docAbstractsamling VIN2016
download 
Report Transcription
Abstractsamling VIN2016
Indholdsfortegnelse Side Tirsdag 8. marts Spor 1 (side 1 – 8) Rundt om LAR – workshop 1 (modul 1-2) Administrative udfordringer ved nedsivning 3 Akademiingeniør Claus Frydenlund, Gladsaxe Kommune 3 gode foredrag (modul 3) Er vores vandindvinding bæredygtig (hvad kan vi tillade os at indvinde i fremtiden?) 5 Civilingeniør Mette Gram, HOFOR Konsekvenser for grundvandskvaliteten ved råstofindvinding under grundvandsspejlet 6 Civilingeniør, ph.d. Niels Peter Arildskov, COWI A/S Valg af klimatilpasningstiltag - avanceret modellering kontra screening 8 Teamleder klimatilpasning, Ph.d. Jan Jeppesen, ALECTIA A/S Spor 2 (side 9 – 32) Undersøgelser og modellering af grundvandsforurening i kalkmagasiner - fagsession 1 (modul 1) Regionernes udfordring med kalkmagasiner 11 Specialkonsulent Niels Døssing Overheu, Region Hovedstaden Specialkonsulent Henriette Kerrn-Jespersen, Region Hovedstaden Geologiske undersøgelser af kalkmagasiner 13 Projektleder Magnus Rohde, Geo Projektdirektør John Bastrup, Geo Forureningsundersøgelser i kalkmagasiner: Metoder til Karakterisering af forureningsfordeling 1 15 Forsker Annika S. Fjordbøge1, Lektor Mette M. Broholm1*, Post Doc. Klaus Mosthaf , 1,2 1 1 PhD, civilingeniør Gry S. Janniche , Professor Philip J. Binning , Professor Poul L. Bjerg 1 3, Miljøtekniker Bent H. Skov , Civilingeniør Henriette Kerrn-Jespersen 1 2 3 DTU Miljø, NIRAS A/S, Region Hovedstaden Modeling contaminant transport in limestone aquifers 1 1 Post Doc. Klaus Mosthaf , Forsker Annika S. Fjordbøge , 2 1 Specialkonsulent Niels Døssing Overheu , Lektor Mette M. Broholm , 1 1 Professor Poul L. Bjerg , Professor Philip J. Binning * 1 2 DTU Miljø, Region Hovedstaden 17 Grundvandskøling og –varme i Danmark - Fagsession 3 (modul 2 – 3) Storskala-energiudnyttelse af grundvandet - eksemplificeret ved den nye by Vinge 19 Civilingeniør Jesper Damgaard, COWI A/S Civilingeniør Dani Mikkelsen, Frederikssund Kommune Grundvandskøling i Skive kommune – sagsbehandling og udfordringer 21 Geolog Henrik Bang-Andersen, Skive Kommune Multiforsyningens rolle, muligheder og fokusering drevet af kundeværdi, forretning og miljø 25 Anlægschef Anders Møller Hansen, Frederiksberg Forsyning Behov for masterplanlægning – erfaringer fra forundersøgelser til færdige anlæg 26 Team Manager Lars Hjortshøj Jacobsen, Geo ATES i fjernvarmeforsyningen 28 Driftsleder Charles W. Hansen, Bjerringbro Varmeværk A.m.b.A. Indtænkning af ATES i fremtidens energisystem 29 Chefkonsulent John Flørning, Rambøll Markedschef Anders Dyrelund, Rambøll ATES i Danmark 31 Adm.direktør, civilingeniør Stig Niemi Sørensen, Enopsol Spor 3 (side 33 - 50) Undersøgelsesfasen (modul 1) Fuldskala sammenligning af forskellige feltmetoder til fluxbestemmelse i forurenet grundvand 1 35 1 Civilingeniør Henriette Kerrn-Jespersen , Civilingeniør, ph.d. Nina Tuxen 2 2 3 Professor Poul L. Bjerg , Ph.d. stud. Vinni Rønde , CEO Hubert de Jonge 4 5 5 Professor. Mike Annable , B.Sc. Trevor Orsono , Professor John Frederick Devlin 6 6 Teamchef Marianne Plenge Wamborg , Civilingeniør, ph.d. Søren Dyreborg 6 7 Ekspertisechef Anders G. Christensen , Civilingeniør Tina Pedersen 1 2 3 4 Region Hovedstaden, DTU Miljø, Sorbisense, University of Florida, 5 6 7 University of Kansas, NIRAS A/S, Naturstyrelsen Forurening i et internationalt naturbeskyttelsesområde (Knopper Enge, Harboøre Tange) 37 Civilingeniør, ph.d. Lars Bennedsen, Rambøll Civilingeniør Anja Melvej og kontorchef Morten Bondgaard, Region Midtjylland Betydningen af en dybtgående hydrogeologisk forståelse ved afgrænsningen af en omfattende og stærkt dykkende MtBE fane 39 Seniorgeolog Lars Chr. Larsen, Orbicon A/S Specialkonsulent Peder Johansen, Region Hovedstaden Niveauspecifik prøvetagning (modul 2) Erfaringer med karakterisering af meget omfattende PCE/TCE forurening ved brug af multi level samplere (CMT) og kerneprøver Ekspertisechef Anders G. Christensen, NIRAS A/S 41 Erfaringer med niveauspecifik vandprøvetagning – Forskellige metoders fordele/ulemper og datakvalitet 43 Civilingeniør Mads Georg Møller, Orbicon A/S Civilingeniør Pernille Palstrøm, seniorgeolog Lars Chr. Larsen, miljøingeniør Trine Skov Jepsen og civilingeniør, ph.d. Thomas H. Larsen, Orbicon A/S Geolog Anna Toft, civilingeniør Kim Sørensen og civilingeniør Nancy Hamburger, Region Hovedstaden Geofysisk borehulslogging - overblik og beskrivelse af forskellige loggingmetoder 45 Geofysiker Rémi Chalmas, Geo Risikovurdering (modul 3) GrundRisk – ny beregningsmodel til risikovurdering af grundvandstruende forureninger 46 Videnskabelig assisten Louise Rosenberg, DTU Miljø Seniorforsker Gitte L. Søndergaard, Professor Philip J. Binning og Professor Poul L. Bjerg, DTU Miljø Civilingeniør Jens Aabling, Miljøstyrelsen, Enhed for Jord og Affald Risikovurdering – flere metoder samme resultat 48 Civilingeniør, ph.d. Thomas Hauerberg Larsen, Orbicon A/S Geolog Anna Toft, Region Hovedstaden Metodik for evaluering af risikovurdering af videregående undersøgelser og afværge 50 Chefkonsulent Henrik Jannerup, Region Sjælland Civilingeniør Mads Georg Møller, civilingeniør, ph.d. Katerina Tsitonaki, og civilingeniør Ellen Stærk Nicolaisen, Orbicon A/S Civilingeniør Jens Aabling, Miljøstyrelsen Spor 4 (side 51 – 64) Metanreduktion med biocovers – status og erfaringer - Fagsession 2 (modul 1-2) Overblik over målemetoder til bestemmelse af metanemission fra deponier 53 Lektor Charlotte Scheutz, DTU Miljø Sporgasmetoden – erfaringer og usikkerheder 55 Projektleder Jacob Mønster, FORCE Technology Kortlægning af metanemission fra affaldsdeponier og lossepladser forud for etablering af biocovers – erfaringer og udfordringer 57 Civilingeniør Malene Tørnqvist Front, NIRAS A/S Erfaringer fra etablering af biocover på Klintholm 59 Seniorkonsulent Per Haugsted Petersen, Rambøll Monitering af metanemission, vedligeholdelse af biocover og forventninger til stopkriterier 61 Lektor Charlotte Scheutz, DTU Miljø Screening af regionernes lossepladser for lokaliteter som er egnede til Biocover Civilingeniør, PhD, Nanna Isbak Thomsen, Regionernes Videncenter for Miljø og Ressourcer 63 Onsdag 9. marts Fællesspor (side 65 – 72) Dansk Miljøteknologi i udlandet 67 Chefrådgiver Christian Andersen, Regionernes Videncenter for Miljø og Ressourcer Erfaringer fra de sidste 10 års eksportsatsning på vandområdet 69 Vicedirektør Bjørn Kaare Jensen, formand for Danish Water Forum, GEUS En perspektivering af vores arbejde - kortlægning af forurenede grunde i Indien 71 Chief Specialist Torben Højbjerg Jørgensen, COWI A/S Business Development Director Søren Viegand, COWI A/S Spor 1 (side 73 – 78) Administration og beskyttelse af grundvandet (modul 4) Hvad er det egentlig ODS afgrænser? 75 Geolog, ph.d,. Allan Pratt, Helsingør Kommune Udfordringer ved samling af 6 hydrostratigrafiske modeller til én samlet model for Favrskov Kommune - hvordan og hvorfor? 76 PhD, geolog Lærke Therese Andersen, Orbicon A/S Geolog Stine Rasmussen, Favrskov Kommune Spor 2 (side 79 – 98) Blødgøring af drikkevand – fagsession 4 (modul 4) Blødgøring af drikkevand. Den tekniske del – de forskellige metoder 81 Chefingeniør Peter Borch Nielsen, Krüger A/S Samfundsøkonomisk vurdering af blødgøring af vand på vandværkerne 82 Seniorspecialist Lizzi Andersen, COWI A/S Erfaringer og processen med implementering af pelletmetoden til blødgøring 83 Vandkvalitetsspecialist Laure Lopato, HOFOR Fordele og ulemper ved at blødgøre drikkevand på Nordvands vandværker 85 Chef for vand Bo Lindhardt, Nordvand Det urbane vandkredsløb – hvordan kan vi modellere og håndtere det? Fagsession 5 (modul 5-6) Interaktion mellem overfladevand og grundvand i Odense Kommune 86 Gelog Johan Linderberg, Odense Kommune Kortlægning af byområder. Udfordringer og muligheder Eksempler fra et dansk og EU COST projekt Hydrogeolog, seniorrådg. Susie Mielby, Grundvands- og Kvartærgeologisk Kortlægning, GEUS 88 Dataindsamling i byområder - det muliges kunst ved overfladenær detailkortlægning Geofysiske metoder og infiltrationsforsøg 90 Geofysiker Peter Thomsen, Rambøll A/S Detaljeret geologisk modellering i byområder med særligt fokus på det antropogene lag 92 Geolog Tom Martlev Pallesen, I•GIS A/S LAR og urban-hydrologiske modelberegninger i Skibshuskvarteret, Odense Simulering af LAR på detail og regional niveau 94 Teamleder klimatilpasning, Ph.d. Jan Jeppesen, ALECTIA A/S Det urbane vandkredsløb – Eksempler på udfordringer og håndteringer i Aarhus Kommune 97 Geolog Klaus Petersen, Teknik og Miljø, Aarhus Kommune Spor 3 (side 99 – 120) PFAS (modul 4) Analyse of karakteristika for PFAS 101 Seniorforsker Rossana Bossi, Institut for Miljøvidenskab, AU Truer PFAS vores grundvandsressource? En screening af Forsvarets arealer 103 Civilingeniør Jette Kjøge Olsen, NIRAS A/S Geolog Anne Mette Lindof, Forsvarsministeriets Ejendomsstyrelse Screeningsundersøgelse af PFAS i grundvandet ved 5 risikobrancher 105 Civilingeniør Rikke Vinten Howitz, Region Hovedstaden Afværge (modul 5) Fuld skala stimuleret reduktiv dechlorering i kombination med direkte injektion af nulvalent nanojern 107 Civilingeniør Anne Gammeltoft Hindrichsen, Geo Mobilisering af olie med surfactanter - Erfaringer med monitering og dokumentation under og efter fuldskala in-situ oprensning af kildeområde 109 Civilingeniør Søren Rygaard Lenschow, NIRAS A/S Erfaringer og resultater fra afværge-test af stimuleret aerob nedbrydning af en pesticidpunktkilde i Skelstofte 112 Civilingeniør, ph.d. Katerina Tsitonaki, Orbicon A/S Indeklima (modul 6) Byfornyelsesloven og indeklimaproblemer 114 Specialistadvokat (L) Jacob Brandt, Bech-Bruun advokatfirma CFD-simulering af passiv compartment-ventilering som indeklimaafværge Civilingeniør Bjarke N. Hoffmark, COWI A/S Specialkonsulent, civilingeniør Line Mørkebjerg Fischer, Region Hovedstaden Specialkonsulent, civilingeniør Mariam Wahid, Region Hovedstaden Civilingeniør Tage V. Bote, COWI A/S Cand. scient. (miljøkemi og sundhed) Morten Dreyer, COWI A/S Civilingeniør Jacob Bukh, COWI A/S 116 Metoder til kloakmåling – hjælp til vurdering af spredningsvej for forurening til indeklima 118 Teamchef Louise Skytte Clausen, NIRAS A/S Spor 4 (side 121 – 132) Overfladevand og jordforurening (modul 5-6) Regionernes erfaringer med risikovurdering over for overfladevand, f.eks. i forbindelse med §8 og regionens egne undersøgelser 123 Civilingeniør Kristian Dragsbæk Raun, Region Syddanmark Test af Miljøstyrelsens Screeningsværktøj – en landsdækkende undersøgelse fra 2015 af Chlorerede opløsningsmidler i 28 vandløb 125 Civilingeniør Helle Overgaard, Region Hovedstaden Tidslige variationer i vandføring, forureningsflux og koncentrationer af klorerede opløsningsmidler i Grindsted Å 127 Professor Poul L. Bjerg, DTU Miljø PhD-studerende Anne Sonne, PhD-studerende Vinni Rønde, DTU Miljø Adjunkt Ursula McKnight, DTU Miljø Feltundersøgelser og risikovurdering af klorerede opløsningsmidler i vandløb – med udgangspunkt i 5 undersøgte lokaliteter fra 2015 129 Civilingeniør, ph.d. Sanne Skov Nielsen, Orbicon A/S Shell Havneterminal i Fredericia – risikovurdering overfor overfladevand, en case story 131 Sektionsleder Anne Krag, COWI A/S Notater 133 Spor 1 Tirsdag 8. marts Workshop 1: Rundt om LAR (1 abstract) 3 gode foredrag ADMINISTRATIVE UDFORDRINGER VED NEDSIVNING Akademiingeniør Claus Frydenlund Gladsaxe Kommunes Miljøafdeling [email protected] Skybruddet i København 2. juli 2011 fik for alvor sat LAR (Lokal Afledning af Regnvand) på dagsordenen. Skybruddet medførte oversvømmelser og tab i milliard klassen for både borgere og virksomheder, og der opstod et behov for at undgå oversvømmelser fra fyldte kloakker. På det problem er der principielt to løsninger; enten at bygge større kloakker og/eller holde regnvandet ude af kloakkerne. Førstnævnte er dyrt, mens sidstnævnte har medført, at der er igangsat og gennemført en lang række projekter med regnvand på terræn. Regnvand på terræn kan give store udfordringer for myndighederne, da regnvand oftest kun er rent lige indtil det rammer en overflade. Herefter kan der ske forurening med bakterier, tjære- og oliestoffer, tungmetaller og meget mere. Her vil jeg kun behandle udfordringerne ved nedsivning, men der kan jo også være andre anvendelsesmuligheder, hvor kontakt- og smitterisici skal vurderes i forhold til eksempelvis sygdomsfremkaldende bakterier. Udfordring ved nedsivning af vejvand Regnvand fra vejarealer (vejvand) kan indeholde særligt olie- og tjærestoffer, tungmetaller og andre stoffer (blødgører mm). I henhold til Miljøbeskyttelseslovens § 19 må stoffer ikke ledes til jorden uden tilladelse. I en tilladelse vil der blive stillet krav (vilkår) om bl.a. rensning. Vi har som miljømyndighed en opgave i, at beskytte både jord og grundvand mod forurening. Men en udfordring i den forbindelse har været, at vi ikke kendte til koncentrationerne af miljøfremmede stoffer eller renseteknologier. Vi har derfor bl.a. taget udgangspunkt i materialet ”Teknologier til håndtering og rensning af separat regnvand”, støttet af Miljøstyrelsen, se mere på http://www.separatvand.dk/. Heraf fremgår det bl.a. at vejvand, der skal nedsives, skal renses og at indholdet af miljøfremmede stoffer er afhængig af trafikbelastningen. Vi har derfor kun givet tilladelse til nedsivning af vejvand fra veje med en meget lav trafikbelastning og vi har stillet krav om at der skal laves omfattende måleprogram for at samle data til senere projekter. Vi har også stillet krav om, at vejvand skal renses i vejbede med filtermuld og der skal både tages prøver af filtermulden og af det vand, der siver gennem. Det har medført, at Orbicon har måtte udvikle en prøvetagningsbrønd, se nedenfor. Vejbed med ”Filtermuld” er den mest udbredte teknologi til rensning af vejvand. Filtermuld består af en blanding af muld og ler, til rensning og sorption af olie, PAHer og tungmetaller, samt sand og grus til at sikre hydraulisk ledningsevne. Der tilsættes ofte kalk til pH stabilisering og rensning af visse stoffer. MEN der er behov for mere fokus på nye alternative og mere robuste renseteknologier. Prøvetagningsbrønd Saltproblematikken En anden, indtil for nylig ret overset problemstilling er, at der ved nedsivning af vejvand også vil ske nedsivning af vejsalt. Vejsalt består som de fleste ved, af natriumchlorid (NaCl). Natrium har den egenskab, at der kan ske ionbytning med magnesium i jordlagene og medføre en forringet nedsivningsevne, men mindst ligeså uheldigt er det, at chlorid kan sive ned og forurene grundvandet og har desuden også den uønskede effekt, at det kan skade plantevækst. Det har vi forsøgt, at imødegå ved, at der skal udlægges bentonitmembraner i grøfter, hvori der transporteres vejvand med chlorid og samtidig skal der ske omkobling, således at vejvand om vinteren ledes i kloak og om sommeren til nedsivningsanlægget. Chlorid fra vejsalt kan ved nedsivning forurene grundvandet. Til højre er vist et såkaldt spjæld til vinter/sommer omkobling Problemer med kvantitet ved nedsivning af regnvand I Gladsaxe Kommune besluttede vi, inspireret af vore nabokommuner Gentofte og LyngbyTaarbæk at få vurderet om øget nedsivning kan medføre problemer med opstuvende grundvand. Projektet bestod af en vurdering af de geologiske og hydrologiske forhold og på baggrund heraf har vi lavet principper for nedsivning i udvalgte områder. I nogle områder vil vi slet ikke tillade nedsivning, da grundvandet i forvejen står så højt – eller vil komme til at stå så terrænnært, at det vil give problemer med grundvand ved indsivning til kældre og andre steder vil vandet ikke kunne nedsive. En konsekvens af kortlægningen er, at det kun er muligt at nedsive uden problemer i ca. 20-30% af kommunen. ER VORES VANDINDVINDING BÆREDYGTIG (HVAD KAN VI TILLADE OS AT INDVINDE I FREMTIDEN) Civilingeniør Mette Gram HOFOR [email protected] Bæredygtighedsbegrebet for grundvandet behandles i de statslige vandplaner med to begreber: kvalitativ og kvantitativ god tilstand. Til vurderingen af bæredygtighed bruges faste indikatorer, såsom maks.-grænser for indvindingsprocenter og for udvalgte kemiske stoffer. For en lang række kildepladser råder HOFOR over ubrudte tidsserier af ofte mere end 60 års varighed på vandkemi, grundvandspotentiale og indvindingsmængder. Når disse data sammenholdes fås en unik mulighed for at vurdere, hvorvidt vandressourcen udnyttes bæredygtigt eller overudnyttes, og hvilken indvindingsmængde kildepladserne vil kunne yde i fremtiden. Med Hørup Kildeplads i Nordsjælland som eksempel, sås her en vedvarende stigning i sulfatindhold og forvitringsgrad ved den tilladte indvinding. Kvalitetskravene var ikke overskredet aktuelt, men udviklingen indikerede, at der var risiko for at det kunne ske på sigt. En reduktion i indvindingsmængden gav efterfølgende en stabil, bæredygtig vandkvalitet. Fra gennemgangen af tidsserierne kan uddrages en række erfaringer til anvendelse ved fremtidige vurderinger af den bæredygtige indvinding på disse kildepladser såvel som på andre. En erfaring er således, at en vandindvinding kan være bæredygtig selvom indvindingsprocenten overstiger den fastsatte indikator, ligesom det modsatte på kvalitetssiden kan være tilfældet, selvom der (endnu) ikke er overskridelse af kvalitetskriterierne. Der kan desuden være konsekvenser i en uhensigtsmæssig udnyttelse af ressourcen i mange år efter der er reageret med reduceret indvinding, efter overskridelse af kvalitetskriterierne. Dette skyldes, at udviklingen i magasinet på baggrund af uhensigtsmæssig indvinding, når boringerne med forsinkelse, ligesom der kan forekomme uønskede processer når indvindingen igen reduceres og vandspejlet stiger. Et velkendt eksempel er sekundær frigivelse af nikkel ved reduktion af indvindingen og forøgelse af vandspejlet. Dette kan have konsekvenser mange år frem. Simple tidsserier over indikatorparametre (sulfat, klorid, nikkel), sammenholdt med vandspejlmålinger og indvindingsmængder, kan giver et hurtigt overblik over indvindingens kvalitetsmæssige påvirkning af ressourcen. Yderligere forståelse for hvilke processer der forårsager en evt. uhensigtsmæssig udvikling i vandkvaliteten kan ofte opnås ved beregning af bl.a. forvitringsindeks og ionbytningsgrad. I HOFORs arbejde med fornyelse af indvindingstilladelser anvendes de historiske oplysninger om vandkemi, indvindingsmængder og vandspejlmålinger til at vurdere, om den ansøgte indvindingsmængde er bæredygtig, samt hvilken påvirkning den pågældende indvinding forventes at have på magasinet. Der opnås herved en forståelse for, hvilke problemparametre der fremadrettet skal gives ekstra opmærksomhed på de enkelte kildepladser, samt giver et godt baggrundsmateriale til det videre arbejde med overvågning af udviklingen i grundvandskvalitet. KONSEKVENSER FOR GRUNDVANDSKVALITETEN VED RÅSTOFINDVINDING UNDER GRUNDVANDSSPEJLET Civilingeniør, ph.d. Niels Peter Arildskov COWI A/S [email protected] I Danmark har det ofte været undladt at grave råstoffer under grundvandsspejlet, fordi der generelt har været en opfattelse af, at den heraf følgende blotlægning af grundvandsspejlet medfører øget risiko for grundvandsforurening. Denne opfattelse har formentlig sin oprindelse i tidligere tiders opfyldning af råstofgrave med f.eks. affald, der hermed blev bragt i direkte kontakt med grundvandet, hvilket meget ofte resulterede i en alvorlig forurening. Spørgsmålet er imidlertid, om nutidens råstofgravning kan udføres miljømæssigt forsvarligt, således at gravning under grundvandsspejlet ikke påvirker grundvandskvaliteten i negativ retning? Det er yderst sparsomt med konkrete undersøgelser, som kan belyse dette. På den baggrund har COWI som rådgiver for Region Hovedstaden og Region Midtjylland udført undersøgelser på 6 forskellige råstoflokaliteter, 3 i hver region, hvor råstofindvindingen foregår under grundvandsspejlet. Projektet har fokuseret på at belyse følgende potentielle risici for grundvandskvaliteten: Forurening med oliestoffer pga. spild fra maskiner under råstofindvindingen. Optrængning af saltvand som følge af sænkning af grundvandsspejlet i forbindelse med vådgravningen. Forurening af gravesøer med pesticider pga. overfladeafstrømning fra tilstødende markarealer. Oxidation af pyrit (FeS2) på grund af tilgang af atmosfærisk ilt til tidligere vandmættede sedimenter. De potentielle påvirkninger er søgt belyst ved analyser af vandets kemiske sammensætning i gravesøer, sedimentationsbassiner, udledt vaskevand, samt referencesøer, hvor sidstnævnte er lignende søer i samme område, hvorfra der ikke foregår råstofindvinding. Samlet er der udført 80 analyser for hovedkomponenter, 48 analyser for kulbrinter og BTEXN, 21 analyser for pesticider og nedbrydningsprodukter og 17 analyser for aluminium. Der er ikke påvist kulbrinter over detektionsgrænsen, mens der er fundet relativt lave koncentrationer af benzen, og i to analyser desuden xylener, på 2 ud af 6 undersøgte lokaliteter. På den ene af disse lokaliteter (Store Rosenbusk) er der fundet benzen på samme niveau i en af referencesøerne. Der er således mulig påvirkning med BTEX som følge af råstofaktiviteter på 1 eller måske 2 lokaliteter ud af 6 undersøgte, men der er ikke tale om overskridelser af grundvandskvalitetskriterierne, som er 1 µg/l for benzen og 5 µg/l for xylener. Det generelle kvalitetskrav for indvande er 10 µg/l for både benzen og xylener. Saltpåvirkning er kun undersøgt specifikt på en kystnær råstoflokalitet på Samsø, hvor der blot er fundet marginalt højere kloridindhold ved søbunden end ved overfladen. Der er ingen tegn på forhøjet kloridindhold i gravesøer som følge af råstofindvindingen på de øvrige lokaliteter, og øget saltindhold som følge af råstofindvinding kan således ikke påvises. Der er udført analyser af pesticider og nedbrydningsprodukter på 4 ud af 6 lokaliteter, idet der på de 2 ikke analyserede lokaliteter ikke er landbrug eller formodet væsentlig pesticidanvendelse i øvrigt på de omkringliggende arealer. På 3 ud af 4 analyserede lokaliteter er der fundet pesticider. I Store Rosenbusk blev der fundet lave koncentrationer af pesticidnedbrydningsprodukter i gravesøen og vestre referencesø, mens grundvandskvalitetskriteriet blev overskredet i østre referencesø, som ligger nedstrøms en gammel losseplads. I Tulstrup, Alsønderup fandtes der ingen pesticider i de 2 referencesøer, mens der blev fundet nedbrydningsprodukter i totale koncentrationer på hhv. 0,031 og 0,043 µg/l i de 2 gravesøer. I Tulstrup, Ikast blev der fundet 3 pesticidnedbrydningsprodukter i en totalkoncentration på 0,069 µg/l i den aktive gravesø og 0,032 µg/l i grusvaskesøen. Der blev fundet 0,013 µg/l MCPP og 0,014 µg/l BAM i hhv. referencesø 5 og udløbet fra referencesø 2, mens koncentrationerne var under detektionsgrænsen i 2 referencesøer samt i udløbet til recipienten. Således er der på 2 lokaliteter konstateret højere indhold i gravesø(er) end i referencesøer og vandløb, men der er tale om nedbrydningsprodukter af pesticider, som har været forbudt i en længere årrække, hvorfor påvirkningen sandsynligvis er grundvandsbåren. Eneste overskridelse af grundvandskvalitetskriteriet for pesticider og nedbrydningsprodukter (0,1 µg/l) forekommer i en referencesø, som ligger nedstrøms en ældre losseplads ved Store Rosenbusk. Omfanget af pyritoxidation som følge af råstofgravningen under grundvandsspejlet er overordnet kvantificeret ud fra sulfatkoncentrationen, idet der på hver lokalitet sammenlignes med koncentrationer i referencesøer uden