prøver som skal analyseres. Det bør nævnes, at PID-målere er mest følsomme overfor BTEX, frem for klorerede opløsningsmidler, hvilket man bør tage i betragtning på lokaliteter med blandingsforurening.

Prøverne til PID og jordprøveanalyser udtages under boringsarbejdet. De fleste boringer i moræneler bliver lavet ved snegleboring, hvorved det bliver vanskeligt at bestemme den præcise beliggenhed af for eksempel sandslirer/linser. Når der benyttes et sneglebor, er der endvidere risiko for afsmitning mellem geologiske lag. Det er derfor svært at vide præcist, hvad PID og jordprøverne repræsenterer; sandlinse, morænematrix, moræne med sandslire etc. Hvis der ønskes et bedre kendskab til, hvad jordprøven repræsenterer, kan der for eksempel benyttes et kopbor eller udtages kerner. Herved udtages et mere intakt profil, hvorfra det er muligt at undersøge forureningsfordelingen mellem morænelersmatricen, sandslirer og sprækker. I figur 6 ses sneglen, hvorfra der blev udtaget jordprøver, ved en boring på Sortebrovej, sammen med en intakt kerneprøve tilsvarende fra Sortebrovej.

Figur 6: (v) Sneglebor på Sortebrovej (ca. 1 m). (h) Kerneprøve fra Sortebrovej (41 cm).

En faktor, der bør tages i betragtning i forhold til jordprøveanalyserne, er at klorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukterne heraf er flygtige stoffer. Dette betyder, at der nemt ved prøvetagningen kan ske tab af stofferne. Dette er især gældende for de mest flygtige som VC, ethen og ethan. Der bør derfor udvises omhyggelighed ved prøvetagning og håndteringen af prøver.

På nogle lokaliteter (Vesterbrogade, Gl. Kongevej 39 og Vasbyvej,) er undersøgelserne suppleret med MIP-sonderinger. I forhold til PID målingerne giver MIP en mere detaljeret beskrivelse over dybden, samt mulighed for at adskille forurening med kulbrinter og klorerede forbindelser. Kombinationen af PID, MIP og jordprøver (helst udtaget fra kerneprøver, så der opnås kendskab til, hvad prøven repræsenterer) giver en god identifikation af forurening (PID måling), forureningsfordelingen over dybden af klorerede forbindelser og samlede organiske forbindelser (MIP sondering), samt koncentrationsniveauer (jordprøver). For at opnå gode resultater ved MIP sonderinger er det nødvendigt løbende at forholde sig til de indkommende resultater. Herved kan en forholdsvis god afgrænsning laves. På Vasbyvej er jordresultaterne ekstrapoleret til zoneringer baseret på MIP sonderingerne, hvorved en 3D afgrænsning af forureningsudbredelsen er lavet.

Jordforureningen afgrænses på flere lokaliteter ved ét område (Gl. Kongevej 39, Vesterbrogade og Hellestedvej). På nogle af lokaliteterne er afgrænsningen af jordforurening vist med et skraveret område, der dog ikke viser, hvilket koncentrationsniveau der er afgrænset (Gl. Kongevej 39, Vesterbrogade, Vasbyvej og Hellestedvej).

4.1.3 Grundvandsforurening

Afgrænsningen af grundvandsforureningen i sekundære og primære magasin foretages ud fra grundvandsprøver udtaget fra boringer filtersat i henholdsvis det ene og andet magasin. Som nævnt i afsnit 3.2 Lokal geologi findes boringerne overvejende i det/de sekundære magasin/-er, hvorfor afgrænsningen på de fleste lokaliteter er mest detaljeret i det sekundære magasin. På lokaliteterne i gruppe 3 er der ikke lavet nogen direkte afgrænsning af forureningen i det primære magasin, blot en indikation af koncentrationsniveauet i de udtagne prøver. På lokaliteterne i gruppe 2, hvor indsatsområdet er det primære magasin (Gl. Kongevej 33 og Hellestedvej), findes der overvejende boringer i det primære magasin, hvorfor der også er lavet en afgrænsning af forureningen i det primære magasin. På Gl. Kongevej 33 var det ikke muligt at lave en afgrænsning i det sekundære magasin på grund af oppumpning på en nabolokalitet.