råstofgravning. På lokaliteten Kongensbro kan der ikke påvises pyritoxidation, på 2 lokaliteter er der kun svag påvirkning (svarende til en koncentrationsstigning på <50 mg/l sulfat), og på 2 lokaliteter er der tydelig påvirkning, men kun på 1 lokalitet er der tale om en ikke acceptabel påvirkning, dvs. en påvirkning der medfører overskridelse af drikkevandskravet på 250 mg/l sulfat. Netop sidstnævnte lokalitet (Tulstrup, Ikast) er beliggende i et okkerpotentielt område og desuden vest for Weichsel-isens hovedopholdslinje, hvor de øverste jordlag generelt er kalkfattige. Dette medfører, at pH i væsentlig grad påvirkes af den syredannelse, som er et resultat af pyritoxidationen, og dermed stiger opløseligheden af metaller, f.eks. nikkel, der findes som urenhed i pyrit og frigives ved oxidationen. Således kan der på denne lokalitet konstateres overskridelser af både grundvandskvalitetskriterier og kvalitetskrav for indvande, for nikkel samt desuden kobolt og mangan. Også koncentrationen af aluminium er i de fleste tilfælde stærkt forhøjet. Sammenfattende indikerer undersøgelserne, at der ikke forekommer reelle problemer med spild af oliestoffer, saltvandsoptrængning eller direkte tilløb af pesticidforurenet overfladevand til råstofsøer ved gravning under grundvandsspejlet. Derimod vil gravningen ofte medføre et vist omfang af pyritoxidation, som dog kun synes at kunne medføre en problematisk påvirkning af grundvandskvaliteten i okkerpotentielle og kalkfattige områder. Mulige afbødende foranstaltninger kan være kalkning og/eller etablering af slambassin, hvor finkornede partikler i skyllevandet udfældes. Desuden må det, for at undgå opkoncentrering, anbefales ikke at cirkulere skyllevandet, dvs. det bør ikke udledes til samme sø, som det hentes fra. VALG AF KLIMATILPASNINGSTILTAG - AVANCERET MODELLERING KONTRA SCREENING. Teamleder klimatilpasning, Ph.d. Jan Jeppesen ALECTIA A/S [email protected] I forbindelse med planlægning og valg af klimatilpasningstiltag mod oversvømmelser udføres traditionelt avanceret hydrodynamisk modellering (fx MIKE-11/URBAN/FLOOD) med henblik på afprøvning af forskellige tiltags konsekvens. Denne modellering er krævende, hvorfor den ofte udgør en stor del af planlægningen i forbindelse med klimatilpasningsprojekter. Formålet med det udførte projekt har været at afprøve om en screeningsmetode på forprojektniveau kan erstatte de avancerede modeller. Som screeningsværktøj er anvendt programmet SCALGO Live Flood Risk, der anvender stationære beregninger til simulering af oversvømmelse fra terræn, vandløb og hav. Screeningsværktøjet arbejder ekstremt hurtigt, hvorfor der let kan udføres mange scenarieberegninger for forskellige tiltag, der kan udformes i værktøjet. Som case-område er benyttet Elling Å oplandet i Frederikshavn Kommune, som blev oversvømmet i uge 42, 2014, som følge af over en regnhændelse på 120 mm nedbør på lidt over 1 døgn. De traditionelle modelværktøjer (MIKE-FLOOD) og SCALGO-værktøjet er anvendt til simulering af oversvømmelseshændelsen. Scenarier for tiltag er gennemregnet med begge værktøjer. Resultater er sammenlignet. Endvidere er det testet, om anvendelse af detaljeret terrænmodel i SCALGO overflødiggør tids- og omkostningskrævende vandløbsopmåling. Resultaterne fra sammenligningsprojektet viser blandt andet: At screeningen er meget nyttig, da der kan produceres anvendelige resultater for et stort antal mulige tiltag. At screeningsværktøjet simulerer vandløbsnære oversvømmelser, som er sammenlignelige med den avancerede modellering. At simulering af tiltag, fx i form af et å-dige, giver sammenlignelige resultater med de to modeltyper. At begrænsningen i screeningsmodelleringen tydeligst ligger i tiltag, der indebærer forsinkelse, da disse ikke kan simuleres 1:1 i det stationære værktøj. Sammenligneligheden er vurderet i forhold til blivende usikkerheder på input til begge modeltyper som fx: regional nedbørsfordeling, fordeling af afstrømningsbidrag fra overfladen, dræn og dybt grundvand. Projektet bidrager til videre udvikling af screeningsmetoder. Spor 2 Tirsdag 8. marts Fagsession 1: Undersøgelser og modellering af grundvandsforurening i kalkmagasiner Fagsession 3: Grundvandskøling og –varme i Danmark REGIONERNES UDFORDRING MED KALKMAGASINER Specialkonsulent Niels Døssing Overheu1* Specialkonsulent Henriette Kerrn-Jespersen1 1 Region Hovedstaden *[email protected] Baggrund Vi indvinder drikkevand fra kalkmagasiner i store dele af landet. Jordforureninger kan påvirke kalkmagasinerne, hvis de har tilstrækkelig stor kildestyrke og der ikke gribes ind i tide, særligt i de områder hvor kalken ligger tæt på jordoverfladen, jf. figur 1. Udfordringen gør sig gældende over hele landet, og i Region Hovedstaden er den særligt udtalt i området mellem København og Høje Taastrup, hvor kalken ligger 5-15 meter under terræn. Udfordringen skærpes yderligere af, at der i dette område er mange kilder til forurening. Vi har opbygget stor viden og forståelse om forureningstransport i de øvre glaciale jordlag af ler og sand. Kalk er en væsentlig anderledes udfordring, både i den måde forureningen spredes på og i vores muligheder for at undersøge mediet. Vores metoder til undersøgelse og risikovurdering i de øvre jordlag kan derfor ikke direkte overføres til kalkformationerne, og vi savner ofte en troværdig konceptuel forståelse af spredningen af forurening i kalk. Regionerne har i dag begrænsede muligheder for at oprense forureningsfaner i kalk. Pt. anvender vi stort set kun langvarig afværgepumpning, og der mangler grundlæggende viden om kalken, før end vi med rimelig sikkerhed kan gennemføre andre typer af oprensningsprojekter. Eller kan mere solide risikovurderinger bruges til at lukke nogle af vores sager med konstante lave koncentrationsniveauer på et tidligere tidspunkt? Hvad gør vi? Region Hovedstaden har flere udviklingsprojekter, der handler om forurening i kalk. Blandt andet har regionen indledt et samarbejde med DTU Miljø om at øge procesforståelsen i kalk, forbedre undersøgelsesdesign og risikovurderingsmetoder samt at bidrage til udvikling af alternative afværgemetoder i kalk. Derudover har regionen projekter, der sigter på udvikling af hurtigere og billigere undersøgelsesmetoder til kalk. En central del af udviklingsarbejdet er en omfattende geologisk, hydrogeologisk og forureningsmæssig undersøgelse af en konkret kalklokalitet i samarbejde med DTU Miljø og GEO. Gennem undersøgelsesarbejdet opnår vi nye erfaringer med forskellige undersøgelsesmetoders anvendelighed i kalk, og de indsamlede data skal bruges til at forbedre vores procesforståelse på den konkrete sag og på kalksager generelt. Modelværktøjer af forskellig art anvendes løbende for at opsamle og vurdere de indsamlede data og deres anvendelighed. Forventet udbytte Region Hovedstaden forventer, at vi løbet af de kommende år skal udføre undersøgelser, afværgeprojekter og revurdering af eksisterende afværgeanlæg på mange lokaliteter med terrænnær kalk. Vores udviklingsarbejde skal munde ud i nogle konkrete retningslinjer for, hvordan man kost-effektivt kan udtage prøver, som er repræsentative for forureningssituationen eller hvordan man på anden måde kan kortlægge forureningen. Retningslinjerne skal også beskrive, hvordan man med fordel kan opsætte et modelbaseret risikovurderingsværk- tøj og hvilke undersøgelser, der giver mest værdi for at gøre et sådant værktøj så troværdigt som muligt. Udviklingsarbejdet har også stor betydning for de undersøgelser, vi udfører uden for områderne med terrænnær kalk. Ved disse undersøgelser etableres til tider én eller nogle få kalkboringer for at vurdere transporten mod de dybere magasiner. Med kun ét eller få skud i bøssen er det vigtigt, at de prøver, der bliver taget, er repræsentative. Figur 1. Profilsnit gennem de danske kalkbjergarter (GEO og GEUS, 2014) Referencer GEO og GEUS, 2014: Strømning og stoftransport i kalklagene på den københavnske vestegn. Geologisk og hydrologisk vidensopsamling og typemodel. Udarbejdet for Region Hovedstaden. GEOLOGISKE UNDERSØGELSER AF KALKMAGASINER Projektleder Magnus Rohde Projektdirektør John Bastrup Geo [email protected] - [email protected] Baggrund Geo har i samarbejde med DTU Miljø udført undersøgelser af de geologiske og hydrogeologiske forhold på en ejendom, hvor en forurening med chlorerede opløsningsmidler, har spredt sig til grundvandsmagasinet i kalken. Resultaterne af undersøgelserne skal benyttes til at opstille en konceptuel model for forureningsspredningen i kalken samt til en numerisk transportmodel. Kalk er en meget almindelig bjergart i store dele af Danmark, hvor den også har stor betydning som bærer af vigtige og meget udnyttede grundvandsressourcer. Den eksisterende viden viser, at kalken betragtes som et opsprækket grundvandsmagasin, hvilket især har betydning for forureningstransporten, ligesom det er tilfældet for opsprækket moræneler. Et delmål med undersøgelserne er at beskrive kalken på lokaliteten med hensyn til bl.a. litologi, sprækker, andre strukturer (f.eks. bryozobanker), flintindhold m.v., og relatere til den geologiske dannelseshistorie. Et andet delmål er at fastlægge parametre for sprækker, sprækkesystemer og matrix,ud fra fysiske undersøgelser, der kan benyttes beregningsmæssigt i den numeriske model. Undersøgelsen De planlagte undersøgelser fokuserede på at beskrive kalken på to skalaer, på ”kilde-skala” og på ”fane-skala”. Undersøgelserne tager udgangspunkt i kerneboringer i kalken, da der herved kunne udtages prøver til laboratorieforsøg, der kan give resultater om kalkens egenskaber på lille (”kilde”) skala. Boringerne i kalken skulle undersøges ved hjælp af televiewer logs og geofysiske logs. Pumpeforsøg i kalken skulle give viden om kalkens samlede hydrauliske egenskaber. De geofysiske logs og pumpeforsøg giver resultater om kalkens egenskaber på større (”fane”) skala. En uventet stærkt opknust zone i den øverste del af kalken resulterede i væsentlig dårligere kerneprøver end forventet, ligesom borehullerne blev meget ustabile. Derfor blev det planlagte undersøgelsesprogram ændret, bl.a. blev laboratorieforsøgene reduceret, og der blev lagt større vægt på geofysiske undersøgelser i boringerne. Kalken på lokaliteten er desuden et meget højtydende grundvandsmagasin, hvilket besværliggør de planlagte pumpeforsøg på grund af de meget store vandmængder der skal bortskaffes. Resultater Resultaterne af undersøgelserne viser som forventet at kalken er et opsprækket grundvandsmagasin. Kalken kan overordnet opdeles i en øvre opknust zone, herunder en opsprækket zone og en ikke-opsprækket zone nederst. Flere prøver er blevet dateret ved mikrofossilanalyser, og resultaterne herfra viser, at den øverste del af kalken er aflejret samtidigt med København Kalk Fm (Sen Danien), mens den nedre del af kalken er samtidig med Stevns Klint Fm (Mellem Danien). Der er ikke umiddelbart forskel i opsprækning af kalken i to perioder. I området har det været muligt at opstille en lokal log-stratigrafi, og det har været muligt at benytte resultaterne til at fastlægge grænsen mellem Mellem og Sen Danien kalk i alle loggede boringer. Grundvandsstrømningen er tilsyneladende domineret af et system af vandrette sprækker, der kan følges over en afstand på ca. 300 m. Der er konstateret flere mindre lodrette sprækker i boringerne, men med de udførte boringer er det ikke forventeligt at finde større lodrette sprækker. Sprækkesystemet ligner således den klassiske ”murstens-kalksignatur” med lange vandrette sprækker forbundet med korte lodrette sprækker. Undersøgelserne har ført til en konceptuel forståelse af kalkens hydrogeologi og kvantificering af flere parametre. Samlet udgør resultaterne en geologisk forståelsesmodel for kalken på lokaliteten. Det har været muligt at fastlægge mange af de parametre, der skal benyttes DTU Miljøs videre arbejde med numerisk modellering. Undersøgelserne er udført med velkendte metoder, som boringer og geofysisk logging. Metoderne har kunnet tilpasses til de udfordringer vi har mødt undervejs, og de viser behovet for robuste og fleksible undersøgelsesmetoder og –programmer, når der forventes detaljerede oplysninger i kalken. FORURENINGSUNDERSØGELSER I KALKMAGASINER: METODER TIL KARAKTERISERING AF FORURENINGSFORDELING Forsker Annika S. Fjordbøge1, Lektor Mette M. Broholm1*, Post Doc. Klaus Mosthaf1, PhD Civilingeniør Gry S. Janniche1,2, Professor Philip J. Binning1, Professor Poul L. Bjerg1, Miljøtekniker Bent H. Skov1, Civilingeniør Henriette Kerrn-Jespersen3, 1 DTU Miljø, 2NIRAS, 3Region Hovedstaden *foredragsholder, [email protected] Karakterisering af forurening med chlorerede opløsningsmidler i sprækkede kalkmagasiner er essentielt for udvikling af konceptuelle modeller, risikovurdering og afværge. Ved undersøgelser i kalk er det vigtigt at indhente dybde diskrete data, så fordelingen af forurening kan beskrives og sammenholdes med flowfordeling (sprækker/matrix), samt at forureningen kan afgrænses vertikalt. Formålet med undersøgelserne har været at vurdere forskellige metoder til karakterisering af forureningsfordelingen i sprækket kalk og at opnå bedre konceptuel forståelse af forureningstransport og -fordeling i kalk. Udtagelse af intakte kerneprøver til prøvetagning for chlorerede opløsningsmidler med høj diskretisering udfordres af udvaskning og betydelige kernetab specielt fra zoner med blød kalk i kontakt med flintlag eller den typisk meget knuste overgangszone mellem de kvartære aflejringer og den intakte kalk. Feltundersøgelser med alternative teknikker til karakterisering er udført på 2 kalklokaliteter forurenet med PCE; Naverland i Alberslund og Akacievej i Fløng. De 2 lokaliteter repræsenterer hver sin skala (kilde hhv. fane) og forureningsniveau (DNAPL hhv. opløst fase). Diskretiseret kvantificering af PCE i udtagne kerneprøver er for Naverland sammenholdt med forskellige FLUTe teknologier og for Akacievej med passiv og aktiv niveauspecifik vandprøvetagning. På begge lokaliteter er udtaget intakte kerner med et betydeligt kernetab. På Naverland var kernetabet generelt omkring 10-15 % og associeret med blød kalk i umiddelbar nærhed af et flintlag, mens kernetabet for boringerne ved Akacievej i gennemsnit var 20-40 % med størst omfang øverst i kalken. Vigtig information om forureningsfordeling og potentiel tilstedeværelse af DNAPL blev for Naverland opnået med FACT (FLUTe activated carbon technique) og Water-FLUTe multilevel vandprøvetagning. Et modelværktøj udviklet til omregning af FACT resultater til porevandskoncentrationer i sprækker og matrix for givne hydrauliske parametre gav væsentligt bedre mulighed for tolkning af FACT data. Niveauspecifik grundvandsprøvetagning med passive snap samplere og lav-flows prøvetagning med bladder pumpe gav sammenlignelige resultater. Begge teknikker antager horisontal laminar strømning igennem filteret, og er dermed sårbare overfor vertikal strømning i boringen. Resultaterne var væsentligt forskellige, mht. koncentrationsfordeling over dybden og især koncentrationsniveau, fra separationspumpning med heat pulse teknik, hvor der aktivt pumpes med et højere flow og dannes et vandskel. Ved etablering af et vandskel undgås vertikal strømning i boringen, mens den højere pumpeydelse kan give anledning til fortynding af lokale koncentrationer, da grundvand trækkes til fra et større område. Det blev observeret, at koncentrationerne ved separationspumpning generelt var lavere end for de andre metoder, især nær forureningskilden hvor koncentrationsgradienten var størst. Diffusionsceller viste sig uegnede i sprækkede kalkmagasiner formentlig som følge af forstyrrelse af ligevægtsindstilling fra betydelig strømningshastighed. Alt i alt har anvendelsen af niveauspecifik prøvetagning ved de alternative teknikker givet en betydeligt bedre forståelse af forureningstransport og -fordeling i kalkmagasinerne end opnået med delprøvetagning af kalkkerner alene. Dette har bidraget til udvikling af bedre konceptuelle modeller for lokaliteterne af betydning for risikovurdering og afværgetiltag. Water-FLUTe og FACT Snap sampler og diffusionscelle Seperationspumpning med heat pulse MODELING CONTAMINANT TRANSPORT IN LIMESTONE AQUIFERS Post Doc. Klaus Mosthaf1, Forsker Annika S. Fjordbøge1, Specialkonsulent Niels Døssing Overheu2, Lektor Mette M. Broholm1, Professor Poul L. Bjerg1, Professor Philip J. Binning1* 1 DTU Miljø, 2Region Hovedstaden * [email protected] Limestone aquifers are a major drinking water resource in Denmark. Many of them are threatened by contaminants like chlorinated solvents. Understanding the fate and transport of these contaminants is crucial to evaluate the risk to drinking water supply and to plan remedial actions. Limestone aquifers are often heavily fractured and contain chert layers and nodules. This leads to a preferential flow and transport of contaminants in highly conductive zones of the aquifer and to an exchange with the lowconductive limestone matrix, making the understanding and prediction of the contaminant propagation a challenge. Several approaches have been developed to model contaminant transport in fractured media, such as discrete fracture, equivalent porous media, and dual continuum models. However, these modeling concepts are not well tested for plume migration in real limestone geologies. Our goal was therefore to develop, evaluate and compare approaches for modeling transport of contaminants in fractured limestone aquifers and to obtain the required model parameters from field tests. The model comparison was conducted for a contaminated site at Akacievej, Hedehusene, where a plume of dissolved PCE has migrated through a fractured limestone aquifer. Field data at the site includes information on spill history, distribution of the contaminant (multilevel sampling), geology and hydrogeology. To describe the geology and fracture system, data from borehole logs and cores was combined with flow logs and pump test data. A conceptual model was constructed for the site and used as the basis for numerical models. The models were used to evaluate a pump and treat remediation system, which has been running at the site for 8 years, and to evaluate the speed at which the contaminant plume is migrating downstream of the site. Simulation results show considerable differences between modeling approaches depending on the aquifer properties, and that it is important to carefully select the modeling approach to suit the model purpose. A combined pump and tracer test is scheduled for spring 2016, which will allow for a calibration of the models and improve the conceptual understanding of the interplay of fractures and limestone matrix. It will provide further guidance for the discrimination between the different models for the application to contaminant transport in fractured limestone aquifers. Figure 1: Plume migration simulated with no fractures, medium contrast between fracture conductivity and matrix conductivity, and a high contrast. Figure 2: Simulated 3D effects in a horizontally and vertically fractured aquifer. STORSKALA-ENERGIUDNYTTELSE AF GRUNDVANDET EKSEMPLIFICERET VED DEN NYE BY VINGE Civilingeniør Jesper Damgaard COWI A/S [email protected] Civilingeniør Dani Mikkelsen Frederikssund Kommune [email protected] Problemstilling Der har gennem de seneste år i Danmark været en stigende interesse for geo-energi, det vil sige en termisk udnyttelse af jorden og/eller grundvandet til enten opvarmning eller køling. Der er, specielt i GeoEnergi projektet, udarbejdet en række rapporter, der opsummerer erfaringer, konsekvenser og best-practice for de forskellige anlægstyper. Fælles for mange af de hidtidige rapporter er imidlertid, at de typisk kun ser på effekten og risikoen over for grundvandsressourcen i forhold til et enkelt anlæg. Såfremt geo-energi teknologierne anvendes i stor skala og med mange anlæg indenfor et mindre område, kan dette udgøre en øget risiko for vandressourcen i området enten i form af en grundvandskemisk risiko fra de lukkede anlægstyper baseret på brine eller i form af en kumuleret termisk påvirkning fra såvel lukkede som åbne anlægstyper. Desuden kan de mange tætplacerede anlæg medføre en reduktion i energieffektiviteten af de enkelte anlæg. Vinge projektet Ovenstående problemstilling er analyseret i et projekt udført for Frederikssund Kommune. Kommunen projekterer og udvikler i øjeblikket en ny by, Vinge, med forventet ca. 20.000 indbyggere samt ca. 200.000 m² erhvervsbyggeri. Det er byrådets vision for varmeforsyningen i Vinge, at den skal baseres på CO2 neutrale varmekilder. Dette kunne bl.a. være i form af lukkede jordvarmeanlæg (terrænnære og dybe) og åbne anlæg (ATES teknologi). Store dele af Vinge er imidlertid placeret i indvindingsoplande til nogle af de store kildepladser, der forsyner Frederikssund med drikkevand. Der var derfor behov for en vurdering af, hvor stor en andel af varme- og køleforsyningen i Vinge, der kunne leveres vha. geo-energi, uden af dette medførte kritiske påvirkninger på grundvandsressourcen og den fremtidige mulighed for indvinding af drikkevand i området samt de naturbeskyttede arealer omkring Vinge. Konklusioner Analyserne og beregningerne viste, at ATES- og dybe jordvarmeanlæg uden kritiske påvirkninger på grundvandsressourcerne og naturområderne samlet kunne dække ca. 25% af varmebehovet samt godt 50% af kølebehovet i Vinge, mens terrænnære jordvarmeanlæg kan dække yderligere ca. 25% af varmebehovet. Ved at kombinere teknologierne ville det således samlet være muligt at dække op til ca. 50% af både varme- og kølebehovet for hele Vinge. De forskellige Geo-energi teknologier udgør relevante CO₂ neutrale løsninger i forhold til at dække varme- og kølebehovet i bolig- og erhvervsbyggeri. I byområder med et stort energibehov vil teknologierne imidlertid sjældent kunne dække det samlede energibehov, uden at der er risiko for kritiske påvirkninger på grundvandsressourcen og naturområderne. Der vil derfor fortsat være behov for at supplere med andre energiteknologier. Dette gælder specielt, såfremt anlæggene ligger i OSD eller indvindingsoplande til vandværker. Resultaterne er mere detaljeret beskrevet i rapporten "Energiudnyttelse af grundvandet i Vinge - Endelig rapport" udarbejdet af COWI for Frederikssund Kommune i juni 2015. GRUNDVANDSKØLING I SKIVE KOMMUNE – SAGSBEHANDLING OG UDFORDRINGER Geolog Henrik Bang-Andersen Skive Kommune [email protected] Ved virksomheden Idé Pro i Skive er der udført og prøvepumpet 2 boringer til dybder fra 12 28 m. Hver boring er forsynet med Ø225 mm filterrør. Den højstydende boring er langtidsprøvepumpet med pumpeperiode i 15 dage og stigningsperiode i 10 dage med en ydelse på 45 m3/t.Vandstandsændringer er målt med tryktransducere med 1 minuts intervaller suppleret med håndpejlinger. Lufttryksændringer er målt med barometertryk-transducer. Vandprøver fra top og bund i pumpeboringen er udtaget ved seperationspumpning i filteret, og er analyseret ved boringskontrol. Temperaturen i vandet var 10,5 oC i top og 9,9 oC ved bund. In situ målinger af iltindhold viser ingen ilt i magasinet. En geologisk model udført i GeoScene3D er opbygget af 10 lag og dækker 13x13 km. Cellestørrelse på 25 x 25 meter. Krydsende lagflader er undgået. Grundvandsmagasinet ved IdéPro opfattes ikke som en del af det regionale primære grundvandsmagasin, men derimod som et overfladenært sekundært magasin i en langstrakt NVSØ gående dalstruktur. Vandstandspejlinger ligger fra kote 9,15 i B7 (DGU nr. 55.1243) til kote 9,42 i B6 (DGU nr. 55.1239) for det nedre sekundære sandmagasin. Boringerne viser variationer i temperaturen på 2,5 oC. Hydrauliske parametre En transmissivitetsværdi i pumpeboringen er på 7·10-3 m2/s. På baggrund af observationsboringerne er transmissivitetsværdien på 5·10-3 m2/s. Magasintykkelsen er 18.5 meter. Den hydrauliske ledningsevne beregnes til mellem 2.7·10-4 m/s og 3.8·10-4 m/s. Pumpeforsøget viser et velydende magasin og de beregnede hydrauliske ledningsevner svarer overens med velydende sand. En dynamisk numerisk model simulerer strømning af vand og transport af energi (varme/kulde) til konsekvensanalyse af driften af et ATES-anlæg på lokaliteten. Principperne i et ATES-anlæg er, at der fra én eller flere boringer oppumpes grundvand, der via en veksler leverer køling. Grundvandet bliver herefter varmet op, og det varme vand ledes via én eller flere boringer ned i grundvandsmagasinet igen. Det varme grundvand kan senere anvendes til opvarmning, når det fra én eller flere boringer oppumpes og ledes gennem en veksler. En tilkoblet varmepumpe kan hæve temperaturen til brug i bygningen. Det varme grundvand køles ned gennem veksleren og returneres via de første boringer til grundvandsmagasinet. Over længere tid vil et ATES-anlæg opbygge et koldt og et varmt lager nede i grundvandsmagasinet. Anlægget er i hydrologisk balance, idet det oppumpede vand ledes ned i samme grundvandsmagasin. Anlægget vil endvidere være i termisk balance, hvis den samme mængde energi tages op, som der er blevet pumpet ned. 1 Som modelkode er anvendt FeFlow. Modellen skal anvendes til at vurdere hydrologiske, energimæssige og geotekniske forhold i det oppumpede sekundære magasin samt muligheden for mobilisering af nærliggende forurening og påvirkninger af overflade recipienter. Modellen skal eftervise observerede trykniveauer samt anvende kalibrerede parametre fra tolkningen af prøvepumpningsforsøget. Vandkemi Vandanalyserne viser oxideret vand i toppen af magasinet i dybder mindre end 20 m u.t. og reduceret vand i større dybde end 20 meter. Et stigende jernindhold og et svagt faldende sulfatindhold indikerer, at vandet bliver mere reduktivt med dybden. Indholdet af aggressivt CO2 er højt i det overfladenære grundvandsmagasin, og det kan virke nedbrydende på installationer udført i jernmaterialer. Drikkevand- og grundvandsinteresser Grundvandskøleanlægget etableres i et område med drikkevandsinteresser og på kanten til et område med særlige drikkevandsinteresser. 800 m sydøst for IdéPro findes et andet grundvandskøleanlæg (ATES) ved virksomheden DEIF A/S, som har indvinding og reinjektion på omkring 50.000 m3 grundvand/år. Skive Vandværk har et kildefelt, der ligger 2,25 km mod øst i et OSD og indvinder knap 0,8 mio. m3 grundvand årligt fra et dybt primært magasin. Da ATES-anlægget ved IdéPro benytter et nedstrøms liggende terrænnært magasin ca. 0,8 km fra vandværksboringerne, vurderes det ikke at have påvirkning på drikkevandsindvindingen i området. Modelresultater og konsekvensanalyse Konsekvensen af ATES-anlæggets flow- og energimæssige påvirkning i grundvandsmagasinet og de omgivende jordlag er analyseret ved fire forskellige senarier: 1) 2) 3) 4) Simulering af grundvandspejlet uden drift af ATES-anlægget. Simulering af ATES-anlægget med en effekt på 300kW. Simulering af ATES-anlægget med en effekt på 300kW, men hvor 25% af energien forbliver i grundvandsmagasinet. Simulering af ATES-anlægget med en effekt på 600kW. Ved simulering af ATES-anlæg (scenarie 2, 3 og 4) er modellen dynamisk, og der regnes på 10 års drift. Efterfølgende simuleres 10 år med driftsstop for at vurdere, hvor længe og hvor meget magasinet er påvirket efter stop. Anlægget er i hydrologisk og termisk ligevægt, da ingen vand eller energi fjernes fra eller tilføres til grundvandsmagasinet over tid. Dette gælder dog ikke for Scenarie 3, hvor der analyseres nærmere på, hvis anlægget primært bruges til køling. Det hydrauliske trykniveau og temperaturen forbliver ikke uforstyrret under drift af ATES-anlægget. En sænknings- og stigningskegle vil forekomme ved oppumpning og infiltration af vand, og anlægget vil under drift producere lokale varme- og kuldelagre. Derfor er det nødvendigt at vurdere, i hvor høj grad ændringerne i det hydrauliske trykniveau og temperatur vil påvirke det omkringliggende miljø. Varme og kulde spredes i grundvandsmagasinet via diffusion, dispersion og advektion. 2 Ved drift af grundvandskøleanlægget etableres der henholdsvis et kulde- og varmelager omkring de to pumpe- og infiltrationsboringer. Over tid vil temperatur-differentieringen mellem de to lagre øges og en semi-stationær tilstand vil opstå. Model simuleringerne viser, at i det 10. år, hvor der er blevet opbygget de største udbredelser af varme og kulde lagre, er den maksimale og minimale temperatur på henholdsvis 14°C og 4°C. Modellen viser, at temperaturfanerne højest sandsynligt vil påvirke terrænoverfladen. Men grundet usikkerheder i modellen, mht. energiudbredelse i de øverste umættede lag, er omfanget usikkert. Et groft estimat kunne være en temperaturændring på maksimalt omkring +/2 grader i de overfladenære lag. Efter 10 års driftsstop ses stadig en svag effekt af anlæggets køling og opvarmning af grundvandsmagasinet. Varme- og kølefanerne når en udbredelse på under 200 m med primært udbredelse i en sydvestlig retning under et industriområde. Dette sker i overensstemmelse med den generelle grundvandsstrømning i området. Arealanvendelse ATES-anlægget har generelt en lille påvirkning på de V1 og V2 kortlagte grunde i området. Risici for regnvands-/kloakledning Langs IdéPro grunden løber en regnvandsledning 2 meter fra den nærmest liggende boring. De naturlige årstidsvariationer i et terrænnært grundvandmagasin vil typisk være inden for 1 m. Den højeste vandstand ligger i forårsmånederne og den laveste i efterårsmånederne. Anlægget drives således, at der i forårs- og sommermånederne pumpes fra boring B6 og infiltreres i boring B7. I efterårs- og vintermånederne vendes pumperetningen fra B7 til B6. Sænkningen/stigningen i B6, ved en pumperate på 32 m3/t, er beregnet til 0.06 m i det øverste sandlag ved regnvandsledningen. Det vurderes, at der ikke på noget tidspunkt vil være tilførsel af grundvand til regnvandsledningen, da den ligger mindst 0,7 meter højere. Grundvandspotentialekort hentet fra Regionens forureningsundersøgelser i industriområdet har været nyttige til at vurdere strømningsretning i grundvandet. Skybrudskort Kort over lavninger, der kan fyldes med vand under skybrud, er benyttet ved sagens start for at undgå uhensigtsmæssig placering boringer. Kommuneplan Anlægget er placeret på grænsen mellem et erhvervsområde og et boligområde. Hvilke udsving i jordens temperatur på jordoverfladen må man tåle som grundejer, fordi nabovirksomheden ønsker at benytte et grundvandskøleanlæg?. Og hvilken ret har virksomheden til at udnytte jordens evne til at optage varme- eller kulde. Det er spørgsmål der kunne indgå i vurdering af anlæggets mulige gener? 3 Kommunen sender nu sagen i nabohøring for at sikre, at berørte ejendomme får mulighed for at udtale sig. Vandforsyningsloven indeholder en erstatningsparagraf, der kan benyttes såfremt en vandindvinding giver skader ved sænkning af et grundvandsspejl. Men hvordan med en temperaturændring af jorden? For det tilgrænsende boligområde gælder Partiel Byplanvedtægt, BPV nr. 3 og Grundejerforeningen Egeris Syd er nabo til grundvandskøleanlægget. Foreningens formål er at øge sammenholdet i området. Denne forening har ikke værn mod temperaturændringer i jorden som en del af formålsparagraffen. For Erhvervsområdet gælder partiel Byplanvedtægt nr.4. I vedtægten indgår intet om grundvandskølingsanlæg. Området er områdeklassificeret med krav om analyser af jord der fjernes. I området findes 2 jordvarmeslangeanlæg i parcelhusområdet. I nærområdet er der udlagt fjernvarmeområder og områder til individuel naturgasforsyning. I jorden ligger naturgasledninger og vandforsyningsledninger. Der sker vintervedligeholdelse af veje. Vil ændrede temperatur i jorden have indflydelse på nedgravede vandledninger og behovet for vintervedligeholdelse? Et væsentligt punkt er risiko for grundbrud, der vurderes i forbindelse med en godkendelse. Det ansøgte ATES-anlægget opbygger med tiden et koldt lager og et varmt lager, som breder sig ud i grundvandsmagasinet – men beregningsmæssigt ikke meget mere end til lige ud over kanten af grundens grænser. Dette gælder uanset om ATES-anlægget kører med en effekt på 300 kW eller 600 kW. Vertikalt vurderes energiudbredelsen at være stærkt begrænset, da den umættede zone over grundvandsspejlet har en isolerende effekt. Efter 10 års driftsstop ses stadig en svag effekt af anlæggets køling og opvarmning af grundvandsmagasinet. Varme- og kølefanerne når en udbredelse på under 200 m med primært udbredelse i en sydvestlig retning. Dette sker i overensstemmelse med den generelle grundvandsstrømning i området. 4 MULTIFORSYNINGENS ROLLE, MULIGHEDER OG FOKUSERING DREVET AF KUNDEVÆRDI, FORRETNING OG MILJØ Anlægschef Anders Møller Hansen Frederiksberg Forsyning [email protected] Frederiksberg Forsyning er et ”brand og serviceselskab” som i Frederiksberg Energi koncern og driver en række forskellige forsyninger inden for vand og energi samt serviceområdet. Frederiksberg Forsyning driver bl.a. vandforsyning med indvinding under hhv. Frederiksberg og Københavns kommuner, Fjernkøleanlæg med lokal produktion i både Københavns- og Frederiksberg kommune, Fjernvarmeforsyning hvor den store agenda er grønomstilling med målet at være fossilfri i 2025. Et byområde er historisk i forbindelse med udviklingen og industrialiseringen et område som er blevet mere og mere forbrugende hvor der har været behov for øget tilførsel af ressourcer. Fremtidens metropol skal tage mere ansvar for, at forbruget samlet set i størst mulige omfang er bæredygtigt. Her har forsyningsselskaberne og især multiforsyningerne en central rolle da forsyningsselskaberne skal være buffersystem og medansvarlig for at få skabt det mest bæredygtige vand- og energisystem/kredsløb i byen. Frederiksberg forsyning har angrebet dette ved at indgå i tætte samarbejder inden for teknologiudvikling og vidensdeling, samt re-tænkning af en forsynings rolle og medansvar i forhold til kerneprodukter. Herunder også i forhold til at levere infrastruktur, gennem forsyning af kerne forbrugsydelser, men nu med mere fokus på bæredygtig produktion, distribution og levering af komfort frem for alene fokusering på de klassiske kerneydelser. Forsyningen ser derfor sig selv som en central spiller for at være medskabende for fremtidens bæredygtige metropol. Til dette er vand og energi-håndtering i symbiose en del af nøglen til succesrig fremtidig forsyning. En central kerne i disse ydelser er vandressource- og energi-planlægning som kan spille sammen og omsættes til værdiskabende produkter. Forsyningen fokuserer derfor på at kortlægge tekniske og hydro-geologiske muligheder for at bruge undergrunden og byrummet hensigtsmæssigt i forhold til energiproduktion, lagring og grundvandsindvinding gennem en bedre forståelse for vand og energi- kredsløbet. Tankeprocesser, anlæg, udfordringer og metoder vil blive præsenteret og en dialog om emnet vil opstå. Nøgleord vil være, ATEX anlæg, Energilagring, Varmepumper, Jord, grundvand, forureninger, bæredygtig indvinding, Klima og klimaændringer, LAR og muligheder for øget grundvandsdannelse, hvem har retten til vandet, energien, skal vi kæmpe om ressourcen, planlægge eller? Hvor skal energien hentes, lagres, hvad med skybrudsvandet og hvor skal fremtidens drikkevand komme fra til en metropol? Skal det være grundvand, og hvad med alt det andet vand som forbruges i en storby? Kan alt dette være her eller er der noget som må vige? Hvad får vi mest ud af som samfund, forbruger og som forsyning? BEHOV FOR MASTERPLANLÆGNING – ERFARINGER FRA FORUNDERSØGELSER TIL FÆRDIGE ANLÆG Team Manager Lars Hjortshøj Jacobsen Geo [email protected] Baggrund I foråret 2015 fremsatte Miljøministeriet 9 initiativer til rent drikkevand i fremtiden. Initiativer, som der efterfølgende er skabt lovmæssig ramme om ved Lov nr. 538 af 29/04/2015, som trådte i kraft d.1. januar 2016. Som det 9. initiativ indgår grundvand til køling og varme, dog med fokus på, at grundvandsressourcen først og fremmest skal bruges til drikkevandsformål. Med det brede forlig, som blev indgået og den stigende interesse for grundvandsbaserede energianlæg, som opleves, vil der i specielt urbane områder og i områder med drikkevandsinteresser, være et behov for et øget fokus på kvaliteten af dokumentationen for anlæggene, opfølgning omkring monitering og verificering samt eventuelt et behov for overordnet planlægning. Forundersøgelser og dokumentation Når der arbejdes med grundvandsbaserede energianlæg, såkaldte ATES anlæg (Aquifer Thermal Energy Systems), skal man have i mente, at der pumpes og reinfiltreres vandmængder svarende til store kildepladser og grundvandssænkninger. Det er således vigtigt, at forundersøgelserne til et anlæg og dokumentationen for dets påvirkning af omgivelserne, er af samme kvalitet og der fra myndighedernes side stilles samme krav, som var det til en vandforsyning eller en bygherre med behov for grundvandssænkning. Høje dokumentationskrav er typisk ikke afgørende for om et ATES anlæg er rentabelt, da et velgennemarbejdet grundlag som oftest resulterer i en kortere og mere smidig sagsbehandling, hvilket afføder, at et anlæg kan etableres hurtigere med dets energi- og driftsbesparelser til følge. Tillige giver en høj kvalitet i dokumentationen også en øget tryghed for, at vandressourcen udnyttes mest skånsomt til den bredest mulige vifte af formål. Anlægsfase, drift og verificering Ved etablering af anlæggene skal der lægges vægt på, at boringer såvel som installationer udføres af autoriseret mandskab og med materialer, der som minimum er godkendt til drikkevandsformål. Dernæst bør myndighederne i større omfang, end det er tilfældet, besigtige det udførte arbejde. Både så det sikres, at det er bygget i overensstemmelse med tilladelsen, men også så der i større grad opbygges en viden og forståelse for anlægget og dets drift. Tilladelsen gives med en række vilkår, som både er gældende i forbindelse med etablering af anlægget, men specielt også under driften. Specielt omkring vilkårene til driften, så bør der i høj grad skeles til den konkrette risikovurdering for anlægget og de elementer, som kan blive påvirket af anlæggets drift. Vilkårene medfører ofte et moniterings- og afrapporteringsforløb med givne intervaller, hvilket ligeledes bør tilpasses den konkrette risikovurdering. Endvidere er det yderst vigtigt, at myn- dighederne forholder sig til de indrapporterede data og rapporter, da anlæggets påvirkning af omgivelserne ellers risikere at øges uden indgriben. Er der behov for planlægning? Specielt i områder, hvor der er mange interesser, kan der være et udtalt behov for planlægning. Det drejer sig både om områder med mange og overlappende drikkevandsinteresser, men også i områder med flere ATES anlæg, forurenede ejendomme, sætningstruede bygninger og ikke mindst, hvor der er naturinteresser. En planlægning vil således kunne lette myndighedernes arbejde og give tryghed for øvrige interesser ikke påvirkes negativt. Modellering ATES Masterplan Som eksempel har Geo fået til Prioritering af områder opgave at arbejde med en masterplan for geoenergi for Forsyning Ballerup. Arbejdet er Screening faseopdelt i en proces, som i sidste ende vil ende op i en samlet masterplan for Forsyning Ballerups interesseområder. Figur 1: Proces for masterplan for geoenergi Med arbejdet er der foreløbigt skabt et overblik over områder, hvor kommunen bør kunne give tilladelse til et ATES anlæg uden store påvirkninger af øvrige interesser, hvor de ikke bør give tilladelse og sidst, men nok vigtigst, områder, hvor der bør stilles høje dokumentationskrav forud for etablering af et ATES anlæg. Figur 1: Udsnit af zoneringkort udført for Forsyning Ballerup (Geo, 2016) Referencer Geo, 2016: ATES Masterplan - Fase 1, Udarbejdet for Forsyning Ballerup ATES I FJERNVARMEFORSYNINGEN Driftsleder Charles W. Hansen Bjerringbro Varmeværk A.m.b.a. [email protected] Bjerringbro Varmeværk ønsker at investere i et nyt ATES anlæg med en forventet årlig lagerkapacitet på op til 20.000 MWh. - Hvad skal det bruges til? - Fremtidens strategi - Hvor skal det placeres? - Udfordringer indtil nu - Samspil med varme og køl - Hvorfor giver det mening? - Andre muligheder - Spørgsmål INDTÆNKNING AF ATES I FREMTIDENS ENERGISYSTEM Chefkonsulent John Flørning Rambøll Energi [email protected] Markedschef Anders Dyrelund Rambøll Energi [email protected] COP21 i Paris blev startskuddet til, at alle nationer vil gøre en indsats for at reducere forbruget af fossile brændsler. Samtidig vokser jordens befolkning og kravet til termisk komfort og pålidelig energi i hastigt voksende storbyer. Den store udfordring bliver at nå de energipolitiske mål for de laveste omkostninger. For at mindske forbruget af fossile brændsler bliver det nødvendigt både at effektivisere samt at skifte til CO2 neutrale energikilder, som desværre normalt er fluktuerende eller af lav kvalitet. Heldigvis giver netop byerne muligheder for at udnytte storskalafordele og etablere smarte omkostningseffektive integrerede energisystemer, der kan udnytte disse energikilder. Fjernvarme og/eller fjernkøling vil således blive en naturlig del af infrastrukturen i alle tætte bymæssige bebyggelser og, sammen med elsystemet og bygningerne, være i stand til at udnytte vigtige storskalafordele. Fjernvarmen og fjernkølingen vil kunne opsamle de lavværdige energikilder og desuden hjælpe el-systemet med at opsamle og lagre den fluktuerende elproduktion fra vind, sol og vandkraft - et ”virtuelt” ellager. EU-direktiverne peger direkte på, at stater og byer skal planlægge for fjernvarme og fjernkøling samt at bygningernes energiforbrug skal reduceres under hensyntagen til, at man kan overføre vedvarende energi via fjernvarme og fjernkøling. EU’s strategi for varme og køling af 16. februar 2016 peger netop på betydningen af et integreret energisystem. Vores egen energilovgivning er foran på varmeområdet, hvilket har givet Danmark en førerposition i verden, men desværre halter den bagefter indenfor køling og byggeri. I fremtidens byggeri bliver der behov for integrerede vandbårne systemer med lavtemperatur varme og højtemperatur køling i centrale integrerede vandbårne systemer. Det er forudsætningen for, at de kan forsynes effektivt, bl.a. med ATES som en del af fjernkølingen eller på bygningsniveau, hvis fjernkøling ikke er mulig. Rambøll og AUC har i Køleplan Danmark 2015 belyst mulighederne for at inddrage fjernkølingen som en del af det smarte energisystem. Vi har estimeret, at det samlede kølebehov i Danmark er 7 GW og 9.500 GWh, hvoraf ca. halvdelen kan etableres som ca. 270 fjernkøleklynger i størrelser fra ca. 2 MW til ca. 50 MW. Fordelen ved fjernkøling i symbiose med fjernvarmen og elsystemet er bl.a.: Reducere kapacitetsbehovet pga. forskellige forbrugsmønstre og trinvis udbygning Reducere kapacitetsbehovet med lastudjævning med køleakkumulator Optimere køleproduktionen i forhold til elprisen med køleakkumulator Udnytte overskudsvarmen fra køl med varmepumpe Etablere kølecentral optimalt i forhold til byen Udnytte ATES til kombineret sæson varme-køle-lager i samspil med varmepumpe (5 i én) Lokalisere ATES mere optimalt i forhold til grundvand Lokalisere ATES optimalt i forhold til at rense forurenet grundvand En væsentlig pointe er at få et optimalt forhold mellem kapaciteten på grundvandskølingen og varmepumpen (typisk 4:6), så overskudsvarmen kan udnyttes de koldeste måneder, hvor varmen er dyrest i fjernvarmen. I Køleplan Danmark anslås, at der kan etableres ca.270 fjernkøleklynger, som så vidt muligt bør baseret på ATES anlæg. Den samlede grundvandskølekapacitet er anslået til 600 MW køl. ATES I DANMARK. STATUS OG PERSPEKTIVER Civilingeniør Stig Niemi Sørensen Enopsol ApS [email protected] Abstract Der er i dag etableret ca. 40 store grundvandskøle- og ATES-anlæg i Danmark i sektorerne industri, bygninger, lufthavne, fjernvarme, servere og hospitaler. Teknologien har for længst vist ”proof of concept”. Indlægget vil give en kort redegørelse med et par udvalgte anlægseksempler. Lagring af varme og kulde fra sommer til vinter og fra vinter til sommer vil få afgørende betydning for den grønne omstilling i Danmark, idet ATES-anlæg er en af de oplagte løsninger, hvor det er muligt at lagre store varme- og kuldemængder over lange tidsrum med beherskede tab. Ved integration i energisystemer til opvarmning og køling kan der opnås betydelige besparelser i primærenergiforbruget til disse formål, hvilket gør det muligt at opnå attraktive tilbagebetalingstider for anlægsinvesteringen. ATES-anlæg er desuden ideelle til omlægning af varmeproduktion fra fossil-baseret til rent el-baseret ved brug af varmepumper. Der vises et beregningseksempel på 100% grøn omstilling af et fjernvarmeværk. Effektiviteten af anlæggene kan imidlertid forøges væsentligt, hvis det i fremtiden bliver tilladt at lagre varme ved en højere temperatur end i dag. Afgiftsstrukturen i Danmark er den væsentligste bremse for udbredelsen af ATES i Danmark og dermed den grønne omstilling. Effekten af ændringer i lovgivning og afgiftsstruktur vises med et eksempel. Indlægget afsluttes med en vurdering af potentialet for ATES i Danmark. Spor 3 Tirsdag 8. marts Undersøgelsesfasen Niveauspecifik prøvetagning Risikovurdering FULDSKALA SAMMENLIGNING AF FORSKELLIGE FELTMETODER TIL FLUXBESTEMMELSE I FORURENET GRUNDVAND Civilingeniør Henriette Kerrn-Jespersen1* Civilingeniør, ph.d. Nina Tuxen1 Professor Poul L. Bjerg2 Ph.d. stud. Vinni Rønde2 CEO Hubert de Jonge3 Professor. Mike Annable4 B.Sc. Trevor Orsono5 Professor John Frederick Devlin5 Teamchef Marianne Plenge Wamborg6 Civilingeniør, ph.d. Søren Dyreborg6 Ekspertisechef Anders G. Christensen6 Civilingeniør Tina Pedersen7 1 Region Hovedstaden, 2DTU Miljø, 3Sorbisense, 4University of Florida, 5 University of Kansas, 6NIRAS, 7Naturstyrelsen *[email protected] Baggrund Forureningsflux har vundet indpas som et supplement til koncentrationsbaserede risikovurderinger af forurenede grunde. Desuden anvendes den i forbindelse med oprensning som et redskab til vurdering af effekten af en afværgeforanstaltning over tid. I dag anvendes oftest fluxberegninger baseret på gradient, hydraulisk ledningsevne samt forureningskoncentrationer i grundvandsprøver fra boringer. Der er usikkerheder forbundet med disse beregninger, hvor især bestemmelse af den hydrauliske ledningsevne giver anledning til betydelig usikkerhed. I de seneste år er forskellige metoder kommet på markedet til bestemmelse af forureningsflux/strømningshastighed, bl.a. Passive Flux Meter (PFM) (Hatfield et al. 2004), Flux Sampler udviklet af Sorbisense, samt Point Velocity Probe (PVP) (Labaky et al. 2007). Disse metoder er interessante alternativer til de traditionelle beregninger; dog er de ikke tidligere blevet sammenlignet side om side. I 2014-2016 er flere PFMer, Flux Samplere samt PVPer installeret i Skuldelev i et velundersøgt transekt beliggende nedstrøms et område stærkt forurenet med chlorerede opløsningsmidler. I dette transekt er der løbende foretaget undersøgelser og traditionelle fluxberegninger fra 2008 (beskrevet i Troldborg et al., 2012) til 2016 (i forbindelse med dette