Afgrænsningen af grundvandsforureningen laves ud fra målte grundvandskoncentrationer ved at trække konturlinjer mellem de fundne koncentrationer i boringerne. Grundvandsforureningen er ofte afgrænset i følgende intervaller: 1-10, 10-100; 100-1000, >1000 µg/l (Flensborggade, Rugårdsvej ML, Vasbyvej (i masseberegninger) og Tværvej).

4.1.4 Fri fase

Fri fase forurening findes enten som pools (mobil fase) eller som residual fase (immobil). Fri fase findes i forbindelse med sandlinser og/eller frakturer, da NAPL ikke migrerer ind i selve lermatricen. Da der er et lille kendskab til udbredelsen af sandslirer og frakturer på lokaliteterne (3.2 Lokal geologi), er det svært at lave en detaljeret beskrivelse af udbredelsen eller områder, hvor den fri fase forventes at findes. Tilstedeværelsen af fri fase er af stor betydning i forhold til tidsperspektivet for en oprensning, og bør derfor så vidt muligt alligevel tages i betragtning i forureningsundersøgelserne.

Tilstedeværelsen af fri fase kan vurderes ved fugacitetsberegninger ud fra målte jord- og grundvandskoncentrationer (Gl. Kongevej 39, Flensborggade og Vasbyvej). Eftersom det er moderstofferne (PCE og TCE), der findes som fri fase, bør beregningerne laves ud fra koncentrationer af disse. De fundne koncentrationer sammenlignes efterfølgende med opløseligheden af moderstoffet (240.000 µgPCE/l og 1.400.000 µgTCE/l (Miljøstyrelsen, 1996)). Som tommelfingerregel kan der ved målte opløste koncentrationer i grundvand, der er højere end 1 % af den effektive opløselighed, forventes at findes residual DNAPL. Ved koncentrationer fundet ved fugacitetsberegninger, der er >100 % af opløseligheden, må der nødvendigvis findes DNAPL i nærområdet. Man bør dog være opmærksom på, at der på lokaliteter, hvor der har været fri fase tilstede, ved tilbagediffusion fra matrix kan forekomme høje koncentrationer. Disse koncentrationsniveauer kan forveksles med fri fase som residual fase. Fugacitetsberegninger kan derfor benyttes til at undersøge, om der findes eller har været fri fase på lokaliteten. Hvorvidt det er residual eller mobil fri fase, kan være svært at afgøre.

Ud fra litteraturen vurderes den residuale fase i den umættede zone at udgøre ca. 0,2 til 18 % af porøsiteten (Poulsen og Kueper, 1992). I den mættede zone forventes mætninger højere end 15 % af porevolumen at være mobil fase DNAPL, hvor lavere værdier forventes at være residual fase (Pankow and Cherry, 1996).

På Vadsbyvej forventes der udfra fugacitetsberegninger at findes residual fase (der er målt jordkoncentrationer på 89 mgPCE/kgTS og 56mgTCE/kgTS, hvorved porevandskoncentrationen beregnes til henholdsvis 295.000 µgPCE/l og 254.000 µgTCE/l, der er højere end 1% af den effektive opløselighed). Hvis den forventede residuale fase på Vasbyvej beregnes ud fra en målt jordkoncentration på 56 mgTCE/kgTS i det ene kildeområde, findes den residuale fase at udgøre 0,002 % af porøsiteten. Altså meget lavt i forhold til ovenstående litteraturværdier. Under antagelse af at porøsiteten er 0,3, bulk densiteten af jorden er 1,8 kg/l, og at densiteten af TCE er 1,4679 kg/l (Miljøstyrelsen, 1996). Men da det ikke vides præcist om prøven repræsenterer en sandslire, matricen eller en sprække med eller uden NAPL, er den residuale fase antaget at udgøre 2% af porøsiteten i masseberegningerne.