studie). Således giver transektet en unik mulighed for at sammenligne forskellige metoder til bestemmelse af forureningsflux. Formål Formålet med dette studie er at sammenligne forskellige tilgængelige metoder til fluxbestemmelse samt at identificere styrker og svagheder ved disse. Således kan metoderne blive implementeret i det daglige arbejde blandt rådgivere og regioner ved udarbejdelse af risikovurderinger samt evaluering af afværgeforanstaltninger. Metoder og resultater Traditionelle fluxberegninger er baseret på koncentrationsdata fra vandprøver udtaget i traditionelle boringer, en gradient bestemt ud fra potentialekort, samt hydraulisk ledningsevne estimeret fra kornstørrelsesfordelinger. I dette projekt udtages vandprøverne dels fra enkelt filtre og dels med multilevel-samplere. Grundvandshastighed og strømningsretning er målt ved hjælp af PVPer. Med de kemiske vandanalyser beregnes forureningsfluxen. Forureningsflux er målt med henholdsvis Flux Samplere og PFMer. Derudover er strømningsretningen målt med Flux Samplerne. På ATV Vintermødet præsenteres en sammenligning af metoderne til bestemmelse af forureningsflux og strømningsretning. Den endelige rapport vil blive offentliggjort på www.sara.env.dtu.dk Projektet er støttet af Miljøteknologisk Udviklings og Demonstrationsprogram (MUDP), repræsenteret ved Tina Pedersen, Naturstyrelsen. Referencer Hatfield, K., Annable, M.D., Cho, J., Rao, P.S.C., Klammler. H. (2004) A Direct Passive Method for Measuring Water and Contaminant Fluxes in Porous Media. Journal of Contaminant Hydrology, 75(3-4):155-181. Labaky, W., Devlin, J. F., and Gillham, R. W. (2007). Probe for measuring groundwater velocity at the centimeter scale. Environmental Science & Technology, 41(24):8453-8458. Troldborg, Mads; Nowak, Wolfgang; Lange, Ida V.; Santos, Marta C.; Binning, Philip J.; Bjerg, Poul L (2012): Application of Bayesian geostatistics for evaluation of mass discharge uncertainty at contaminated sites. Water Resources Research, VOL. 48, W09535, doi:10.1029/2011WR011785. FORURENING I ET INTERNATIONALT NATURBESKYTTELSESOMRÅDE (KNOPPER ENGE, HARBOØRE TANGE) Civilingeniør, ph.d. Lars Bennedsen Rambøll [email protected] Civilingeniør Anja Melvej og kontorchef Morten Bondgaard, Region Midtjylland Baggrund På Harboøre Tange ligger et Natura2000-område omfattende i alt ca. 1.200 ha. Området med enge, kanaler og søer huser store bestande af bl.a. trækfugle og truede dyrearter og anvendes som rekreativt område af lokalbefolkningen. Området grænser op til både Cheminovas fabriksområde mod øst og den kraftige forurening ved Høfde 42 mod vest, der primært stammer fra Cheminovas produktion af organofosfat-pesticider og kviksølvforbindelser i 1950’erne og 1960’erne. Der er tidligere lavet undersøgelser i Knopper Enge, men påvirkning af miljøet er ikke fuldt belyst. Endvidere er mange af undersøgelserne 10-30 år gamle og det forventes, at nogle forhold kan have ændret sig siden da. Der er derfor behov for at opnå et overblik over forureningssituationen og risiko for miljøet, så Natura2000-området kan forvaltes bedst muligt. Projektet udføres som et teknologiudviklingsprojekt finansieret af Miljøstyrelsen og Region Midtjylland. Formål og strategi Projekt har til formål at identificere beskyttelsesmål, belyse forureningssituationen i Knopper Enge og bidrage til udviklingen af en indledende risikovurdering for Natura2000-området. Projektet skal desuden på et mere overordnet plan medvirke til at belyse, hvordan forurenede Natura2000-områder forvaltes. Efter en omfattende gennemgang af historisk materiale er forureningsforholdene i hele området undersøgt. Arbejdet har bl.a. omfattet udførelse af 96 boringer, indsamling 100 blandeprøver af overfladejord og græs, udtagning af sedimentkerner samt prøvetagning af overfladevand og grundvand i hele området. Mere end 600 prøver er analyseret primært for organophosphater, nedbrydningsprodukter heraf og kviksølv. Der er således fremkommet et stort datagrundlag for vurdering af forureningssituationen og den deraf følgende risiko for miljøet i området. Feltarbejdet er afsluttet i januar 2016. Databehandlingen og afrapportering af resultaterne forventes gennemført i løbet marts 2015. Resultater Resultater viser bl.a., at der over de sidste 20-30 år bl.a. er sket væsentlige ændringer i kviksølvkoncentrationen i græs i hele området, hvilket muliggør en ændret forvaltning af engarealet. De nye undersøgelser har i Natura2000-området påvist et nyt hotspot med meget høje koncentrationer inkl. fri fase parathion i en nu opfyldt kanal. Endvidere er der påvist en kraftig grundvandsforurening fra Cheminovas gamle fabriksgrund helt ud mod lagunesøen. Når alle analyseresultater i løbet af februar 2016 er klar, vil interaktionerne og forureningsspredning mellem forureningskilder, grundvand, overfladevand og sediment blive forsøgt klarlagt. På baggrund heraf udføres risikovurderinger for områdets beskyttelsesmål. I projektet er der opnået erfaringer med planlægning og praktisk udførelse af forureningsundersøgelser, som dækker store naturområder med fokus på at opnå repræsentative data til en risikovurdering for områdets beskyttelsesmål. BETYDNINGEN AF EN DYBTGÅENDE HYDROGEOLOGISK FORSTÅELSE VED AFGRÆNSNINGEN AF EN OMFATTENDE OG STÆRKT DYKKENDE MTBE FANE Seniorgeolog Lars Chr. Larsen1, specialkonsulent Peder Johansen2 Orbicon A/S1, Region Hovedstaden2 [email protected] En benzinstation på Birkerød Kongevej 158 i Nordsjælland, har medført en alvorlig forurening af benzinkomponenter, herunder MtBE i det underliggende sandede grundvandsmagasin. BTEX-komponenter og MtBE er blevet dokumenteret i fanen omkring 150 meter nedstrøms kildeområdet, men MtBE er for nylig blevet observeret i vandforsyningsboringer på to kildepladser i en afstand af 1,8 km og 2,1 km nedstrøms kildeområdet (Sandholm og Ellebæk kildeplads). Undersøgelserne har været igennem flere faser. Indledningsvist blev der etableret en konceptuel model for forureningskilden og spredningsveje derfra. Baseret på den indledende konceptuelle model for området blev der opstillet et undersøgelsesprogram, der bl.a. inkluderede etableringen af et fluxtransekt i det ca. 40 meter tykke, sandede (sekundære) grundvandsmagasin umiddelbart nedstrøms kildeområdet. Efterfølgende viste det sig, at forureningsfanen lå betydeligt dybere og havde spredt videre end forventet. Undersøgelserne blev derfor udvidet gennem flere faser. I den seneste fase, efter etableringen af 47 filtre i 17 boringer med dybder op til 65 meter blev omfanget af MtBE forureningen revurderet. MtBEkoncentrationer centralt i forureningsfanen spænder fra 8000 µg/L (80 meter nedstrøms kildeområdet, 32-35 meter under terræn) til 540 µg/L (150 meter nedstrøms kildeområdet i en dybde på 45 - 48 meter under terræn). Der blev tillige udført hydrogeologiske tests i eksisterende overvågnings- og vandforsyningsboringer. I alt 45 slugtests og en langtidspumpetest i det primære magasin blev udført. Forureningsfanen blev med denne indsats ikke afgrænset nedstrøms kildeområdet. Udførelsen af de hydrauliske tests viste, at der er forskelle i på op til to størrelsesordner for den hydrauliske ledningsevne i et sandmagasin der geologisk beskrives som temmelig homogent mellem til finkornet smeltevandssandsand. Den hydrauliske ledningsevne viser sig at stige med dybden fra i gennemsnit ca. 7 · 10-5 m/s lige under grundvandsspejlet til ca. 4·10-4 m/s 40 m under vandspejlet, nederst i magasinet. Langtidspumpetesten viste, at der ikke kunne observeres hydraulisk kontakt mellem det tykke sekundære sandmagasin og de nærmeste indvindingsboringer tilhørende Birkerød Vandforsynings, der er filtersat i den underliggende kalk. Disse boringer har heller ikke vist indhold af MtBE. Endvidere viste testen, at der er en betydelig potentialeforskel mellem sandmagasinet og det underliggende kalkmagasin på 7 - 8 meter med nedadrettet gradient, selvom de to magasiner kun er adskilt af et 5 meter tykt lerlag, umiddelbart nedstrøms kildeområdet. Ikke mindst som følge af de meget store udgifter til etablering af moniteringsboringer, blev det herefter valgt at ændre undersøgelsesstrategien til vurdering af risikoen for den eksisterende vandindvinding ved at studere nedbrydningen af MtBE og BTEX i de dybere dele af grundvandsmagasinet gennem isotopfraktioneringsanalyser. Det viste sig her, at der ikke skete nedbrydning af MtBE og BTEX i de dybder, hvor forureningsfanen fandtes. Der blev udarbejdet en revideret konceptuel model, hvor potentialeforholdene blev forklaret ved et adskillende lerlag mellem kalk- og sandmagasinet, snarere en den tidligere opfattelse, hvor potentialeforholdene blev forklaret ved istektonisk flagedannelse med lerlag i sandmagasinet. Denne model forklarer også, hvorfor de nærmestliggende indvindingsboringer ved Birkerød Vandværks kildeplads ikke er påvirkede af forureningen, mens de fjernereliggende indvindingsboringer ved Sandholm Kildeplads tilsyneladende er påvirket. Ved Sandholm Kildeplads findes det adskillende lerlag ikke. Ved den senest monitering af forureningsfanen i oktober 2015, blev analyser af kulbrinter og MtBE, suppleret med analyser af chlorerede opløsningsmidler. Dette viste en ofte upåagtet problemstilling i forbindelse med undersøgelser omkring benzinstationer, nemlig et indhold af 1,2-dichlorethan (op til en faktor 16 over Miljøstyrelsens grundvandskriterium), der tidligere, sammen med 1,2-dibromethan (som ikke blev påvist), blev anvendt som tilsætningsstof til blyholdig benzin. Funktion var som såkaldt ”scavengers”. De hidtidige undersøgelserne indikerer stærkt, at MtBE observeret i vandindvindingsboringer 1,8 km nedstrøms på Sandholm Kildeplads stammer fra servicestationen på Birkerød Kongevej 158, mens MtBE-forureningen af tidligere vandindvindingsboringer ved Ellebæk Vandværk 2,1 km nedstrøms, måske snarere skyldes en tilsvarende forurening på en anden servicestation på Kongevejen 5 i Allerød. Isotopanalyserne indikerer, at en forureningsfane med en længde på op mod 2 km nedstrøms en benzinforurening ikke er urealistisk. Strømningsvejen fra kildeområdet til indvindingsboringerne er imidlertid endnu ikke helt forstået. ERFARINGER MED KARAKTERISERING AF MEGET OMFATTENDE PCE/TCE FORURENING VED BRUG AF MULTI LEVEL SAMPLERE (CMT) OG KERNEPRØVER Ekspertisechef Anders G. Christensen NIRAS A/S [email protected] Baggrund På en forureningssag i Lundtofte (tidl. produktion af hårde hvidevarer ) har der været et massivt spild af PCE og TCE. Afgrænsning af forureningen pågår. Forureningen har givet anledning til en stor poreluftforurening (den horisontale udbredelse er over 1,5 km2, i koncentrationer på op til 2 g/m3), i en ca. 18 m tyk umættet zone samt en vandforurening i det sekundære magasin fra omkring 18 – 47 m u.t. (op til 11.000 µg/l). I det sekundære magasin er der påvist en afsmitning til indlejrede silt- og lerlag i formationen med jordkoncentration på op mod 5 mg/kg TS. Jordforurening i disse lavpermeable lag er påvist i en afstand af mere end 300 m fra kildeområderne. Når forurening fra kildeområder er spredt over stor dybde i et magasin, kan det være svært at få et overblik over forureningsudbredelsen med traditionel filtersætning, hvor der kun etableres et par filtre pr. boring. Niveauspecifik vandprøvetagning med GeoProbe sonderinger er ligeledes en udfordring, når der er tale om stor dybde og en geologi bestående af bl.a. siltlag. Udførte undersøgelser På nærværende lokalitet er der udført snegle/sandspandsboringer med CMT-filtersætning (7 kanals filtre), som har medført en bedre beskrivelse af fanens vertikale udbredelse, og tydeliggjort at fanen er spredt horisontalt i forskellige niveauer. Der er udtaget kerneprøver af sand/silt lag i det sekundære magasin samt i bunden af magasinet i toppen af lerformationen (ca. 45 m u.t.). I kerneprøverne i lerformationen er jordprøver analyseret med en opløsning på ca. 10 cm. De mange niveauer af vandprøver i hver boring har gjort det muligt at beskrive forureningsfanen og har vist, at forureningen er trængt ned til forskellige dybder i kildeområderne, hvorefter de er spredt horisontalt. Nedstrøms kilderområderne er fanerne således påvist i forskellige dybder (midt eller bund af magasin), og færre vandprøver over dybden kunne have medført en fejltolkning mht. afgrænsning. Denne dybe vandforurening har medført en afsmitning til ler formationen under det højpermeable lag, og efterladt en markant masse af forurening i stor dybde (min. 40 kg , 38 – 45 m u.t.), som er afgørende for senere valg af og succes med en oprensningsmetode. Disse resultater kan anvendes i diskussionen om tilbagediffusion og forurenings historik. Tidshorisont Endelig afgrænsning af fanen i det sekundære og primære magasin foreligger først i 2016, men der er på nuværende tidspunkt tilstrækkeligt med resultater til at diskutere de beskrevne emner. ERFARINGER MED NIVEAUSPECIFIK VANDPRØVETAGNING – FORSKELLIGE METODERS FORDELE/ULEMPER OG DATAKVALITET Civilingeniør Mads Georg Møller Orbicon A/S msgm@orbicon Pernille Palstrøm, Lars Larsen, Trine Skov Jepsen og Thomas H. Larsen, Orbicon A/S Anna Toft, Kim Sørensen og Nancy Hamburger, Region Hovedstaden I forbindelse med videregående forureningsundersøgelser er der ofte brug for både en vertikal og horisontal afgrænsning af kildeområdet såvel som i forureningsfanen, da denne afgrænsning sammen med hydrauliske data skal anvendes til at faslægge massestrømme ud af kildeområdet såvel som i forureningsfanen. Bestemmelse af massestrømmene er afgørende viden for at kunne foretage en robust risikovurdering, og de eventuelle videre tiltag over for forureningen. Ved afgrænsningen af forurening i kildeområde og fane er udtagning af vandprøver et helt centralt undersøgelseselement. Eftersom denne vandprøvetagning kan foretages på mange forskellige måder og med meget forskelligt udstyr, er det ved planlægningen af undersøgelsesstrategien væsentligt at gøre sig klart, om der er nogen metoder og noget udstyr, der er bedre end andet i forhold til bl.a. de aktuelle geologiske og hydrogeologiske forhold. Hvad er fordele og ulemper ved anvendelse af de forskellige metoder og udstyr? Vi har i gennem de seneste år afprøvet en række forskellige filtersætnings- og prøvetagningsmetoder. På nogle lokaliteter er der udført en eller flere forskellige slags filtersætninger og/eller anvendt forskellige prøvetagningsteknikker. Eksempelvis er der anvendt CMT filtre, midlertidig filtersætning med Direct Push, traditionelle korte og længere filtre og midlertidig niveauspecifikke filtersætninger under traditionelt borearbejde. Desuden er der udført vandprøvetagning ved forskellige pumperater, pumpetyper, volumener af forpumpning og passiv sampling med eksempelvis Snap-samplere og fluxsamplere. Ved sammenstilling af resultater fra forskellige metoder har vi belyst nogle af de usikkerheder, der er forbundet med dataindsamlingen. Vi har endvidere listet fordele og ulemper samt praktiske erfaringer og udfordringer ved anvendelse de forskellige metoder. I det følgende er der nævnt eksempler fra denne vurdering og sammenholdelse af metoderne: • Der er praktiske udfordringer ved anvendelse af Snap-samlere som skal håndteres, og der er forhold omkring evt. vertikal transport i boringen, der skal vurderes. • Vandprøvetagning i CMT filtre indikerer generelt lavere niveauer end prøvetagning i korte traditionelle filtre, men CMT filtre kan give større viden om den vertikal forureningsfordeling. • Det er vanskeligt at foretage renpumpning ved CMT filtre, hvis der er en stor umættet zone over magasinet • Der er gode erfaringer med udtagning af niveauspecifikke vandprøver ved midlertidig filtersætning i traditionelle boringer. Der opnås viden om den vertikale forureningsfordeling og eventuelle ændringer i grundvandspotentialet (opadrettet/nedadrettet gradienter). • Forskelle i forpumpningsflow og -mængde indikerer, at forurening i særlige tilfælde er trukket mellem filtre. Den samlede konklusion er, at alle elementer, der indgår i planlægning og udførsel af vandprøvetagning, bør overvejes grundigt i forhold til de svar, man ønsker fra vandprøverne. Metoderne kan således bruges til noget forskelligt, ligesom den praktiske udførsel betyder meget for dataindsamlingen. Ved sammenstilling af data og brug i risikovurderinger, bør ovennævnte forhold overvejes og indtænkes i vurderingerne. GEOFYSISK BOREHULSLOGGING OVERBLIK OG BESKRIVELSE AF FORSKELLIGE LOGGINGMETODER Geofysiker Rémi Chalmas Geo [email protected] Borehulslogging er en geofysisk undersøgelse, der foregår ved nedsænkning af sonder/ måleinstrumenter i et borehul. Herved måles forskellige fysiske parametre, som ved en fortolkning kan karakterisere de gennemborede jordlag og deres typiske egenskaber. Borehulslogging anvendes i grundvandskortlægningen primært til lithologisk tolkning, stratigrafisk korrelation, bestemmelse af vandkvalitet, kortlægning af porøsitet, sprækker og indstrømningsmønstre og korrelation med seismiske data. Andre anvendelser i forbindelse med f.eks. indvindings- eller undersøgelsesboringer kan blandt andet være verifikation af boringsudbygning og filtersætning, lokalisering af utætheder i forerør, tilstand af filter og forureningsudbredelse. På baggrund af borehulslogging kan endvidere udtagning af niveauspecifikke prøver fra boringer med eller uden filtre udføres, særligt i form af orienterende prøver på vandkvalitet i bestemte niveauer i en boring. De niveauspecifikke vandprøver kan udtages vha. et system bestående af pakker og en udtagningspumpe i åbne borehuller, mens man vil benytte Heat Pulse-teknik i filtersatte boringer, hvor metoden bygger på anvendelse af tre dykpumper og en Heat pulse flowmeter sonde. Den nederste og den øverste pumpe danner et vandskel, og ved vandprøvetagningen udtages prøven med den midterste pumpe, som placeres i vandskellet i den ønskede dybde i samme niveau som flow-måleren. Ved at udtage vandprøver i vandskellet opnår man, at det oppumpede vand kommer fra en bestemt og kendt dybde. Signalet (varmepulsen) fra flow-måleren bruges til at styre pumpeydelsen fra den øverste og den nederste pumpe, så vandskellet opstår, hvor det ønskes. GRUNDRISK – NY BEREGNINGSMODEL TIL RISIKOVURDERING AF GRUNDVANDSTRUENDE FORURENINGER Videnskabelig assisten Louise Rosenberg Seniorforsker Gitte L. Søndergaard, Professor Philip J. Binning & Professor Poul L. Bjerg DTU Miljø Civilingeniør Jens Aabling Miljøstyrelsen, Enhed for Jord og Affald [email protected] Miljøstyrelsen har iværksat et udviklingsprojekt kaldet GrundRisk sammen med DTU Miljø for at forbedre de samlede metoder til risikovurdering af grundvandstruende forureninger i Danmark. I dag anvendes JAGG-modellen til at vurdere, hvorvidt en punktkildeforurening udgør en potentiel grundvandstrussel ved at give et estimat på grundvandskoncentrationen i et kontrolpunkt. JAGG baserer sig på en simpel opblandings/fortyndingsmodel, og modellen tager ikke højde for spredningen af en grundvandsforurening i 3 dimensioner. ”GrundRisk” er en ny analytisk grundvandsmodel, der kan benyttes til risikovurdering af forurenede grunde. Denne model skal vurdere forureningsspredningen i grundvand nedstrøms grunden ved at beskrive spredning via dispersion i tre dimensioner. Modellen inkluderer nedbrydning, både for enkeltstoffer og nedbrydningskæder (relevant for bl.a. chlorerede opløsningsmidler) samt infiltration over forureningsfanen. Effekten af spredning i 3 dimensioner, nedbrydning, placering af kontrolpunktet og centrale modelparametre er gennem projektet blevet undersøgt. Den nye analytiske beregningsmodel gør det muligt at simulere en fluxbaseret nedsivning fra en forurenet grund. Forureningsfluxen bestemmes gennem en horisontal infiltrationszone ud fra nettoinfiltration, det forurenede areal og koncentration af forureningen (se figur 1). Videre er det muligt at medtage infiltrationen over forureningsfanen, og modellen kan således beskrive, hvordan forureningsfanen bliver trykket ned. Modellen er afprøvet på ni forurenede testlokaliteter, som repræsenterer forskellige geologiske forhold i Danmark, samt de hyppigst forekommende grundvandsforureninger (chlorerede opløsningsmidler, pesticider, MTBE og BTEX’er). Ved at inkludere nedbrydningen er det videre muligt at opnå et resultat, der er mere virkelighedsnært, og i tilfældet af sekventiel nedbrydning ses en stor påvirkning på de(n) resulterende grundvandskoncentration(er) af datterproduktet(erne). Videre er det også vist, at placeringen af kontrolpunktet har en stor betydning for grundvandkoncentrationen, og dermed resultatet af risikovurderingen. I projektet er der på baggrund af resultater og anden praksis benyttet et kontrolpunkt placeret i centerlinjen 100 m fra den nedstrøms kant af forureningskilden. Ligeledes er det vist, at når infiltrationen over forureningsfanen medtages har dette en reducerende effekt på den resulterende koncentration i kontrolpunktet, og giver en større forurenet dybde, end hvis ikke infiltration medtages. Der er i projektet blevet udviklet en model, der beskriver 3-dimensionel transport og (sekventiel) nedbrydning i grundvand, som kan benyttes til risikovurdering af forurenede grunde. Forureningsflux = C0∙I∙A Denne model er mindre konservativ end JAGG, da spredningen i JAGG blot antages at ske i én dimension. Overflade surface z Forureningskilde y Vandspejl x Ly Forureningsfane L Moniteringsboring x Grundvandsmagasin Grundvandsstrømning Figur 1: Konceptuel figur af grundvandsmodellens opstilling. Forureningen af grundvandet sker gennem et areal med en given koncentration, og spredes i grundvandet i tre dimensioner. Videre trykkes forureningsfanen ned i grundvandsmagasinet via infiltration. RISIKOVURDERING – FLERE METODER SAMME RESULTAT Thomas Hauerberg Larsen Orbicon A/S Anna Toft Region Hovedstaden [email protected] Orbicon har for Region Hovedstaden udført en række undersøgelser og vurderinger af både en forureningskilde og -fane med primært TCE, der stammer fra spild i forbindelse med affedtning på et cadmieringsanlæg anvendt til bl.a. produktion af fly- og våbendele. Herudover har der været oplag/affald, der har bidraget til TCE forureningen. Hovedkilden blev fjernet ved afgravning og ventilation af den umættede zone i 2013, så det udelukkende er restforureningen i fanen, der er blevet vurderet i denne forbindelse. Lokaliteten er beliggende i Søndersødalen tæt på Søsum på en bakke omgivet af vandløbsdale. Den geologiske situation i området er relativt kompleks. Under en øvre sandet dæklagsmoræne på 8-10 meters tykkelse træffes udbredte sandlag, der stedvis er adskilt af tyndere moræneforekomster. I ca. 60 meters dybde træffes prækvarteroverfladen i form af danienkalk. Sandlagene udgør den øvre del af det primære magasin i området. Fra logs kan det ses, at modenheden af sedimentet varierer over dybden. De dybeste dele af sedimentet har generelt de højeste gamma udslag, sandsynligvis fra kaliumindholdet. Den allerdybeste del af sandet umiddelbart over kalken er ligeledes karakteriseret ved at have et højt indhold af grus/sten, der danner en højtransmissiv zone på 1-2 meters tykkelse inden overgangen til kalken. Kalken har generelt en lavere transmissivitet end gruset. Transmissiviteten/hydraulisk ledningsevne er målt både ved slug- og pumpetest på ejendommen og andre steder i omegnen. Vandspejlet træffes ca. 15 m u.t., så den mættede del af sandet er ca. 45 m tykt. Den overordnede strømningsretning i området er sydvestlig. Lokalt på ejendommen er den horisontale gradient beskeden, da lokaliteten ligger forholdsvis tæt på vandskellet. Samtidig er magasinets samlede mægtighed høj. På grund af nærheden til vandskellet, bakkestrukturens geologi i området og indvinding i dybere dele af kalken længere nedstrøms er der observeret en meget kraftig nedadrettet gradient på ejendommen. I omkring 50-75 m afstand fra kildeområdet kan spredning af opløste komponenter observeres ned til omkring 50 m under terræn og i ca. 100 m afstand er TCE forureningen nået ned i den højtransmissive zone over kalken, ca. 60 m under terræn. Ca. 300 m fra kilden kan der på nuværende tidspunkt ikke detekteres TCE. Den højtransmissive zone kan følges i boringer i strømningsretningen frem til den forventede receptor for det meste af vandet: Værebro Kildeplads. Kildepladsen har over en 10 årig periode i gennemsnit indvundet ca. 1,5 mill m³ om året. Gradienten øges nedstrøms, så strømningshastigheden øges ligeledes tættere på indvindingen. I forhold til vurdering af risici ved fanen er der anvendt en række forskellige opgørelser og værktøjer: Masseopgørelse. Den samlede TCE mængde, der er tilstede i faneområdet er opgjort med to uafhængige metoder, dels er der estimeret en masse på baggrund af vand, jordprøver og horisontal og vertikal udbredelse, og dels er der udført en modellering af kildefunktionen med JAGG2 umættet transport modulet og andre simple regnearksmetoder i kombination med viden om alderen på kilden og kildestyrken fra kilden, som den så ud umiddelbart inden indsatsen over for denne. Massestrømmen gennem et transekt ca. 100 m nedstrøms kilden er bestemt ved forskellige interpolationsmetoder, herunder anvendelse af ”Mass Flux Toolkit”. De forskellige metoder er anvendt til visualisering og vurdering af, hvilken usikkerhed, der er knyttet til bestemmelsen af massestrømmen. Massestrømmen i transektet er vurderet i forhold til opholdstiden fra kildeområdet. Nedbrydningsforhold. Redoxforhold og målinger af kemisk sammensætning i prøverne i området og på den nedstrøms beliggende kildeplads indgået i vurderingen af den potentielle nedbrydning. Geologi og hydrogeologi for området nedstrøms nærområdet ved kilden er anvendt i forhold til fortolkning af den forventede strømningshastighed og opholdstidstid i systemet inden en evt. påvirkning kan forventes på kildepladsen. Simple opblandingsmodeller er anvendt til et indledende skøn over den maksimale påvirkning af kildepladsen. Koncentrationen og massestrømmen, der når frem til kildepladsen, er vurderet ved anvendelse af en 1 dimensionel analytisk transportmodel. Som input er anvendt den gennemsnitlige strømningshastighed i systemet og den forventede sorption/nedbrydning under transporten. Effekten af afskæringen af kilden er undersøgt på baggrund af forskellige værdier af dispersionen. Den samlede analyse viser, at der er en risiko ved forureningen for kildepladsen på langt sigt under de forhold, der tilsyneladende gælder for transporten. Analysen af koncentration og hydraulisk ledningsevne i transektet nedstrøms kilden viser, at der strømmer 2-8 kg TCE igennem om året, med den mest sandsynlige massestrøm omkring 4-5 kg/år. Der er kun observeret svagt reducerede forhold (lavt nitrat og lavt ilt) i det dybere grus/sandlag, og kun ganske lidt DCE. Dispersion og sorption reducer formentlig massestrømmen med omkring en faktor 2 ved kildepladsen i forhold til kilden, svarende til at den maksimale massestrøm ved kildepladsen bliver 2-3 kg TCE/år. Varigheden hvor grundvandskvalitetskriteriet overskrides er vurderet til at være 20-30 år. Den største usikkerhed, der er knyttet til analysen, er hvorvidt forudsætningen om manglende nedbrydning gælder hele vejen ud igennem systemet. De geologiske og geokemiske forhold er, baseret på boreprofiler og vandprøver, rimeligt identiske med nærområdet ved kilden. Dette taler for, at forudsætningen om manglende nedbrydning er rimelig korrekt. Relativt små fjernelsesrater vil dog på grund af en lang opholdstid i systemet reducere massestrømmen, der når frem til kildepladsen betydeligt, og dermed påvirke risikovurderingen kraftigt. I forhold til nedbrydning er det ligeledes vigtigt at pointere, at hvis ikke der er tale om en komplet mineralisering kan der ske ophobning af nedbrydningsprodukter, eksempelvis vinylchlorid, der kan være et større problem end TCE. Hvis man vælger at se tiden an i forhold til, om nedbrydning har større betydning nedstrøms, og dermed ikke griber ind med en afværgeløsning inden for en kortere tidshorisont, vil TCE brede sig yderligere i alle retninger, og det påvirkede jord/vandvolumen øges, såfremt en betydende mineralisering ikke indtræder. Dette vil også betyde en meromkostning i forhold til et indgreb på nuværende tidspunkt. METODIK FOR EVALUERING AF RISIKOVURDERING AF VIDEREGÅENDE UNDERSØGELSER OG AFVÆRGE Chefkonsulent Henrik Jannerup Region Sjælland [email protected] Civilingeniør Mads Georg Møller, Orbicion A/S, [email protected] Civilingeniør, ph.d. Katerina Tsitonaki, Orbicon A/S, [email protected] Civilingeniør Ellen Stærk Nicolaisen, Orbicon A/S, [email protected] Civilingeniør Jens Aabling, Miljøstyrelsen, [email protected] Amterne – og siden 2007 regionerne – har gennem 25 år undersøgt og oprenset forurenede grunde, som kan udgøre en trussel mod grundvandet. Indsatsen har betydet, at mange grunde med høj grundvandsrisiko er håndteret. Det må derfor formodes, at der i fremover vil være en større andel af grunde med lav til mellem grundvandsrisiko, som skal håndteres. Dette betyder, at der som led i den offentlige indsats efter jordforureningsloven bliver behov for at risikokategorisere forureningerne på en mere nuanceret måde, så den videre indsats (f.eks. ingen indsats, tidsbegrænset monitering eller afværge) står mål med forureningens samlede risiko over for grundvandet. Risikovurdering er en samlet vurdering af konsekvens og sandsynlighed. I dag foretages vurderingen af konsekvensen for grundvandet med JAGG, fluxbetragtninger eller lokalspecifikke modeller, og det er ofte vurderingen af konsekvensen, som danner baggrund for risikovurderingen. Sandsynligheden for, at den beregnede konsekvens indtræffer, er ofte ikke en del af konklusionen. Metodikken indeholder en vurdering af styrken af undersøgelsesparametrene samt en systematisk sammenligning af de konsekvenser, som beregnes i forhold til grundvandsressourcen og konkret vandindvinding. Parametrene og konsekvenserne vurderes først med baggrund i 4 afgrænsede områder/præmisser: 1) viden/målinger i kildeområdet, 2) viden/målinger i førstkommende betydende magasin, 3) viden/målinger i primært magasin samt 4) viden/målinger i indvindingsboringer. Til sidst foretages en samlet vurdering af udvalgte parametre og konsekvensvurderinger foretaget i forhold til de 4 afgrænsede områder/præmisser. Sandsynligheden håndteres ved en systematisk og kvalitativ vurdering af de parametre, som indgår i konsekvensvurderingen, idet det for de mest betydende parametre vurderes om de er fastsat hhv. sikkert eller usikkert. Metodikken leder til en samlet vurdering af om vurderingerne er sikre/til den sikre side eller om vurderingerne er usikre. Metodikken er rettet mod forureninger med sort vidensniveau svarende til en videregående undersøgelse eller ved revurdering af en afværgesag. Vidensniveauet ved indledende grundvandsundersøgelser vil være for lavt til at benytte metodikken. Spor 4 Tirsdag 8. marts Fagsession 2: Metanreduktion med Biocovers – status og erfaringer OVERBLIK OVER MÅLEMETODER TIL BESTEMMELSE AF METANEMISSION FRA DEPONIER Lektor Charlotte Scheutz PhD Jacob Mønster Docent Peter Kjeldsen DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet [email protected] I løbet af de sidste 10-15 år har der været en væsentlig interesse i at udvikle, teste, og demonstrere anvendeligheden af forskellige målemetoder til at kvantificere emissionen af metan fra deponier. Der findes således i dag flere målemetoder, der kan anvendes, men der er i øjeblikket ikke en bestemt metode, der internationalt er bredt anerkendt som den foretrukne metode til at måle den gennemsnitlige emission af metan fra deponier. Endvidere er kun få af metoderne kommercielt tilgængelige, og kun i en håndfuld lande. Den største udfordring ved at måle emissionen af metan fra deponier er en ofte høj rumlig og tidsmæssig variation i metanemissionen, i kombination med størrelsen af et moderne deponi (5-20 ha). Metanemissionen kan således variere med op til flere størrelsesordner inden for få meter på grund af inhomogeniteter i afdækningslaget så som revner og huller, der fører til metan-hotspots. Flere studier har antydet, at en væsentlig del (50-75%) af den samlede emission sker fra en meget lille del af deponiets samlede overflade (<1%) domineret af hotspots. Den tidmæssige variation i metanemissionen er ofte forårsaget af ændringer i det atmosfæriske tryk. F.eks. kan et fald i det atmosfæriske tryk inden for relativt få timer kan føre til en væsentlig stigning i metanemissionen. Den optimale målemetode til kvantificering af metanemissionen fra deponier må nødvendigvis være en metode, der kan håndtere både den store rumlige og tidslige variation i emissionen. Metoderne adskiller sig først og fremmest fra hinanden ved størrelsen af det areal, som den målte emission repræsenterer. Figur 1 giver et overblik over de forskellige målemetoder. Princippet bag målemetoderne er detaljeret beskrevet i en rapport fra Miljøstyrelsen (Kjeldsen & Scheutz, 2015), hvor fordele og ulemper ved de forskellige metoder også er diskuteret. Af figuren fremgår, at arealet, hvorfra emissionen bestemmes, er meget forskelligt for de forskellige metoder. Nogle metoder, så som fluxkammermetoden, kvantificerer emissionen fra en ganske lille del af deponiets overflade, og ud fra en emissionsfaktor for denne overflade, beregnes den samlede emission fra deponiet. Andre metoder er baseret på kvantificering af den samlede metanemission fra deponiet. Grundet den store rumlige variation i emissionen vil det ofte være meget unøjagtigt at beregne en totalemission ud fra en emissionsfaktor, der kun er repræsentativ for et mindre område. Anvendelse af f.eks. fluxkamre vil ofte føre til en væsentlig underestimering af totalemissionen, og kan derfor ikke anbefales til at bestemme totalemissioner fra deponier (Kjeldsen & Scheutz, 2015). Metoder som mikrometeorologiske metoder (Eddykovarians- og 1D-massebalancemetoden) og radialfanemåling har lignende problemer, da de ligeledes kun måler emissionen fra en mindre del af deponiet. For disse metoder gælder endvidere, at det er svært at bestemme præcist, hvilket område emissionen repræsenterer (både placering og størrelse), og det er dermed svært at beregne en emissionsfaktor. Andre metoder er baseret på kvantificering af den samlede metanemission fra deponiet. En sådan metode er sporgasdispersionsmetoden. DTU Miljø har udviklet en mobil analyseplatform, der kan udføre målinger af metan og sporgas i ppb-niveau, hvilket er afgørende for at kunne anvende metoden. Metoden vurderes som værende den mest nøjagtige, og er blevet anvendt til at kvantificere emissionen fra en række svenske, amerikanske og danske deponier (Mønster et al. 2015). Metoden er fornyligt valideret i et dansk studie, hvor der blev etableret en kendt kontrolleret udledning af metan, som blev kvantificeret ved hjælp af sporgasdispersions-metoden (Mønster et al. 2014). Resultaterne viste, at emissionen kan bestemmes ned til 1 kg/t og med en usikkerhed på ca. 10%, når der er optimale forhold som gode kørbare veje og vejrforhold (Mønster et al. 2014). Danske studier har endvidere vist, hvordan metoden kan bruges til at kvantificere emissionen fra individuelle kilder på deponiet, det være sig individuelle celler, eller fra komposteringsanlæg på pladsen (Scheutz et al., 2011; Mønster et al., 2015). Metodens begrænsning ligger i, at emissionen kun måles over et relativt kort tidsinterval, oftest 4-6 timer. Med undtagelse af de mikrometeorologiske metoder har de fleste af metoderne tilsvarende begrænsning, når det kommer til at måle den tidslige variation i emissionen. Figur 1. Overblik over forskellige metoder til måling af metanemission fra deponier. Af figuren fremgår, at arealet, hvorfra emissionen bestemmes, er meget forskelligt for de forskellige metoder. Scheutz, C., Samuelsson, J., Fredenslund, A.M., Kjeldsen, P. 2011. Quantification of multiple methane emission sources at landfills using a double tracer approach. Waste Management, 31, 1009-1017. Mønster, J., Samuelsson, J., Kjeldsen, P., Scheutz, C. 2015. Quantification of methane emission from 15 Danish landfills using mobile tracer dispersion method. Waste Management, 35, 177–186. Mønster, J., Samuelsson, J., Kjeldsen, P., Rella, C.W., Scheutz, C. 2014. Quantifying methane emission from fugitive sources by combining tracer release and downwind measurements – a sensitivity analysis based on multiple field surveys. Waste Management, 34, 1416–28. Kjeldsen, P., Scheutz, C. 2015. Håndbog i monitering af gasemission fra danske affaldsdeponier. Miljøstyrelsen. Miljøprojekt nr. 1646. ISBN: 978-87-93283-69-5. SPORGASMETODEN – ERFARINGER OG USIKKERHEDER PhD Jacob Mønster Lektor Charlotte Scheutz FORCE Technology & DTU Miljø [email protected] Metanemissionen fra deponier og andre diffuse kilder kan være vanskelig at kvantificere. Mange forskellige metoder har igennem tiden været brugt til at estimere hvor meget metan, der slipper ud til atmosfæren fra deponier. En af de mest lovende metoder er sporgasdispersionsmetoden, også kaldet sporgasmetoden. Sporgasmetoden bliver i dag i stigende grad anvendt til grønne regnskaber, national emissionsindrapportering eller dokumentation af implementering af imødegåelsesteknologier f.eks. gasopsamling, biocovers mm. Metoden kom frem for mange år siden, men udviklingen af mere stabile og præcise analytiske instrumenter har i dag gjort det muligt at kvantificere diffuse udslip af gasser langt hurtigere og bedre med sporgasmetoden (Scheutz et al., 2011, Mønster et al., 2014). Teorien bag metoden er, at gasser med lang atmosfærisk levetid vil transporteres og opblandes ens i atmosfæren. Ved at udlede en kendt mængde sporgas på et deponi og efterfølgende måle koncentrationerne af metan og sporgas nedvinds fra deponiet, kan man således regne tilbage og finde den totale emission af metan fra deponiet. Et eksempel på en måling nedvinds et deponi er vist i Figur 1. I Danmark er metoden implementeret og videreudviklet på DTU Miljø og anvendt til at måle på en lang række danske deponier (Mønster et al., 2015) samt på et mindre antal deponier i England (Innocenti et al., 2016). Efterfølgende er der indgået et samarbejde imellem DTU Miljø og FORCE Technology, hvor målet er en videreudvikling, standardisering samt kommercialisering af metoden. Figur 1. Den relative koncentration af metan (rød) og sporgas (gul) nedvinds fra et deponi ved frigivelse af sporgas (gule trekanter) på deponiets overflade Erfaringerne fra de mange målinger i Danmark samt tilsvarende studier i USA (Foster-Witting et al., 2015) viser, at den dynamiske sporgas metode er en hurtig og effektiv metode til at kvantificere metanudslip fra deponier. For at opnå repræsentative og valide måleresultater skal man imidlertid i forbindelse med planlægningen og udførelsen af målingen tage en række faktorer i betragtning. Disse faktorer omfatter de meteorologiske forhold, deponiets tilstand, de fysiske forhold på og omkring deponiet, samt eventuelle andre metankilder på og omkring deponiet. Summen af disse faktorer kan påvirke måleresultatet og medfører dermed en vis usikkerhed på målingerne. Oplægget ved ATV’s vintermøde vil give et overblik over den opsamlede erfaring med usikkerhedsgivende faktorer samt, hvordan man på nuværende tidspunkt bedst kan minimere den samlede usikkerhed på totalmålinger af metan fra deponier med sporgasmetoden. Referencer Foster-Wittig, T. A., Thoma, E. D., Green, R. B., Hater, G. R., Swan, N. D., & Chanton, J. P. (2015). Development of a mobile tracer correlation method for assessment of air emissions from landfills and other area sources. Atmospheric Environment, 102, 323–330. Mønster, J. G., Samuelsson, J., Kjeldsen, P., Rella, C. W., & Scheutz, C. (2014). Quantifying methane emission from fugitive sources by combining tracer release and downwind measurements - A sensitivity analysis based on multiple field surveys. Waste Management, 34(8), 1416–1428. Mønster, J., Samuelsson, J., Kjeldsen, P., & Scheutz, C. (2015). Quantification of methane emissions from 15 Danish landfills using the mobile tracer dispersion method. Waste Management, 35, 177–186. F Innocenti, R A Robinson, T D Gardiner, A J Finlayson, A Connor, J Few, Scheutz, C. & Mønster, J (2016). Landfill Methane Measurement Methods. Report, In press Scheutz, C., Samuelsson, J., Fredenslund, a M., & Kjeldsen, P. (2011). Quantification of multiple methane emission sources at landfills using a double tracer technique. Waste Management, 31(5), 1009–1017. KORTLÆGNING AF METANEMISSION FRA AFFALDSDEPONIER OG LOSSEPLADSER FORUD FOR ETABLERING AF BIOCOVERS – ERFARINGER OG UDFORDRINGER Civilingeniør Malene Tørnqvist Front NIRAS A/S [email protected] Baggrund og formål Der findes ca. 3000 helt eller delvist slutafdækkede affaldsdeponier og lossepladser i Danmark. I forbindelse med den mikrobielle nedbrydning af organisk affald produceres deponigas indeholdende metan, som er en kraftig drivhusgas, der bidrager til klimaforandringer. Som en del af Folketingets klimaplan og med det formål at reducere udledningen af metan til atmosfæren fra danske deponier er der afsat ca. 180 mio. kr. i tilskudsmidler til etablering af biocoversystemer - den såkaldte biocoverordning. Miljøstyrelsen har i sommeren 2015 forud for lanceringen af biocoverordningen igangsat pilotprojekter med udførelse af baselineundersøgelser samt potentielt projektering og etablering af biocoverløsninger på syv udvalgte deponier. Som led i den første del af pilotprojektet har NIRAS i samarbejde med DTU udført baselineundersøgelser af emissionen af metan fra tre deponier. Formålet med baselineundersøgelserne har været at kortlægge metanemissionen og afklare i hvilket omfang og i hvilke områder, det vil være relevant at etablere biocoversystemer på de undersøgte deponier. Undersøgelser og kortlægning af metanemission fra deponier er udfordret af deponiernes størrelse og topografi samt den store rumlige og tidslige variation i metanemissionen. Formålet har derfor også været – som en del af Miljøstyrelsens pilotprojekt – at indsamle og videregive erfaringer dels med kortlægning af metanemission fra deponier og dels med at anvende resultaterne som beslutningsgrundlag for projektering og etablering af biocoversystemer. Metode NIRAS har i samarbejde med DTU udført baselineundersøgelser på to kontrollerede affaldsdeponier samt en ældre ukontrolleret losseplads. Baselineundersøgelserne har omfattet dels en kvantificering af den samlede emission af metan ved brug af sporgasdispersionsmetoden (udført af DTU) og dels overfladescreeninger med FID-måleudstyr (udført af NIRAS). På hvert af de tre deponier er der udført minimum én måling af totalemissionen af metan, samt udført FID-screeninger med registrering af måleværdier i mere end 5000 målepunkter lige over jordoverfladen samt over og omkring fysiske installationer (boringer, brønde mv.). FID-screeningerne er udført med håndholdt udstyr og som udgangspunkt langs spor med en indbyrdes afstand på 5-10 meter. Derudover har DTU i forbindelse med totalmålingerne udført screening af metanindholdet i luften ca. 2 meter over terræn på interne og nærliggende køreveje ved brug af fintfølende Picarro-måleudstyr. Resultater Overordnet set bekræfter resultaterne og erfaringerne fra baselineundersøgelserne, at kortlægning af metanemission fra deponier kan være meget kompleks. Dette dels på grund af den tidslige og rumlige variation i emissionsmønstret, der bl.a. skyldes vejrmæssige forhold (tryk, nedbør, vind mv.), men også på grund af helt lokalitetsspecifikke forhold såsom typen og beskaffenheden af slutafdækningen (afdækningsmateriale, revner) og forekomsten af eventuelle fysiske installationer (herunder perkolat- og gasekstraktionssystemer). Resultaterne af DTU’s totalmålinger viser, at der på de tre deponier er en samlet emission af metan på henholdsvis ca. 3 kg/time, ca. 8,5 kg/time og ca. 20 kg/time. Dette er i den lave til høje ende ift. totalemissioner af metan fra deponier, som tidligere er målt i Danmark /1/. Ved FID-screeningerne er der flere steder fundet forhøjede koncentrationer (> 1.000 ppm) over og omkring fysiske installationer såsom gasindvindingsboringer og perkolatbrønde. Dette bekræfter, at fysiske installationer kan udgøre en spredningsvej for metan. Derudover viser FID-screeningerne, at det kan være nødvendigt med en relativ høj tæthed af målepunkter for at kunne lokalisere relevante udsivningsområder. På trods af mange målepunkter (> 5.000 pr. deponi) har det nogle steder været vanskeligt ud fra de indledende overfladescreeninger at identificere egnede områder til etablering af biocoversystemer. Udfordringerne er blandt andet, at udsivningen af metan ofte vil foregå inden for relativt små områder (sprækker o. lign.), og at overfladescreeninger med FID-måleudstyr er en arbejdsintensiv metode, hvor det ønskede antal målepunkter (dvs. afstanden mellem FID-sporene) skal holdes op imod tidsforbrug og økonomi. Endvidere har vanskelige fysiske forhold (skrænter, tæt bevoksning mv.) på nogle af deponierne betydet, at ikke alle områder har kunnet screenes. En hjælp til yderligere at målrette overfladescreeningen og udpege egnede biocoversteder kan være at sammenholde FID-data med Picarro-målinger, som repræsenterer større opvinds områder med potentiel udsivning af metan. På den måde kan Picarro-målingerne anvendes til at identificere overordnede områder med indikationer på udsivning af metan, hvor overfladescreeningen kan intensiveres med en større tæthed af målepunkter. Det har vist sig at være en udfordring af foretage prioritering af biocover-indsatsområder og projektering af biocoverløsninger alene på baggrund af de målte koncentrationer. Det vurderes derfor, at det i mange tilfælde vil være en fordel at foretage fluxmålinger i hotspots. Dette dels for at opnå en baseline for fluxen af metan fra de enkelte hotspots, dels for at opnå et bedre designgrundlag for vurdering af nødvendige biocoverarealer og dels for bedre at kunne estimere potentialet for reduktion af metanemissionen. Konklusion På baggrund af de opnåede resultater og erfaringer fra baselineundersøgelserne kan det konkluderes, at det med de tilgængelige metoder fortsat er vanskeligt at kortlægge metanemissionen fra deponier. Det kan dermed være vanskeligt at udpege egnede steder til etablering af biocoversystemer. Det er vigtigt, at baselineundersøgelserne tilpasses de enkelte deponier under hensyntagen til lokalitetsspecifikke forhold såsom slutafdækning, fysiske installationer, adgangsforhold mv. Ift. projektering bør det overvejes at udføre fluxmålinger. For at have et tilstrækkeligt grundlag at udpege biocoversteder og vælge biocoverløsninger ud fra har det endvidere vist sig, at det er nødvendigt at udføre overfladescreeninger med en relativ høj datatæthed. I den sammenhæng er FID-screeninger relativt upræcise, dyre og arbejdsintensive. For at optimere processen tidsmæssigt, men også for at kunne screene ellers utilgængelige arealer, udvikler og afprøver NIRAS i samarbejde med DTU for øjeblikket