Det er muligt at belyse, om der er fri fase tilstede på en lokalitet ved at lave fugacitetsberegninger og betragte jordkoncentrationer. Der er dog visse usikkerheder ved at betragte jordkoncentrationer, da det er svært at vurdere hvor prøven stammer fra (4.1.2 Jordforurening). Det er nødvendig at lave forholdsvis mange antagelser for at vurdere massen af fri fase i moræneler på grund af sandslirer, sandlinser og komplekse sprækkesystemer deri. Ud fra de betragtede erfaringer synes der at mangle metoder eller fremgangsmåder til bedre at vurdere tilstedeværelsen af fri/residual fase på forurenede lokaliteter.

4.2 Masseberegninger

Ud fra afgrænsningen af det forurenede jord og grundvand er de forurenede volumener på de forskellige lokaliteter beregnet (tabel 6). Der er taget udgangspunkt i de volumenberegninger, der er lavet forud for mulig/igangsat oprensning med anaerob deklorering i enten moræneler eller underliggende vandførende lag. Som det fremgår af tabellen, varierer det mellem lokaliteterne, om der betragtes et total forurenet jord- og grundvandsvolumen eller om disse deles op.

På stort set alle lokaliteter beregnes den tilstedeværende masse ud fra det fundne volumen fra jord- og grundvandsafgrænsningen (tabel 6), en eller flere målte jord- og vandkoncentrationer, og bulkdensiteten af jord. Fugacitetsprincippet anvendes i flere beregninger (Flensborggade og Vasbyvej, ), men kun på én lokalitet er det belyst om det er rimeligt (Vasbyvej). Dette er gjort ved at sammenligne koncentrationer målt i samme dybde i jord og grundvand i to nærtliggende boringer. Herved er sorptionskoefficeienten (K_d) sammenlignet, og vurderet i forhold til forventede værdier fra litteraturen.

Tabel 5: Forurenede jord- og grundvandsvoluminer, samt den tilstedeværende masse af klorerede opløsningsmidler på lokaliteterne.

*Eksklusiv NAPL

Det kan have stor betydning i beregningen af massen, om man vælger at lave beregningen ud fra målte vand- eller jordkoncentrationer. Når der måles på jordkoncentrationer er det total koncentrationen af klorerede opløsningsmidler på både sedimentet og i vandet, der måles. Generelt er der en stor rumlig variation i jordprøvekoncentrationer (4.1.2 Jordforurening), hvilket giver usikkerheder i masseberegningerne. Den rumlige variation er størst på lokaliteter, hvor der er fri eller residual fase tilstede, hvorfor usikkerheden på masseberegningerne også vil være større på disse lokaliteter.

Den totale koncentration ud fra vandprøver findes ved fugacitetsberegninger, hvor K_d indgår. Der findes store variationer i K_d-værdierne i litteraturen (Chambon, 2008). Nye undersøgelser af sorption af klorerede opløsningsmidler til moræneler tyder på, at sorptionen er højere end tidligere antaget (Bjerg et al., 2007). Hvis dette er tilfældet, vil det betyde, at den beregnede masse undervurderes på de lokaliteter, hvor fugacitetsprincippet ud fra vandprøver er benyttet (på Vasbyvej er der benyttet forhøjede sorptionsværdier for at kompensere), samt for de lokaliteter, hvor der er set bort fra sorption (Svendborg).

På flere lokaliteter findes der et større antal afgrænsende boringer, uden for det forurenede område eller på grænsen hertil, i forhold til antallet i kildeområdet. Hvis man i stedet placerede boringer i det forurenede område og kildeområdet, kan afgrænsning forbedres, og derved også masseberegningen.

På lokaliteterne, hvor der er lavet en afgrænsning i zoner eller interval, er gennemsnitskoncentrationer for hvert interval benyttet i masseberegningerne. På lokaliteterne, hvor ét område er afgrænset, er en gennemsnitskoncentration i hele området benyttet. Dette gælder både jord- og grundvandskoncentrationer. I tabel 6 ses de beregnede forureningsmasser på lokaliteterne. Som ved de præsenterede forurenede voluminer er der taget udgangspunkt i de masseberegninger, der er lavet, inden der er startet oprensning med anaerob deklorering på lokaliteterne.