andre metoder til screening af overfladen (f.eks. dronebaserede metoder). /1/ Mønster, J., Samuelsson, J., Kjeldsen, P., Scheutz, C. (2015): Quantification of methane emissions from 15 Danish landfills using the mobile tracer dispersion method. Waste Management, 35 (2015), 177-186. ERFARINGER FRA ETABLERING AF BIOCOVER PÅ KLINTHOLM Senior konsulent Per Haugsted Petersen Rambøll Danmark A/S [email protected] Klintholm deponeringsanlæg på Klintholmvej 50, 5874 Hesselager er etableret i 1978. Den første etape – etape 0 - blev etableret i 1980 uden bundmembran, idet det blev vurderet at være miljømæssigt forsvarligt. Der blev deponeret ca. 485.000 m3 affald, herunder organisk affald og spildevandsslam, på etapen indtil 1997, hvor den blev midlertidig afdækket med bl.a. termisk renset jord. Ved installation af gasekstraktionsboringer på etape 0 blev der observeret problemer med affalds lagenes gas permeabilitet og dermed muligheden for at opsamle gassen via installerede ekstraktionsboringer. Derfor blev det planlagte gasudnyttelsesprojekt stillet i bero. Til erstatning for det oprindelige projekt for slutafdækning og efterbehandling af etape 0 har Institut for Miljø & Ressourcer, DTU i samarbejde med Rambøll Danmark A/S udarbejdet et nyt forslag til projektet til reduktion af metan emission. Der er foreslået en biocoverløsning, hvor den dannede metan omsættes til kuldioxid i etablerede kompostvinduer, som den dannede deponigas passivt vil gennemstrømme. Test af materialer til opbygning af biovinduer Kompost er et velegnet materiale til konstruktion af biovinduer, da det har en høj permeabilitet, høj vandtilbageholdelses kapacitet, lav termisk ledningsevne, stor specifik overflade og en høj mikrobiologisk aktivitet. Klintholm i/s producerer store mængder kompost af haveaffald og kildesorteret organisk dagrenovation, som afsættes til jordforbedringsformål. For at kunne udvælge den bedst egnede komposttype til opbygningen af biofiltrene blev metan oxidationspotentialet for en række forskellige typer af producerede kompost og kompostsammensætninger undersøgt i laboratoriet ved udførsel af batch- og kolonneforsøg. På baggrund heraf valgte man at benytte en blanding af have-park kompost og bio-kompost fra Klintholm i forholdet 7/2 til biofiltrene. I kolonneforsøg blev blandingens metan oxidationsrate målt til ca. 96 g CH4/m2/døgn, hvilket er sammenligneligt med rater set i kolonneforsøg med kompost fra andre deponier (bl.a. Fakse Losseplads), hvor der sås rater på mellem 45 og 120 g CH4/m2/døgn. Dimensionering og etablering af biocoversystemet På basis af de udførte totalmålinger af metan udslippet samt kompostblandingens evne til at oxidere metan blev den nødvendige areal af biofiltrene udregnet. Der blev indregnet en sikkerhedsmargen, idet at det dimensionerende metan udslip blev sat til 10 kg CH4/time (målt til 9,7 CH4/time) og tilsvarende kompostens metan oxidationsevne til 50 g CH4/m2/døgn, hvilket giver et nødvendigt areal på 4800 m2. Etablering af biocoversystemet Anlægsarbejdet blev udført i perioden april-september 2009. På baggrund af de indledende undersøgelser blev det projekteret, at der på skråningerne etableres render fra fod til top med punktvis kontakt til affaldet. Disse dræn render er ført op ad skråningerne og ind under biovinduerne. Renderne er udgravet med en indbyrdes afstand på ca. 15 m. På denne måde opsamles gassen langs skråningerne og ledes op under biovinduerne, der er placeret ved top af skråningerne. Biovinduerne er 10 m brede og udgør et samlet areal på ca. 3800 m2. I bunden er der udlagt 0,3 m groft nedknust betonmateriale (gasfordelingslag) og herover 0,7 m kompost. Under biofiltrene er der gravet en langsgående 0,8 m bred rende, der har fuld kontakt til affaldet. Monitering For at der kan udtages gasprøver fra forskellige områder, er biovinduerne opdelt i ni sektioner. Mellem sektionerne er både dræn og dræn render afbrudt. Billedet viser flyfoto af etape 0 efter etableringen af biocoversystemet. Opnået reduktion af metan emission Total reduktion i emission er målt til 7,1 kg CH4/time=170,4 kg CH4/døgn, hvilket giver en total reduktion på 73 %. Biocover udgør efter opmåling 3.800 m2, hvilket giver en oxidation på 44,8 g CH4/døgn/m2 biocover. Vedligeholdelse Måling i december 2015 er af dybden af kompost i biocover var faldet fra 70 cm til 60-65 cm. Det vil antageligt betyde at der skal tilføres 10 cm kompost per m2 biocover hvert 5 år. Økonomi Etablering af biocover og efterfølgende totalmålinger og screeninger i 2009 og 2012 er udført med følgende omkostninger i DKK ud over deponiets interne omkostninger: Baseline study m.m. Biocover etablering Dokumentation og rapportering Samlet 355.000 1.081.165 249.502 1.685.667 MONITERING AF METANEMISSION, VEDLIGEHOLDELSE AF BIOCOVER OG FORVENTNINGER TIL STOPKRITERIER Lektor Charlotte Scheutz Docent Peter Kjeldsen DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet [email protected] ”Bekendtgørelse om deponeringsanlæg” (BEK nr, 719/2011) stiller krav om, at gassen håndteres via energiudnyttelse, affakling eller på anden måde, samt at der gennemføres monitering i tilknytning hertil – uden dog at give mange detaljer specielt i forhold til monitering af gasemissionen. I deponeringsenheder, som modtager affald med indhold af organisk stof, vil der dannes deponigas. Dannelsen vil starte efter en kort lagfase og vil fortsætte i hele driftsperioden, og fortsætte ind i efterbehandlingsperioden efter at deponeringsenheden er nedlukket og ikke modtager mere affald. I dette indlæg gives forslag til, hvordan der kan gennemføres monitering på miljøgodkendte affaldsdeponeringsanlæg gældende for både driftsperioden og efterbehandlingsperioden. Det tænkes, at moniteringen fortsætter indtil at metanemissionen falder under en grænseværdi – et såkaldt stopkriterie. Indlægget har fokus på monitering og dokumentation af imødegåelseseffektiviteten ved etablering af biocoversystemer, hvor metan omsættes mikrobielt til kuldioxid. En oversigt over generelle forslag til moniteringsprogrammer uafhængig af, hvilken type imødegåelse der er valgt, er givet i Kjeldsen og Scheutz (2015). Monitering af biocoversystemets evne til imødegåelse af metanoxidation er baseret på totalmåling af metanemissionen med sporgasdispersionsmetoden i kombination med metanoverfladescreeninger for at identificere mulige utætheder/hot spots dels på metanoxidationsfelterne og dels på andre overflader/installationer, som kan udbedres. Der gives konkrete bud på, hvordan imødegåelseseffektiviteten (i %) af forskellige typer af biocoversystemer (a – c) kan bestemmes (Kjeldsen og Scheutz, 2016): a. Monitering – ved aktiv gastilledning via rørsystem til biocoversystem b. Monitering – ved passiv gastilledning via rørsystem til biocoversystem c. Monitering – ved passiv tilledning til deponiets jorddække eller biovinduer Slutteligt præsenteres hvilke principper, der kan ligge til grund for en fastsættelse af et stopkriterie for moniteringen af gasemissionen fra et affaldsdeponi – dvs. en grænseværdi for metanemissionen (f.eks. i enheden kg/år) – hvis metanemissionen falder under denne værdi, kan moniteringen afsluttes. De få internationale erfaringer med at opsætte stopkriterier for emissionsmoniteringen gennemgås, idet der kun er fundet konkrete stopkriterier fra Tyskland og Østrig. Der opstilles fire principielt forskellige principper til fastsættelse af et stopkriterie for måling af gasemissionen: a) emissionen er af en størrelse, så den vil kunne reduceres i slutafdækningslaget ved overgang til passiv drift, b) totalemissionen fra deponiet er lavere end detekterbart med sporstofdispersionsmetoden, c) totalemissionen er af samme størrelse, som emissionen fra naturlige økosystemer, samt d) udgiften til fortsat imødegåelse bliver uproportional høj i forhold til den opnåede reduktion i belastning af atmosfæren med drivhusgasser. De tre første principper ledte til stopkriterier i størrelsen 1-3 kg metan/time for et mindre deponi (4 ha) (Kjeldsen og Scheutz, 2015). Det sidste kriterier kræver flere miljøøkonomiske vurderinger – og en politisk beslutning om, hvor høj imødegåelsesprisen må blive før, at aktiviteterne afsluttes. Deponeringsbekendtgørelsen. BEK nr. 719 af 24/06/2011. Miljøministeriet. https://www.retsinformation.dk/forms/R0710.aspx?id=137791 Kjeldsen, P., Scheutz, C. 2015. Håndbog i monitering af gasemission fra danske affaldsdeponier. Miljøstyrelsen. Miljøprojekt nr. 1646. ISBN: 978-87-93283-69-5. Kjeldsen, P., Scheutz, C. 2016. Etablering og monitering af biocoversystemer på affaldsdeponeringsanlæg. Vidensopsamling. Miljøstyrelsen. Miljøprojekt nr. 1817. ISBN: 978-8793435-14-8. SCREENING AF REGIONERNES LOSSEPLADSER FOR LOKALITETER SOM ER EGNEDE TIL BIOCOVER Civilingeniør, PhD, Nanna Isbak Thomsen Regionernes Videncenter for Miljø og Ressourcer [email protected] Lossepladser udleder metan, som er en kraftig drivhusgas. Der er betydelige klimafordele ved at etablerer biocovers på lossepladser, fordi et biocover kan omdanne metan til kuldioxid. Da opvarmningseffekten fra kuldioxid er 25 gange mindre end for metan, pr. udledt ton giver et biocover en betydelig reduktion i klimapåvirkningen fra en losseplads. Der er derfor afsat tilskud til at etablere biocovers på ca. 100 lossepladser i Danmark, som en del af regeringens klimaplan (MST, 2016). Der findes omkring 3000 lossepladser i Danmark. Det svarer til, at der er tilskudsmidler til at etablere biocovers på ca. 3 pct. af alle lossepladser (BAI, 2011; MST, 2014). For at få mest klima for pengene, er det vigtigt at identificere de lossepladser, som er bedst egnede til biocovers, dvs. dem som producerer metan. Denne opgave er langt fra triviel. Lossepladsers produktion af metan afhænger af flere forskellige faktorer; bl.a. (1) den totale affaldsmasse, (2) mængden/koncentrationen af organisk materiale, (3) det organiske materiales nedbrydelighed, og (4) affaldets alder (Scheutz et al., 2009). Derudover skal der tages hensyn til lossepladsens tilgængelighed, beplantning, NATURA 2000 områder mm. Lossepladser kan opdeles i aktive anlæg, disse er p.t. er i drift og kan modtage affald, og nedlukkede lossepladser som ikke længere modtager affald. Med 2.795 nedlukkede (kortlagte) fyld- og lossepladser, pr. 2012 (MST, 2014) er dette den største gruppe. De fem regioner har ansvaret for at undersøge og oprense forureninger, herunder nedlukkede fyld- og lossepladser med henblik på at kortlægge deres påvirkning af miljø og sundhed (Danske Regioner, 2014). Regionerne har derfor i deres databaser og journaliseringssystemer en betydelig mængde information om de nedlukkede fyld- og lossepladser. Denne information er værdifuld i forbindelse med etablering af biocovers, da den kan benyttes til at identificere metan producerende lossepladser. Der er derfor igangsat en screening af regionernes arkiver og databasesystemer, med henblik på at finde lokaliteter som er egnet til biocover. Screeningen udføres af Regionernes Videncenter for Miljø og Ressourcer i samarbejde med de fem regioner. Formålet med nærværende præsentation er at give et overblik over, hvordan screeningen af de nedlukkede fyld og lossepladser udføres. Screeningen udføres kort fortalt i tre faser: 1. Fase 0A Automatisk screening, 2. GIS screeningen og 3. Fase 0B Manuel screening. I FASE 0A Automatisk screening søges på parametre, som findes i regionernes databaser, det kan f.eks. være størrelse af det kortlagte areal, NATURA 2000 etc. Hvis lokaliteten f.eks. ligger i et NATURA 2000 område, sorteres den fra. Formålet med GIS screeningen er at frasortere lokaliteter, som ud fra beliggenhedsmæssige forhold er uegnede, f.eks. hvis der er bebyggelse på lokaliteten. I den sidste fase, Fase 0B Manuel screening, gennemgås sagsmaterialet for hver enkelt lokalitet, og det vurderes, om lokaliteten er egnet til biocover ud fra de udførte undersøgelser. Kilder BAI, 2011, Håndbog i affaldsdeponering, Udgave 30, Efteruddannelses udvalget for byggeri og anlæg. Danske Regioner, 2014, Regionernes Arbejde med Jordforurening, Indsatsen i 2014. MST, 2014, Risikovurdering af lossepladsers påvirkning af overfladevand, Miljøprojekt nr. 1604, 2014, Miljøstyrelsen, Miljøministeriet. MST, 2016, webopslag på http://mst.dk/virksomhed-myndighed/affald/deponering/biocovertilskudsordning/, den 5. februar 2016. Scheutz, C., Kjeldsen, P., Bogner, J. E., De Visscher, A., Hilger, H. A., Huber-Humer, M., and Spokas, K., 2009, Microbial methane oxidation processes and technologies for mitigation of landfill gas emissions, Waste Management and resources, vol. 27, pages: 409-455. Fællesspor Onsdag 9. marts Dansk miljøteknologi i udlandet DANSK MILJØTEKNOLOGI I UDLANDET Chefrådgiver Christian Andersen Regionernes Videncenter for Miljø og Ressourcer [email protected] Miljøteknologi udgør ca. 7 % i af den samlede eksport af danske vareydelser, mens eksport af vandteknologi udgør 2,6 % ii. Hertil kommer eksport af serviceydelser, som ikke er opgjort. På jordforureningsområdet findes der ingen økonomiske estimater for, hvor meget der eksporteres, men blandt 44 danske virksomheder adspurgt i 2013iii udgjorde eksport kun mere end 20 % af omsætningen hos tre, hvilket inkluderer såvel service- som vareydelser. I Danmark sælger vandforsyningerne vand for 13 milliarder kroner om åretiv. Dette angiver til en hvis grad rammen for det danske marked for vandteknologi, der er vurderet til 5 milliarderv pr. år. Samtidig beløb eksporten af vandteknologi sig i 2014 til 15,9 milliarder ii. Dette svarer samlet til 0,7 % af det globale marked, der er anslået til 3.000 milliarder kroner. De Største markeder for er Tyskland, Sverige og Kina. Vandsektoren er dog ganske bred og omfatter produkter så forskellige som vandressourceforvaltning, spildevandshåndtering, klimatilpasning, vandforsyning og vand til produktion. Det er værd at bemærke, at tre fjerdedele af vareeksporten udgøres af pumper, ventiler, filtre og rør. Eksporten er desuden domineret af en håndfuld store virksomheder som Novozymes, AVK, Danfoss og Grundfoss. I 2015 lancerede Naturstyrelsen, Dansk Industri og Danva Vandvision 2015, hvor målsætningen er en fordobling af eksporten frem til 2025. Pt. ser det dog ud til, at eksporten for dansk vandteknologi er vokset 7 % langsommere end det europæiske gennemsnit i perioden 2006-2014. Det globale marked for undersøgelser og oprensning af jordforurening anslås til 430 milliardervi kroner. Til sammenligning vurderes det danske marked at udgøre ca. 0,8 vii milliarder, det svarer til 0,2 % af det globale marked. Dette skal ses i sammenhæng med, at den forventede vækst på 1,9 % for det europæiske marked ligger væsentligt under den forventede globale vækst på 5,5 % pr. år i de næste fem årvi. Begge gennemsnit dækker over store variationer – både geografisk og sektorielt. I Kina vurderes markedet at ville vokse med 25 % om året og i nordøst Europa med 4,5 % om året. Danmark må siges at tilhøre gruppen af modne markeder, så det er ikke overraskende, at de firmaer der eksporterer, ser lysere på fremtiden: Mere end halvdelen af de danske virksomheder der eksporterer, vurderede i 2013iii, at deres marked var voksende. I modsætning hertil, vurderede 72 % af de firmaer, der ikke eksporterede, at deres markeder var enten stabile eller aftagende. Dette illustrerer, at væksten i stigende grad skal findes i udlandet. Eksport og import er siden 1970 vokset fra udgøre omkring 30 % af det danske BNP til i dag at udgøre ca. halvdelenviii. Det handler ikke om at eksportere kontra at importere. Vi har en lang sund tradition for at indføre ny viden og teknologi udefra, det giver også vækst. Nye løsninger kan være med til at hæve produktiviteten, uanset hvor disse løsninger er udviklet. Det danske marked er for lille at udvikle til isoleret, fordi man ikke i tilstrækkeligt grad kan høste stordriftsfordele ved det endelige produkt. Det handler derfor om samhandel og om samskabelse. Jo mere specialiseret en sektor man er, i jo højere grad må synergier og stordriftsfordele søges internationalt. i Grøn Vækst – analyse af Dansk Cleantech, Regeringen, 2010. Analyse af dansk eksport af Vandteknologi, udarbejdet af DAMVAD i samarbejde med Alectia for Naturstyrelsen, 2015 iii Brancheanalyse for jordforureningssektoren, Miljøstyrelsen, Miljøprojekt nr. 1500, 2013 iv Vand i tal, Danva, 2015 v Eksport og beskæftigelse i vandsektoren, Naturstyrelsen, 2015 vi Global Markets for Environmental Remediation Technologies, BCC Research, 2015 vii Evaluation of Expenditure and jobs for addressing soil contamination in member States, Ernst & Young 2013 viii Danmarks udenrigsøkonomi 2014, Danmarks statistik ii ERFARINGER FRA DE SIDSTE 10 ÅRS EKSPORTSATSNING PÅ VANDOMRÅDET Vicedirektør Bjørn Kaare Jensen GEUS Formand for Danish Water Forum [email protected] Fra tresserne og 20 år frem var der en stor eksport af danske vandløsninger, finansieret af offentlige midler, dels Danida midler og dels senere via Miljøstøtteordningen (DANCEE og DANCED). Dette skabte i den periode et betydeligt antal arbejdspladser, men med udgangen af halvfemserne gik det i stå i takt med, at støttekronerne forsvandt. Det var først med Ida Aukens tiltræden som miljøminister i 2011, at vand igen for alvor kom på den politiske dagsorden. Vand blev ret hurtigt døbt til at være det nye store eksporteventyr efter vindkraft. Vand skulle være det nye vind, som det blev lanceret. Strategien var en dobbeltstrategi, nemlig at der – i forlængelse af den overordnede vækststrategi i kølvandet på finanskrisen - skulle udvikles konkurrencedygtige løsninger og teknologi, som udover at kunne imødegå de problemer, som Danmark på sigt ville stå overfor, skulle kunne sælges på det internationale marked. Eksporten på vandområdet havde indtil da i en periode haft sit eget liv uden nævneværdigt politisk fokus – og i mellemtiden var vand også gledet ud af dagsordenen i Danida. Der var stadig en række aktører på eksportmarkedet, dels leverandører som Grundfos, AVK og Danfoss, og dels en række rådgivere og entreprenører, som leverede enten turn key projekter eller bredere løsninger. Den nye strategi var baseret på, at Danmark dels skulle bygge på sit gamle ry, nemlig at levere kvalitet og løsninger, der duer, og dels skulle udvikles yderligere til en egentlig vandklynge i verdensklasse – lidt i lighed med Singapore og Holland. Vi havde og har - de nødvendige forud-sætninger, både som nævnt brandet og også en stærk vidensektor, og endelig nogle gode, velrenommerede virksomheder. Nu skulle det offentlige – støttet af organisationerne på vand-området - så igen spille med, og hvordan er det så gået? Der er lanceret mange nye tiltag i den forløbne periode. Der har været fokus på vand i en række offentligt støttede projekter, dels omkring branding og eksponering (Rethink Water, WWF og IWA kongresser til DK, CEWP mv.), der har været en øgning af støtteordninger i den mere markeds-nære del af innovationskæden (Fornyelsesfonden, Markedsmodningsfonden, MUDP, vækst-rådgivere), der er søsat en række offentligt finansierede initiativer til at eksponere branchen (fyrtårnsprojekter, Testcenter for Vand, mv.), og der har været en stærkt øget dansk international tilstedeværelse på konferencer og i form af fokuserede delegationer – ofte med ministerdeltagelse. Og endelig har der været en oprustning af den danske sektor på hjemmebanen (Vandteknologiens døgn, Vandvision, diverse partnerskaber). Vi har tilmed set et forbedret samarbejde mellem forskellige ministerier med interesser i vandområdet i en periode. Det har således ikke skortet på viljen til at gøre en forskel i forhold til tidligere. Men ikke alt er gået som forventet. Der var fra starten af denne satsning fokus på, at offentlige – private partnerskaber kunne være en del af løsningen. At Danmark – udover enkeltteknologier og bløde leverancer på vandforvaltning – kunne eksportere eksemplariske systemløsninger med både offentlige og private aktører eller i form af bredere konsortier af flere forskellige danske virksomheder. Dette er også blevet markedsført, og der har været en del forsøg på at implemenere sådanne i konkrete sammenhænge. Systemløsninger var også tænkt at have den gode sideeffekt, at SME’er kunne trækkes med og dermed vokse og blive store. Det er dog kun lykkedes i begrænset omfang. Det skyldes dels, at der ikke er etableret en forretningsmodel for de enkeltpersoner og småfirmaer, der kan eksekvere på en sådan model, som kan danne konsortierne og sælge løsningen på det internationale marked. Der er heller ikke fundet en model for, hvordan sådanne konsortiedannelser får et længerevarende fodfæste i et bestemt marked, om end forskellige modeller har været afprøvet (DWTH, CEWP, DWF-India). Derudover lider en del af de støtteordninger, som skal understøtte eksporten, af, at finansieringen af virksomhedsdeltagelsen har været for lille til virkelig at kunne motivere små virksomheder til at gå med. En anden meget væsentlig faktor har været, at det ikke for alvor har været erkendt, at den danske sektor ikke længere er helt stærk nok til at løfte de høje ambitioner. En forudsætning for at løfte opgaven var – og er -, at der samtidig udvikles nye teknologier og løsninger, som kan være de produkter, som kan eksporteres i næste led. Selvom der har været allokeret flere midler (fornyelsesfonden, MUDP, VTU, mv.), har det ikke været tilstrækkelig til at matche, hvad der gøres andre steder med lignende politiske ambitioner. Konklusionen er, at Danmark igen er kommet på verdenskortet på vandekspertise. Danmark nævnes igen som en væsentlig international spiller på den internationale scene, og eksporten er også generelt steget. Men næste trin, nemlig at få en mere massiv og bredere dansk virksomhedsdeltagelse i vandeksporten, er endnu ikke sket. Det kræver flere ressourcer, bedre og mere SME-målrettede støtteordninger, nye innovative forretnings-modeller for systemeksport, synlig politisk opbakning, og fremfor alt, at der skabes et vedvarende momentum. EN PERSPEKTIVERING AF VORES ARBEJDE - KORTLÆGNING AF FORURENEDE GRUNDE I INDIEN Chief Specialist Torben Højbjerg Jørgensen COWI A/S [email protected] Business Development Director Søren Viegand COWI A/S [email protected] Baggrund og formål Dette indlæg beskriver et udfordrende projekt som COWI udfører for det indiske Miljøministerium med finansiering fra Verdensbanken omkring kortlægning og vurdering af forurenede grunde i Indien. Vores arbejde skal danne baggrund for den første lov om jordforurening I Indien som forventes at træde i kraft i 2017-18. I projektet udnytter vi den store viden vi har fået i Danmark i de sidste 20-30 år gennem arbejdet med jord- og grundvandsforurening. Projektet er vundet i en international konkurrence. Formålet med indlægget er at: Sætte vores arbejde i perspektiv i forhold til problemstillinger herhjemme og i den 3. verden. Give et indblik i håndteringen af en kompleks opgave, hvor vi arbejder med nogle af verdens største forureninger, herunder vurdering af deres påvirkninger på miljøet Præsentere de udfordringer der er med at håndtere forurenede grunde i et land, hvor der p.t. ingen lovgivning er på området Fortælle om de udfordringer vi har når vi ”eksporterer” vores viden Vurdere det fremtidige markedspotentiale for eksport af dansk miljøviden om jordforurening Opgaven Definition af en forurenet grund i Indien (det er der mange meninger om i Indien) Kortlægning af forurenede lokaliteter i Indien, herunder indhentning af data i 35 delstater Levering af database med GIS applikation