Det forventes, at beregningerne, hvor der er medtaget koncentrationsinddeling, giver et bedre estimat, end hvor en gennemsnitskoncentration over et område er benyttet. Hvis lokaliteterne, hvor der er lavet mere grove masseestimater, betragtes i forhold til afgrænsningen, ses der en sammenhæng. Som eksempel herpå kan lokaliteten i Svendborg betragtes. På denne lokalitet er kun den horisontale forureningsspredning i det sekundære magasin illustreret og beskrevet. Den beregnede masse er derfor beregnet ud fra en antagelse om, at der er bortgravet 50 kg TCE ud af en forventet mængde på i alt 55 kg. Endvidere er der lavet antagelse om, at der ikke sker sorption til sedimentet, da forureningen primært udgøres af 1,2-cis-DCE.

På lokaliteterne, hvor der forventes at være fri fase (Gl. Kongevej 39 og Flensborggade), vil den tilstedeværende masse forventes at være væsentligt højere end givet i tabel 6. Den eneste lokalitet, hvor fri fase er taget i betragtning i masseberegningerne er på Vasbyvej (4.1.4 Fri fase). For at lave gode masseberegninger på lokaliteter med NAPL er det nødvendigt at have et godt kendskab til omfanget af mellem sandslirer/linser og sprækker, da det er her den fri eller residuale fase vil findes.

Masseberegningerne på de fleste lokaliteter anses for grove. Den eneste lokalitet, hvor der er lavet mere detaljerede masseberegninger, er Vasbyvej. Hvis man i fremtiden får et bedre indblik i spredningen af sandlinser og sprækker ud fra dannelsesmiljøanalyse, kan der opnås en bedre forståelse for forureningsspredning. Hvis forureningsafgrænsningen bliver bedre og mere detaljeret, må det forventes, at et bedre estimat af massen også kan laves.

4.3 Opsummering

Forureningsafgrænsning kan være en langstrakt proces, der i de fleste tilfælde kræver flere undersøgelsesrunder, hvor der bruges flere forskellige metoder for at opnå en tilstrækkelig afgrænsning.

På få lokaliteter afgrænses forureningen i den umættede zone ud fra poreluftsonderinger. I den mættede zone afgrænses jordforureningen oftest ud fra jordprøveanalyser og PID målinger. Der er fundet gode resultater ved at kombinere disse med MIP sonderinger. For at opnå kendskab til forureningsfordelingen mellem sandslirer, matrix og sprækker, er det nødvendigt at bore med for eksempel kopbor eller udtage kerneprøver.

Grundvandsforureningen i vandførende lag afgrænses ud fra målte vandkoncentrationer. I afgrænsningen mangler der viden om forureningsfordelingen mellem morænelersmatricen, sandslirer og sprækker, hvilket især er nødvendig på lokaliteter, hvor der er NAPL tilstede.

Tilstedeværelsen af fri fase vurderes ved fugacitetsberegninger ud fra de målte koncentrationsniveauer i jord- eller vandfasen på lokaliteten. Fri fase er ikke visuelt set på nogen lokaliteter. Af de lokaliteter, hvor der formodes at findes fri fase, inddrages den dog kun på én lokalitet i masseberegningerne.

Generelt vurderes masseberegningerne at være grove, og giver kun et groft billede af, hvor meget forurening, der kan findes på lokaliteterne. For at forbedre masseestimater bør forureningsafgrænsning så vidt muligt inddeles i flere områder med forskellige forureningsintervaller, frem for at benytte en gennemsnitskoncentration over et helt forurenet område.

I figur 7 er en konceptuel model af en forureningsudbredelse inddelt i forskellige forureningsgrader i jorden, sekundære og primære magasin, vist. Den konceptuelle model er lavet ved at kombinere resultaterne fra geologiske og hydrogeologiske undersøgelser med data fra forureningsundersøgelserne.

Figur 7: Konceptuel model der illustrerer den horisontale og vertikale forureningsudbredelse. I den konceptuelle model er geologiske og hydrogeologiske resultater inddraget. Udbredelsen er så vidt muligt inddelt i intervaller der kan benyttes i den efterfølgende estimering af forurenet volumen og masse. De stiplede linjer viser at afgrænsningen ikke er fuldstændig.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 August 2009, © Miljøstyrelsen.