og 2-trins prioriteringssystem (modificeret Geoenviron fra det danske firma Geokon A/S) Udarbejdelse af vejledninger til kortlægning og undersøgelser af forurenede grunde, herunder udarbejdelse af forslag til kvalitetskriterier Indledende undersøgelser af 100 af de mest forurenede lokaliteter (”Site Inspections”) Opstilling et prioriteringssystem (scoringssystem) til at udvælge de mest kritiske grunde (baseret på "Source - Pathway - Receptor" princippet) Undervisning og kapacitetsopbygning af de indiske miljømyndigheder Koordinering med 2 andre parallelle projekter omkring afværgemetoder og administrative/lovgivningsforhold indenfor jordforureningsområdet Resultater Identificeret ca. 1000 grunde (lokaliteter) – heraf registreret 320 grunde i database En lokalitet kan bestå af et større ”område” med tusindvis af virksomheder Stor anvendelse af grundvand som drikkevandsressource Tungmetaller (især chrom-6) er den hyppigste forureningskomponent Stor eksponering af forurening til især den fattige befolkning (drikkevand, direkte kontakt med forurening) Mange bliver påviseligt syge af forureningen, især af stærkt forurenet grundvand Konklusion Vigtigt med gode lokale samarbejdspartnere og lokal tilstedeværelse for at kunne udføre opgaven Samme typer udfordringer som i Danmark – dog større eksponering af forurening i Indien pga. den store befolkningstæthed Den danske tilgang og viden kan direkte overføres til udfordringerne i Indien, men vigtigt med en ”indisk” tilgang til opgaveløsning, herunder en mere entreprenant rolle som rådgiver Projektet viser, at den store erfaring, vi har fået i Danmark, kan anvendes i udlandet, selv i internationale konkurrencer. Problemstillinger i Indien er typisk de samme som i Danmark, men løsninger skal målrettes de specielle forhold i landet. De fleste 3. verdenslande står over for de samme udfordringer med industrialiseringen og urbanisering som vi har haft i Danmark. Således stort pres på at omdanne gamle industriområder til byområder pga. kraftig urbanisering (New Delhi vokser fx. med ca. 1 mio. indbyggere om året). Derfor øget behov for viden og lovgivning inden for jordforureningsområdet Forventet stort marked i Indien for internationale rådgivere – når den første lov om jordforurening træder i kraft – forventeligt om få år. Spor 1 Onsdag 9. marts Administration og beskyttelse af grundvandet HVAD ER DET EGENTLIG OSD AFGRÆNSER? Geolog, ph.d,. Allan Pratt Helsingør Kommune [email protected] OSD eller områder med særlige drikkevandsinteresser har gennem de sidste 20 år været en hjørnesten i planlægning og prioritering af grundvandsbeskyttelse. Sammen med bl.a. indvindingsoplande (IO) udenfor OSD udgør disse områder det retlige grundlag for kommuners afgørelser indenfor en række lovgivninger herunder jordforureningsloven og miljøbeskyttelsesloven. Definitionen på OSD er, at det er områder, hvor der sker grundvandsdannelse til de magasiner hvorfra drikkevand pumpes op af vandforsyninger, som har regional betydning eller som kan få det i fremtiden. Der er et strategisk element i OSD knyttet til nuværende og fremtidig infrastruktur. Det betyder at udbredelsen af OSD kan varierer fra mindre og spredte områder i det vestlige Danmark til store sammenhængende områder i den centrale og østlige det af landet. Det såkaldte 2015 udvalg har vurderet, at de ca. 40% af landets areal, som OSD udgør betyder, at der generelt ikke er behov for at justere på OSD afgræsningen før 2027 ud fra en strategisk forsyningsvinkel. Med Helsingør Kommune som eksempel gennemgås den historiske baggrund for OSD udpegning i Helsingør området. Det vil fremgå, at OSD afgræsningen ikke er i overensstemmelse med den viden, vi har om hydrogeologien i kommunen. Den retlige betydning af OSD gør, at afgrænsningen af OSD kan have væsentlig planlægningsmæssig og økonomisk betydning på regionalt og lokalt niveau. I Helsingør Kommune ville det eksempelvis betyde, at ca. 30 V2 kortlagte grunde faldt ud af prioriteringen i forhold til grundvandsforurening. Det kunne være attraktivt ud fra en økonomisk vinkel, men ikke ud fra en grundvandsbeskyttende tilgang. Det ville også få betydning i forhold til mulighederne for byudvikling herunder placering af virksomheder, som muligvis ellers skulle placeres andet steds. Det har således betydning hvordan OSD er afgrænset. Der eksisterer en ganske klar definition på hvad OSD omfatter under hensyntagen til de strategiske hensyn i tilpasning af OSD, der evt. skal tages højde for afhængig af befolkningstæthed mm. Det rejser spørgsmålet om ikke en OSD afgræsning bør opdateres når vidensgrundlaget er til det på samme måde, som IO afgrænsningen kan søges opdateret. UDFORDRINGER VED SAMLING AF 6 HYDROSTRATIGRAFISKE MODELLER TIL ÉN SAMLET MODEL FOR FAVRSKOV KOMMUNE - HVORDAN OG HVORFOR PhD, geolog Lærke Therese Andersen Orbicon A/S [email protected] Geolog Stine Rasmussen Favrskov Kommune og [email protected] Favrskov Kommune ønsker at samle, opdatere og udvide 6 eksisterende hydrostratigrafiske modeller til én samlet hydrostratigrafisk model i GeoScene3D, navngivet GeoFavrskov2015. Ved at anvende en samlet hydrostratigrafisk model sikres i højere grad en samlet grundvandsplanlægning, der tilgodeser både grundvandsbeskyttelse, byudvikling, våd natur, vandløb o. lign. samt sikre, at der ikke sker en negativ effekt fra grundvandsindvinding. Modellen skal bl.a. efterfølgende anvendes i beslutningsstøtteværktøjet BEST. Århus Amts - og Naturstyrelsens grundvandskortlægning i Favrskov Kommune har i årene 1999 til 2015 resulteret i 6 hydrostratigrafiske modeller, som er opstillet på 3-4 forskellige måder. For at opnå en ensartet sagsbehandling og helhedsorienterede afgørelser i den kommunale sagsbehandling, både i forhold til ansøgers fysiske beliggenhed i kommunen og i forhold til dokumentation for afgørelser og beslutninger, er modellerne samlet og opdateret i én samlet model. Ved at få én samlet model, kan dokumentationen for grundvandsvurderingerne samles ét sted, og informationer fra tidligere grundvandsvurderinger lettere tilgås og anvendes. Ved at anvende den samlede model til BEST forventer Favrskov Kommune desuden en øget standardisering i påvirkningsberegninger – specielt i grænseområdet mellem to modeller. De eksisterende modeller er nøje gennemgået mht. hydrostratigrafiske lag og tolkningsstrategi. Efterfølgende er de fire modeller, som dækker modelområdet bedst muligt, blevet samlet. Desuden er det valgt at retolke et område dækket af en forholdsvis gammel model fra 2002 og videretolke fladerne i GeoFavrskov2015 i to mindre områder for at dække hele modelområdet med gennemgående flader. GeoFavrskov2015 dækker et areal på små 1400 km2, med mange boringer, mange geofysike data og eksisterende modeller, hvilket i sig selv giver en udfordring mht. håndtering af store datamængder i modellen. Udfordringerne ved at samle de eksisterende modeller er endvidere modellernes forskelligheder. Modellerne følger i store træk alle GeoVejledning 3, men som følge af valg, truffet i forbindelse med modelopstillingen, findes forskelligheder, som vanskeliggør processen med at samle modellerne. De største udfordringer er forskelle i antal lag, strategi for afsætning af tolkningspunkter, valg af gridparametre, efterbehandling af grids og justering af de endelige gridflader. Der er foretaget en sammenstilling af de hydrostratigrafiske lag i de fire valgte modeller, således, at de lag, som har en betydelig udbredelse indenfor Favrskov Kommune, er videreført i modellen GeoFavrskov2015. Tolkningspunkter fra de eksisterende modeller er overført til GeoFavrskov2015. Først er disse klippet mod hinanden i prioriteret rækkefølge, således, at der ikke findes områder i GeoFavrskov2015, hvor der er tolkningspunkter fra mere end én eksisterende model. Tolkningspunkterne i GeoFavrskov2015 er griddet til flader, og der er et truffet valg mht. gridparametre og gridjustering, som honorerer de oprindelige flader i de eksisterende modeller bedst muligt. Efterfølgende er der indsat støttepunkter i GeoFavrskov2015 for at opnå sømløse overgange imellem de eksisterende modeller, og modellen er opdateret med nyeste viden og data i form af nye boringer og geofysik. Resultatet er en hydrostratigrafisk model, som giver et samlet overblik over de geologiske og hydrostratigrafiske forhold, herunder også boringer og geofysik, som Favrskov Kommune kan bruge i deres daglige administration og grundvandsplanlægning. Spor 2 Onsdag 9. marts Fagsession 4: Blødgøring af drikkevand Fagsession 5: Det urbane vandkredsløb BLØDGØRING AF DRIKKEVAND DEN TEKNISKE DEL – DE FORSKELLIGE METODER Chefingeniør Peter Borch Nielsen Krüger A/S [email protected] Formålet med indlægget er at gennemgå de mest almindelige blødgøringsteknikker og de fordele og ulemper, der er ved hver metode med hensyn til bl.a. kemikalieforbrug, korrosion, vandspild, drift og økonomi. Indlægget vil bygge på en teknisk-økonomisk gennemgang af mulige blødgøringsteknikker, som Krüger har udført for flere store og mindre forsyninger i Danmark. Analysen omfatter de mest veldokumenterede blødgøringsteknologier, som er: Kalkpillemetoden, traditionel ionbytning, CARIX®-ionbytning og membranfiltrering. De fire teknologier er alle i drift på udenlandske vandværker i bl.a. Sverige, Tyskland, Frankrig og Holland, og i 2016 idriftsættes kalkpillemetoden også i Danmark på HOFOR´s anlæg på Brøndbyvester Vandværk. Gennemgangen er bl.a. baseret på praktiske erfaringer fra de vandværker, hvor teknologierne i dag anvendes. De tekniske-økonomiske analyser viser generelt, at der er fordele og ulemper ved alle fire teknologier. F.eks. har kalkpillemetoden og traditionel ionbytning begge et lavt vandspild men et stort kemikalieforbrug, mens CARIX® og membranfiltrering omvendt har et stort vandspild men et lavt kemikalieforbrug. Afhængigt af Forsyningernes krav og ønsker vil den optimale blødgøringsteknik derfor variere fra vandværk til vandværk. For at skabe et overblik kan opstilles en specifik evalueringsmatrix for det pågældende vandværk, hvor de forskellige forhold som f.eks. kemikalie- og energiforbrug, hygiejne, vandspild, korrosionspotentiale, driftsfleksibilitet og -sikkerhed samt anlægs- og driftsøkonomi vægtes. Blødgøring udgør et paradigmeskift i dansk vandforsyning, hvor vandbehandlingen bliver mere avanceret og der vil blive stillet større krav til Forsyningernes medarbejdere. Som eksempel skal de bl.a. håndtere kemikalier og restprodukter og driftsovervågningen skal intensiveres bl.a. med et øget antal on-line målere, som kræver løbende service og vedligehold for at være retvisende. Disse forhold skal også inddrages i en samlet evaluering. SAMFUNDSØKONOMISK VURDERING AF BLØDGØRING AF VAND PÅ VANDVÆRKERNE Seniorspecialist Lizzi Andersen COWI A/S [email protected] Hårdt vand udgør et problem for forbrugerne i en stor del af Danmark med øget slitage og rengøring af husholdningsapparater m.m. til følge. Derfor overvejer flere vandforsyninger at etablere blødgøring af vandet på vandværkerne. Samtidigt er der en diskussion af, hvilke sundhedsmæssige konsekvenser en sådan blødgøring måtte have afhængigt af, hvilken teknologi der vælges. En måde at evaluere effekten af en blødgøring af vandet er ved at foretage en samfundsøkonomisk vurdering. Den kan være med til at pege på, hvor blødgøringen rent samfundsøkonomisk er en fordel, og hvor det evt. er en ulempe. Værdien vil bl.a. afhænge af, hvilken teknologi, der anvendes, hvad vandkvaliteten er inden blødgøringen, hvilke typer af kunder vandforsyningen har samt størrelsen på vandværket. COWI har opstillet en samfundsøkonomisk screeningsmodel, som har været anvendt i beslutningsprocessen hos en række vandforsyninger. Det er resultater fra disse vurderinger, der vil blive fremlagt i generaliseret form. På en række vandværker er der samlet set en positiv samfundsøkonomisk effekt af at blødgøre vand. Dette nettoresultat er dog summen af en række positive effekter i husholdningerne sammenholdt med nogle potentielle negative sundhedseffekter. Denne afvejning er i sidste ende politisk. ERFARINGER OG PROCESSEN MED IMPLEMENTERING AF PELLETMETODEN TIL BLØDGØRING Vandkvalitetsspecialist Laure Lopato HOFOR [email protected] HOFOR er i gang med at ombygge Brøndbyvester Vandværk for at kunne levere blødgjort vand til forbrugerne i Brøndby fra sommeren 2016. Planen er herefter at indføre kalkudfældning på alle de øvrige vandværker og levere blødere vand til HOFORs forsyningsområde i årene 2016-2024. HOFOR har undersøgt holdningerne til blødere vand blandt borgerne i København og Brøndby. Repræsentative og statistisk signifikante forbrugerundersøgelser blandt københavnere (2011) og Brøndbys borgere (2013) viser begge, at 75 % af de private forbrugere foretrækker blødere vand frem for det hårde vand. De miljømæssige og samfundsøkonomiske effekter af blødgøring blev også analyseret. HOFOR har valgt den såkaldte pelletmetode, hvor kalk udfældes på sandkorn ved tilsætning af en base. Under projektet Fremtidens drikkevandsforsynings, delfinansieret af VTU Fonden og Naturstyrelsen, har HOFOR opbygget et pilotanlæg. Pilotanlægget er indbygget i tre containere, der står oven på hinanden, for lettere at kunne flyttes fra sted til sted. Forsøg med pelletmetoden er indtil videre blevet udført på fire af HOFORs værker. Forsøgene har vist, at kalkfældningsprocessen fungerer som planlagt og reducerer hårdt vand til blødt vand. Metoden er meget robust og let at kontrollere. Under blødgøring fjernes op til 95-100 % af vandets jern og manganindhold, og nikkelindholdet reduceres med op til 40 %. DTU Miljø har lavet analyser af en række metaller i vandet, der viser, at visse af metallerne, som f.eks. strontium, bliver fjernet i processen. Analyser af sammensætningen af pellets viste samtidig, at tungmetalindholdet i pellets ikke overskrider de fremtidige kvalitetskrav til jordforbedringsmidler. Det vil derfor i fremtiden være mulighed for at benytte restproduktet fra blødgøringsprocessen som jordforbedringsmiddel i landbrug. HOFOR har nu fået principielle tilladelser til at blødgøre vand på tre værker. HOFOR har valgt at dele ansøgninger i to trin. Trin 1 er den principiel tilladelse om blødgøring og Trin 2 er detailprojektering af værket. På den måde er tilladelsen om blødgøring på plads, før detailprojekteringen startes. HOFOR er også i gang med at bearbejde en kommunikationskampagne til borgere i Brøndby, der skal snart få blødere vand. FORDELE OG ULEMPER VED AT BLØDGØRE DRIKKEVAND PÅ NORDVANDS VANDVÆRKER Chef for Vand Bo Lindhardt Nordvand [email protected] Op til halvdelen af Nordvands forbrugere oplever gener af drikkevandets indhold af kalk. Det vil teknisk være muligt at blødgøre drikkevandet på Nordvands 4 vandværker ned til en hårdhed på 10 ˚dH. Hvis der gennemføres en central blødgøring af drikkevand på Nordvands 4 vandværker, så hårdheden reduceres til 10 ˚dH, vil mellem 1/3 og 1/2 af kalken blive fjernet. Blødgøringen kan ske enten ved at anvende kalkpilleteknologien eller ved ionbytning. Ved kalkpillemetoden tilsætter man en base til vandet (NaOH) og små sandkorn, hvorved man får kalken til at udfælde på sandkornene, der derefter kan fjernes fra vandet. Ved ionbytning erstatter man kalken (calcium og magnesium) med natrium i en ionbytter. På Ermelundsværket og Sjælsø Vandværk er der fysisk plads nok til at etablere de fysiske installationer, som blødgøring kræver, mens der er pladsudfordringer på Bagsværd og Søborg Vandværker. Der skal investeres mellem 80-110 mio. kr. samlet på alle 4 værker til selve blødgøringsanlæggene. En stor del af Nordvands forbrugere må forvente at få en positiv oplevelse: • • • • Husholdningsapparater m.m. får forlænget levetid. Mindre rengøring af kaffemaskiner og lign. Der er en samfundsøkonomisk gevinst (1,9-8,6 kr. pr. m3 eller mellem 200 kr. til 900 kr. pr. husstand pr. år). En mindre miljøbelastning i form af en reduktion i CO2-emissionen og et mindre forbrug af fossil brændsel. Der vil på den anden side også være en række ulemper: • • • • • Merudgift for produktion af drikkevand (1-2,4 kr. pr. m3, ekskl. Moms, mellem 125 kr. til 300 kr. pr. husstand pr. år, når moms indregnes). Radikal anden teknologi til vandbehandlingen. Stort centralt forbrug af kemikalier (2.200-5.000 ton kemikalier pr. år). Et øget energiforbrug (ca. 20 %) til produktion af drikkevandet. Øget spildevandsmængde på vandværkerne (2-3 % af produktionen). Besparelsen af kemikalieforbrug i husholdningerne vil stort set blive opvejet af kemikalieforbruget på vandværkerne. Kalkpilleteknologien vil give et lidt mindre netto-forbrug af kemikalier, fordi man kan fratrække restproduktet, da det kan bruges til jordforbedring. Undersøgelser, der er udført for HOFOR og Forsyning Ballerup, viser ikke et entydigt billede af, at central blødgøring er en økonomisk fordel for virksomheder. Der vil være en række virksomhedstyper, som vil have en økonomisk gevinst (fx hoteller), mens andre vil have en forøget udgift (fx store farmaceutiske virksomheder). De sidste har typisk i forvejen en supplerende behandling af drikkevandet, som skal ændres, hvis Nordvand ændrer på drikkevandets kalkindhold. Hvis vi skal opnå en samfundsøkonomisk gevinst og en miljøgevinst, skal levetiden for maskiner reelt forlænges, og der skal opnås et mindre forbrug af sæbe. Der foreligger ikke konkrete data for levetidsforlængelse af husholdningsapparater, men der er en teoretisk forventning om, at levetiden forlænges, når der er mindre kalk i vandet. En forudsætning for at opnå de beskrevne samfundsmæssige gevinster, er at alt vandet, der leveres til den enkelte kommune blødgøres. Hvis man f.eks. alene blødgør vandet på Ermelundsværket, vil det kun være ca. 2/3 af forbrugerne i Gentofte, der vil modtage blødgjort vand, den sidste 1/3 vil modtage blandingsvand, hvor hårdheden vil svinge mellem 10 og 17 °dH. Disse forbrugere vil skulle betale en højere pris for vandet uden at opnå nogen fordele. INTERAKTION MELLEM OVERFLADEVAND OG GRUNDVAND I ODENSE KOMMUNE. SAMSPIL OG KONSEKVENSER AF URBANISERING OG ØGET FOKUS PÅ VANDINDVINDING GENNEM TIDEN. Senior Hydrogeolog Johan Linderberg VandcenterSyd as [email protected] Byerne har, i sær i de seneste 100 år, udviklet sig således, at de geografisk er vokset fra at være ganske små til i dag at dække anseelige arealer. Denne udvikling forventes at fortsætte. Odense by har haft en eksponentiel vækstrate på 3,2% pr. år siden 1890’erne og en arealfordoblingstid på 22 år. Med de befæstede områder som følge af etablering af veje, huse og anden infrastruktur øges den hurtige overfladenære afstrømning, samtidig med at nedsivningen ad naturlige strømningsveje til undergrunden reduceres. Meteorologiske observationer gennem mere end 140 år indikerer, at Danmarks årlige middelnedbør er steget med over 100 mm, og de almindeligt anerkendte klima-scenarier viser, at der i de kommende år vil være en stigende tendens til tørrere og varmere somre og vådere vintre – ekstremerne bliver mere ekstreme. Der forventes flere og voldsommere oversvømmelser og effekter på den terrænnære grundvandsstand. De indvindingsforhold, der kan have indflydelse på vandkredsløbet i byerne, stammer typisk fra ændringer i indvindingsmønsteret i forhold til vandforbrug og i forhold til flytning af indvindingen. Vandindvindingen til byens borgere startede helt tilbage i 1580’erne med aftapning af kildevæld uden for byens kerne. I 1853 påbegyndte man rigtig vandforsyning med filtrering. De fleste kildepladser i Odense (og andre byer) er blevet anlagt uden for byens daværende udstrækning, altså i landzonen - sådan har det været tidligere, og sådan er det i dag, når der anlægges nye boringer. Man anlagde typisk vandindvindingen i lavtliggende og vandrige områder, da man ikke havde dykpumper og derfor var afhængig af lille løftehøjde fra vandspejl og til terræn. Mange kildepladser levede højt på ægte artesiske forhold, hvor vandspejlet endda stod over terræn. Befolkningens vandforbrug steg støt frem til ca. 1970-80 hvor vandbesparelser, vandpriser og -afgifter samt reduktioner i ledningstab fik vandforbruget til at stagnere. I takt med den kraftige udnyttelse faldt vandspejlet i nærheden af kildepladserne betydeligt. Derved tørlagde man disse områder, som tidligere var moser og enge, og disse arealer blev attraktive til bebyggelse. I takt med stigende forureningstrusler - som følge af den urbane udvikling med industriområder mv. - er vandindvindingen fra de ældre kildepladser (som er blevet ”overhalet” af byvæksten), ofte blevet opgivet, og indvindingen er flyttet længere ud af byerne. Dette har medført, at vandstanden i dag - flere steder - er stigende i byområder – op mod den tidligere oprindelige naturlige vandstand for området. I gennem de seneste 200 år er der foretaget en massiv dræning og afvanding af lavtliggende vådområder med henblik på at gøre dem anvendelige til andre formål, for eksempel græsning og almindelig omdrift. Senere, når byen udvikler sig, glemmes alt om, at det tidligere vådområde er et drænet/afvandet område, og områderne bebygges i stor stil. For det urbane kredsløb betyder dræningen i første omgang, at den overfladenære afstrømning øges fra det drænede område med den konsekvens, at der hurtigere kommer afstrømning i vandløbene længere nede i oplandet. Hvor der tidligere lå vådområder og dermed naturligt vandlidende områder, vil man nemt kunne forvente at få vådområder igen, hvis der kommer mere nedbør eller stigende vandstand, og under alle omstændigheder vil der oftest være ringe mulighed for nedsivning af overfladevand i disse områder. Ved vurderinger af de fremtidige forhold i de berørte urbane områder, kan det have indflydelse, hvis den bynære indvinding stoppes eller reduceres. Derfor bør ændringer i indvindingsmønstret naturligvis også inddrages i overvejelserne. De infrastrukturelle elementer så som veje, vejkasser, ledninger og ledningsgrave, fundamenter og udgravninger, kældre, tunneller osv. påvirker det urbane vandkredsløb og den grundvandsstand der vil være i byen. Ved etablering af ledningsnet sker der udgravninger enten fra terrænoverfladen eller som no-dig tunnelleringer. I begge tilfælde kan ledningsnettene påvirke eller ændre de naturlige strømningsveje. Modelberegninger af fremtidens klima viser stigende grundvandsstand på lokalt op til ½-3/4 meter (klimaportalen). Den overvejende del af disse modelleringer er dog foretaget uden for byområdet og indregner ikke infrastrukturens og byudviklingens lokale påvirkninger, og her kan ændringer være meget større. Når de fremadrettede klimascenarier går frem til år 2050-2100, så bør det også overvejes at lade byens arealmæssige udvikling indgå i scenarieberegningerne - sammen med de for scenarierne væsentlige infrastrukturdata. Når grundvandsstanden er høj i byområder, kan det resultere i indtrængning af vand/fugt i kældre og herved medføre uanvendelige kælderrum og dårligt indeklima. Mange ledningstraceer med kloakledninger fungerer faktisk som dræn pga. af utætte samlinger. Ved renovering (f.eks. strømpeforing) stopper denne utilsigtede dræning med den følge, at borgere oplever problemer med fugt, da dræningen ikke længere er så effektiv som før! Aktiv dræning fra huse er ikke systematisk registreret, der foreligger ikke dokumentation, og det er svært at kvantificere omfanget af denne aktivitet. Hvis afledningen i et område har et større omfang, kan afsænkningen af det højtstående grundvand fra den/de enkelte husparcel(-ler) have lokal betydning for det urbane vandkredsløb. I dag tales der meget om ekstrem nedbør, oversvømmelse o lign. Men vi glemmer ofte, at vi har bebygget en masse områder, som blev naturlig oversvømmet ved forskellige klimahændelser, og derfor bliver konsekvenserne også desto større, og der ikke nogen nemme løsninger. Man kan ikke nedsive sig fra ekstrem regn, kun gøre plads til vandet på den ene eller anden måde. KORTLÆGNING AF BYOMRÅDER. UDFORDRINGER OG MULIGHEDER EKSEMPLER FRA ET DANSK OG EU COST PROJEKT Hydrogeolog, seniorrådgiver Susie Mielby Afd. for Grundvands- og Kvartærgeologisk Kortlægning, GEUS [email protected] Inden år 2050 er det anslået, at 2/3 af verdens befolkning vil bo i de urbane områder. Samtidig står vi over for en stadigt voksende befolkningsmængde generelt og ændringer i klimaet. Det giver et behov for, at byerne tilpasser sig og bliver modstandsdygtige over for de nye udfordringer. Kommuner og vandselskaber står i dag med opgaver inden for klimatilpasning, etablering af vedvarende energi, indsatsplaner mv., ligesom omdannelser af byerne, infrastrukturprojekter og anlægsopgaver stiller krav om detaljeret viden om de geologiske forhold i undergrunden. Manglende viden om undergrunden og hensyn til det urbane vandkredsløb medfører risiko for fejl i planlægning og investeringer. I mange år har der ikke været foretaget en systematisk kortlægning af byernes geologi. Der er opstået et behov for at få mere opmærksomhed og fokus på den urbane geolog. GEUS har siden 2013 deltaget i flere projekter, som netop er fokuseret på at håndtere de øgede krav, som stigende urbanisering og et ændret klima stiller. Her skal specielt fremhæves 2. Udvikling af 3D geologisk/hydrogeologisk kommunemodel Odense Kommune, VandCenter Syd og GEUS indgik i 2012 et samarbejde om at få udviklet en 3D geologisk/hydrogeologisk model af undergrunden i Odense Kommune, der kunne fungere som basis for det urbane vandkredsløb. I 2013 blev der igangsat et 2-årigt projekt baseret på midler fra Vandsektorens Teknologiudviklingsfond (VTU) med deltagelse af Odense Kommune, VandCenter Syd, I-GIS, Alectia A/S og GEUS. Det har fra starten været forudsat, at resultaterne fra dette projekt skal kunne bruges som anbefalinger til et landsdækkende modelkoncept omfattende en systematisk modelopbygning og vedligeholdelse til gavn for kommuner, vandselskaber og rådgivere. Der skal specielt fremhæves 3 udfordringer, som der er arbejdet med: Påvirkninger af det urbane vandkredsløb Behovet for at arbejde i forskellig model skala Modellering af antropogenet ud fra geotekniske boringer og infrastrukturdata Den opstillede kommunemodel bygger på en geologisk model kombineret med en antropogen succession af hændelser gennem de senere år, fra at Danmark var et landbrugssamfund, til det blev et industrisamfund med øget vandforbrug og befæstede arealer, til miljøbevidstheden slog igennem og endelig klimaforandringerne tog sit indtog. VTU-Projektet er nu færdigt, og i afrapporteringen af projektet præsenteres forhold, der er vigtige for håndteringen af det urbane vandkredsløb, f.eks. om adgang til data (geotekniske, infrastruktur etc.), hvordan en kommunal geologisk/hydrogeologisk model opbygges og vedligeholdes, hvordan de aller øverste lag (antropogenet) kan modelleres, hvordan modellerne samlet set bidrager til bedre beslutninger vedrørende byernes klimatilpasning osv. Den geologiske model har allerede i 2015 dannet baggrund for flere hydrologiske modeller og detailmodelleringer. COST projektet TU1206 Danmark står ikke alene med behovet for viden og modellering af undergrunden under byerne. GEUS og Odense Kommune har i forbindelse med projektet ovenfor deltaget i et EUprojekt, hvis formål er at opbygge viden på et internationalt plan (”SUB-URBAN - A European network to improve the understanding and use of the ground beneath our cities”). Den engelske geologiske undersøgelse (British Geological Survey) har sammen med andre geologiske undersøgelser i Nordeuropa taget initiativ til projektet. Projektet skal øge samarbejdet mellem de forskere og eksperter, som udvikler kendskabet til undergrunden i de urbane områder, og de aftagere, som kan få størst muligt udbytte af det, dvs. byernes beslutningstagere, planlæggere og andre udøvere (vandselskaber, konsulenter og entreprenører). COST projektet SUB-URBAN udgøres i dag af netværk på 29 lande med tilhørende byer. Projektet startede i 2013 og slutter i 2017, og det fokuserer på de indgåede storbyers forskelligheder og lighedspunkter. Som en del af projektet evalueres ”best practices” og teknikker for at imødekomme de specielle behov, der kendetegner kortlægningen af byernes undergrund. I dette projekt arbejdes der blandt andet på at finde ud af, hvordan man udvikler værktøjer til planlæggere og beslutningstagere, således at kendskabet til undergrunden integreres bedre, end den gør i dag i byernes udviklings- og klimatilpasningsplaner. Udfordringen er at integrere undergrunden og sikre, at beslutningstagerne inddrager viden om geologien og det grundvand, der er under byen – såvel i rum, som tid. DATAINDSAMLING I BYOMRÅDER - DET MULIGES KUNST VED OVERFLADENÆR DETAILKORTLÆGNING. GEOFYSISKE METODER OG INFILTRATIONSFORSØG Geofysiker Peter Thomsen Rambøll A/S [email protected] Fremtidens klimaforandringer forudser at have dramatisk effekt på vandet kredsløb, både i det åbne land, men i særdeleshed indenfor det bynære miljø. Hyppigere og kraftigere nedbørshændelser vil øge presser på vores afvandingssystemer. I områder hvor regnvand afledes til spildevandsnettet, vil nettet i perioder blive overbelastet i en sådan grad, at overfladeafstrømningen vil kunne blive påvirket af spildevand der trænger op fra det belastede spildevandsnet. I disse år ændres der på den måde regnvand afledes i mange eksisterende byområder. Ved ny udstykninger er det stort fokus på LAR-løsninger så som etablering af forsinkelses- og nedsivningsbassiner, nedsivningsgrøfter, regnvandsbede samt lokalt nedgravrede faskiner. Lokal afledning af regnvand er det muliges kunst, idet forhold som beliggenheden af grundvandsspejlet, tykkelsen af den umættede zone, samt de generelle hydrauliske forhold har stor betydning for, hvorvidt det er muligt af lave nedsivning, og for hvilken konsekvens de forskellige løsninger måtte have. For at minimere risikoen for øget omkostninger ifm. projektering af anlæg, er det vigtigt, at vurderingen af de hydrauliske forhold foretages på baggrund af det bedst mulige datagrundlag. Boringer giver punktinformation om beliggenheden af grundvandsspejlet, mens nedsivningstest giver punktinformation omkring den hydrauliske ledningsevne. I de sidste årtier har geofysiske metoder vist sig meget velegnede ved kortlægning af undergrunden, især i det åbne land. Geofysisk kortlægning i byområder vanskeligøres i høj grad af tilstedeværelsen af elektriske installationer, der påvirker data fra i sær de elektriske og elektromagnetiske metoder. Georadar (GPR) og Seismiske metoder har med nogen succes være anvendt ved kortlægning af undergrunden i byområder. Rambøll introducerede i 2013 DualEM421 metoden til detaljeret kortlægning af undergrunden, og har siden anvendt udstyret ved omkring 35 kortlægninger. DualEM421 er et multikonfigurations EM udstyr med dobbelte modtagerspoler i 1, 2 og 4 m, hvilket resultater i i alt 6 målte modstande i 6 forskellige dybder. Gennem geofysisk tolkning af de indsamlede data opnås en geofysisk lagfølgetolkning af de øverste 5-10 m. Udstyrets begrænsede størrelse gør det mulig at navigere rundt på mindre grønne arealer, samt parker og legepladser. I en modificeret håndholdt version DualEM21 kan udstyret anvendes til kortlægning af eksempelvis villahaver. En geofysisk DualEM421 kortlægning bidrager med fladedækkende information, der sammen med boringer og nedsivningstest kan udgøre et vigtigt datagrundlag med planlægning af LAR løsninger. Ved udvikling af arealer, der indgår i kommunernes lokalplaner, stilles der ofte krav om etablering af LAR løsninger, der betyder, at forsyningsselskabet kun skal levere en enkeltstrengs løsning til afledning af spildevand. Nedsivningspotentialet vurderes oftest på baggrund af et sparsomt datagrundlag, bestående af eksisterende materiale som boringer, jordartskortet, potentiale, terrænforhold, ofte suppleret med nedsivnings- infiltrationstest samt måling af grundvandsspejlet. Variabiliteten i den terrænnære geologi betyder at disse punktmålinger ofte langt fra er tilstrækkeligt til at beskrive de hydrauliske forhold. Geofysisk DualEM421 kortlægning har vist sig meget velegnet til at binde informationer fra punktmålinger sammen, således, at der dannes et fladedækkende overblik over de hydro-geologiske forhold. Såfremt en undersøgelse indledes med en geofysisk kortlægning med DualEM421 metoden, kan resultaterne anvendes til optimering af placeringen af planlagte lagfølgeboringer og nedsivningstest. Herudover vil resultaterne fra en DualEM421 kortlægning kunne indgår som input data i forbindelse med planlægningen af de orienterende geotekniske undersøgelser af området, figur 1. I præsentationen vises der eksempler fra kortlægning af områder i det bynære miljø samt fra områder, omfattet af kommunernes lokalplan. Kortlægningerne har her bidraget med vigtig information for forståelsen af de hydro-geologiske forhold. Udover de nævnte anvendelses områder har metoden været anvendt som en del af de geotekniske forundersøgelser ved projektering af vej, til arkæologisk kortlægning, kortlægning i forbindelse med naturgenopretningsprojekter samt ved forurenings kortlægning. Figur 1 På det store billede er tolkninger visualiseret i Geoscene3D. På det lille billede ses DualEM udstyret. DETALJERET GEOLOGISK MODELLERING I BYOMRÅDER MED SÆRLIGT FOKUS PÅ DET ANTROPOGENE LAG Geolog Tom Martlev Pallesen I•GIS A/S [email protected] Oversvømmelser og håndtering af overflade- og overfladenært vand er i stort fokus, særligt i byområder. Det skyldes en kombination af klimaændringer, hvor der ses hyppigere og kraftigere nedbørsbegivenheder, kombineret med store befæstelsesgrader og nedslidte kloaksystemer i mange byområder. Et detaljeret kendskab til overfladenære hydrogeologiske forhold er af stor betydning for at kunne regne på de overfladenære grundvandsstrømninger. I forhold til et stigende ønske om i videst muligt omfang at nedsive overfladevand lokalt, er kendskab til beskaffenheden af de overfladenære jordlag også af afgørende betydning. Nærværende præsentation inddrager data og resultater fra to cases. I begge cases er der opstillet detaljerede geologiske modeller for det antropogene lag (de øverste 5-10 m af lagserien) i to områder i Odense by. Begge cases demonstrerer desuden en ny tilgang til detailgeologisk modellering i byområder, hvor inddragelse af mere utraditionelle datatyper og modelleringsmetodikker er taget i anvendelse. Ledningsgrave og lignende strukturer adskiller sig ofte fra det intakte materiale og fyldlag, og kan afhængig af anvendt fyldtype fungere som underjordiske hydrauliske transportveje (eller barrierer) for overfladevand og overfladenært grundvand, og derved føre til utilsigtet spredning af eksempelvis grundvandsforurening, eller til lokale oversvømmelser i forbindelse med nedbørsbegivenheder. Den ene case - ”Thomas B. Thriges Gade” – er del af et større, nyligt afsluttet pilotprojekt, hvor der blandt andet har været fokus på udvikling af værktøjer og metodikker i bl.a. GeoScene3D til håndtering og indarbejdelse af strukturelle elementer som eksempelvis rørledninger med tilhørende tracéer, kældre samt veje og underliggende vejkasser. Disse strukturer er væsentlige i forhold til modellering af særligt det antropogene lag, som gennem årene ændres og udbygges som følge af menneskelig aktivitet, og derved bliver mere og mere komplekst. Thomas B. Thriges gade. Eksempel på data (rørledninger, bygninger og modelflader) Den anden case – ”Skibshuskvarteret” – omfatter også et pilotprojekt, hvor man på baggrund af en detaljeret geologisk model foretager hydrologiske modelberegninger til vurdering af, hvorvidt der kan etableres LAR-løsninger i et villakvarter. Dette projekt afprøver de nyudviklede metoder og værktøjer fra Thomas B. Thriges Gade. I dette projekt er det valgt i den geologiske model at modellere hydrauliske ledningsevner frem for lithologi. Den geologiske model er opstillet i to forskellige detaljegrader, hvor den højopløste model desuden inddrager geofysiske undersøgelser og infiltrationstests. L Skibshuskvarteret – modelleret hydraulisk ledningsevne I begge cases er de overfladenære jordlag, inklusiv det antropogene lag, modelleret som voxelmodeller, med cellestørrelser ned til 1x1x1 m. Modellerne, der horisontalt varierer mellem 0,4 og 9 km2, er koblet sammen med en nyligt opdateret regional hydrostratigrafisk model. Præsentationen har fokus på den praktiske tilgang i forhold til dataanvendelse, modeltype og metodikker anvendt i de to projekter, og formålet er at illustrere, hvad der i dag er muligt rent modelteknisk. Thomas B. Thriges Gade. Modelleret sandler forhold LAR OG URBAN-HYDROLOGISKE MODELBEREGNINGER I SKIBSHUSKVARTERET, ODENSE. SIMULERING AF LAR PÅ DETAIL OG REGIONAL NIVEAU Teamleder klimatilpasning, Ph.d. Jan Jeppesen ALECTIA A/S [email protected] I forbindelse med klimatilpasningsprojekter ønsker mange kommuner og forsyninger at investere i LAR-løsninger fremfor traditionelle rør- og bassinløsninger. Beslutningsgrundlaget for at vælge den traditionelle eller alternative LAR-løsning er i mange tilfælde præget af begrænset viden omkring de hydrogeologiske nedsivningsforhold og manglende viden omkring konsekvenser ved øget nedsivning. Øget nedsivning kan som bekendt medføre stigende grundvandsspejl under bygninger og afledte skader på fundamenter og bygninger. Dette indlæg præsenterer resultater fra et projekt, hvor er der udført hydrologisk og hydraulisk LAR-modellering med henblik på at øge vidensgrundlaget omkring LARnedsivningspotentialet i et 20 ha eksisterende villakvarter i Skibshus i Odense. Området med opland er fælleskloakeret og forsyningen kan se et besparelsespotentiale i at regnvandet håndteres ved LAR og lade eksisterende fælleskloak være spildevandsledning. Området ligger delvist lavt og geologien er præget af moræneler og jordarten er leret. Før modelleringsarbejdet er der udført kortlægning og indsamlet nye data på både offentlig og privat grund. Dataindsamlingen omfatter geotekniske boringer, geofysik, infiltrationstest i terræn samt slug-test i filtersatte boringer. Data er benyttet til opstilling af en detaljeret hydrogeologisk voxel-model, hvor der er taget højde for det antropogene lag i form af forløb af ledningsgrave, kældre, vejkasser m.m. Der er opstillet en detaljeret LAR-urban-hydrologisk model i ALECTIAs eget modelprogram, MODFLOW-LID, der kan simulere regnafstrømnings-processer og forskellige LAR-elementer (grønt tag, regnvandstanke, regnbede, faskine, vejbede, vandbremser m.m.) integreret med rodzone, umættet zone og grundvand. Der simuleres i et numeriske grid med grid-størrelser på 2x2 m for at simulere nedsivnings-processerne på den nødvendige detail-skala. LARpilotområdet simuleres i et såkaldt ”child-grid”, som igen kobles sammen med et ”parentgrid”, hvilket muliggør at simuleringen af LAR-nedsivning fra ét regnbed på detailniveau kan opskaleres til det regionale grundvandssystem (der benytte metoden MODFLOW-LGR, som er relativ ukendt i Danmark, men muliggør den vigtige opskalering fra lokal til regional effekt). Output omkring tilbageholdelse og forsinkelse ved LAR i tidsserier med regnhændelser kan gives som input til en model for afløbssystemet. MODFLOW-LID er benyttet på området til at simulere LAR- og nedsivningsmuligheder på matrikelniveau, som igen opskaleres til LAR-pilotområdet og det endnu større opland (se Figur 1 og 2). Fokus er på at maksimere mængden af regnvand som afkobles fælleskloakken. Der er endvidere specifik fokus på nedsivning i regnbede i terræn, hvorved det tilstræbes at øge fordampningen fra rodzonen på bekostning af nedsivning til det sekundære vandspejl, som er tæt på terræn. Modelleringen af LAR skal give resultater omkring muligheder og konsekvenser på matrikelniveau samt risikoen for at nedsivning genererer nedstrøms problemer med for højt grundvandsspejl og behov for øget dræning. LAR-modelleringen er som helhed benyttet som grundlag for at anvise en passende bæredygtig og optimeret LAR-strategi for området. Specifikke resultater omkring gevinsten ved at anvende regnbede - fremfor faskiner – med henblik på at øge fordampningen på bekostning af nedsivning, som forventes at være vanskelig i området. Den modelanviste mulige afkobling og forsinkelse ved LAR sammenholdes med behovet i forhold til at undgå nedstrøms opstuvninger i fælleskloakken og afledte oversvømmede kældre. Resultaterne tilsammen muliggør, at forsyning og kommune kan udføre en grundig planlægning og forvaltning af vandkredsløbet og trygt kan ansvise løsninger til borgerne og derved sikre implementeringen af en passende LAR-løsning for et område. Dette minimerer risikoen for fejlinvesteringer og utilfredse borgere. Figur 1: Modellen simulerer LAR på matrikelniveau. Figur 2: Modellen opskalerer resultater for påvirkning af grundvandsspejl fra matrikelniveau til oplandsskala. DET URBANE VANDKREDSLØB – EKSEMPLER PÅ UDFORDRINGER OG HÅNDTERINGER I AARHUS KOMMUNE Geolog Klaus Petersen Teknik og Miljø, Aarhus Kommune [email protected] Aarhus By er, som flere andre østjyske byer, særligt udfordret pga. den geografiske placering lavtliggende midt en i Ådal med åen der munder ud i havnen. Langs kysten kan problemerne med oversvømmelse være særlig kritiske pga. kombination med oversvømmelse fra et generelt stigende havniveau, opstigende grundvand fra baglandet og oversvømmelse fra skybrud – dertil kan så lægges forøget risiko for stormflod som følge af generelle ændringer i vindsystemerne, herunder forøget stormfrekvens, Klimaændringerne er dynamiske og udfordrer Aarhus Kommune på både kort og lang sigt og kræver dynamiske rammer for klimatilpasningen. Ændringerne skaber samtidig mulighed for at udnytte de kommende investeringer i klimatilpasning til at realisere de aarhusianske byvækstplaner om 450.000 indbyggere i år 2050. Særlig fokus er der på udviklingen i de lavtliggende centrale bydele samt byudviklingen i Danmarks største erhvervshavn, og kystområdet heromkring. Det urbane vandkredsløb er her væsentligt at kunne håndtere. Klimatilpasningsplanen (2014) hviler på en relativ overordnet kortlægning af oversvømmelsestruede områder - og i de udpegede indsatsområder udføres der detailkortlægning til vurdering af behov for konkret tilpasningsprojekter. Planen rækker til 2017 hvor den skal revideres bl.a. på baggrund af nye modelberegninger af oversvømmelsestruede områder ud fra en opdateret terrænmodel og evt. nye klimascenarier. Dertil kommer der ny supplerende viden om strømningsforhold og geologi i de terrænnære jordlag for både Aarhus by samt land- og kystområderne. Vi er kommet rigtigt langt med klimatilpasningstiltag i Aarhus kommune men der et løbende behov for mere viden for at kunne tilpasse os optimalt. Naturstyrelsen har stort set afsluttet grundvandskortlægningen i Aarhus Kommune i 2015 og der foreligger dermed et væsentlig opdateret vidensgrundlag, som kan understøtte den viden som allerede haves og yderligere skal udbygges på det hydrogeologiske område. Aarhus Kommune overvåger bl.a. det terrænnære grundvand for at samle viden om det urbane vandkredsløb til klimatilpasningen. Dertil kommer flere fælles hydrologiske modelleringsprojekter i samarbejde med bl.a. Aarhus Vand. Stigning i det terrænnære grundvand vil have en række konsekvenser, bl.a. underminering af veje og boliger, vandindtrængning i kældre, indsivning i kloakker ligesom nedsivningsmulighederne (LAR) begrænses. For at kunne planlægge i forhold til ændringer i grundvandsspejlets beliggenhed er der i 2013 påbegyndt en overvågning i henholdsvis Egå og Aarhus midtby. Den trafikale infrastruktur (vejene og letbane) repræsenterer en stor økonomisk værdi og er en forudsætning for, at Aarhus som samfund kan fungere, også under ekstreme vejrsituationer. Da mange investeringer har en lang tidshorisont er det nødvendig at vurdere og følge med i, hvordan klimaet udvikler sig i fremtiden. Hvordan sikrer vi og hvor langt frem mod oversvøm- melse fra havet. især områder nord for byen – men også ved havnen hvor byen til stadighed vokser ud er truet. Oversvømmelse fra Aarhus Å og Egå er væsentlige udfordringer som man er i fuld gang med at håndtere, bl.a. med sluse- og pumpeanlæg ved udmundingen af Aarhus Å. Spor 3 Onsdag 9. marts PFAS Afværge Indeklima ANALYSE OG KARAKTERISTIKER FOR PFAS Seniorforsker Rossana Bossi Aarhus Universitet, Institut for Miljøvidenskab [email protected] Introduktion Gennem de seneste 15 år er der blevet mere og mere opmærksomhed på en ny type persistente organiske forbindelser, som indeholder en alkylkæde på typisk mellem 4 og 12 kulstofatomer, hvor alle eller de fleste brintatomer er blevet erstattet af fluor. Dette gør kulstofkæden meget stabil og nærmest unedbrydelig i miljøet. Stofferne indeholder også en mere reaktiv funktionel gruppe, som kan være en alkohol, carboxylsyre, sulfonsyre, phosphorsyre eller derivativer af disse. I dag kendes mange hundrede per- og polyfluoroforbindelser (engelsk: perfluroalkylated substances, PFAS). PFAS er overfladeaktive stoffer med en ekstrem lav overfladespænding, og de afviser vand, fedt og snavs. PFAS finder størst anvendelse som imprægneringsmidler, i industrielle applikationer og f. eks. som overfladeaktive stoffer i brandslukningsskum. De mest kendte PFAS er perfluoroctansulfonat (PFOS) og perfluoroctansyre (PFOA). Analyse af PFAS Selv om perfluorforbindelser har været i brug i ca. 50 år, har det ikke været muligt at udføre en specifik analyse af de enkelte stoffer indtil for 15 år siden. Før var det kun muligt at bestemme total organisk bundet fluor, men denne metode er uspecifik. Perfluorsulfonater og perfluorcarboxylater er meget lidt flygtige og kan derfor ikke analyseres ved gas kromatografi uden derivatisering. Den mest følsom og specifik metode for disse stoffer er væskekromatografi koblet til dobbelt massespektrometri (LC-MS-MS) med electrospray som ioniseringsteknik. PFAS i det danske miljø PFAS blev påvist i det danske miljø for første gang i forbindelser med en nordisk undersøgelse foretaget i 2003 i Danmark, Norge, Sverige, Finland og Island. I en mere omfattende undersøgelse foretaget senere af AU blev forekomsten af PFAS undersøgt i punktkilder (indløb og udløb fra kommunale og industri rensningsanlæg; spildevandslam og deponi fra losseplads) og i ferskvand og marine recipienter. Resultater fra denne undersøgelse viste at der er en diffus PFAS kontaminering af det danske miljø, hvis niveau kan sammenlignes med de lande, hvor der ikke er direkte industriel produktion af perfluorforbindelser. PFAS i de arktiske områder PFAS bliver opkoncentreret gennem fødekæden og kan transporteres til fjerne områder langt fra kilderne (f. eks. Arktisk). Flere undersøgelser har påvist forekomst og akkumulering af PFAS i den arktiske fødekæden, i både Nord Amerika og Grønland. Isbjørne har meget høje koncentrationer af adskillige PFAS, især PFOS (op til 6 µg/g i lever), på grund af isbjørnens placering i toppen af den arktiske fødekæde. Eksponering og toksicitet De primære eksponeringer til PFAS ser ud til at være eksponering direkte for produktet, gennem fødeindtagelse eller ved inhalation/indtagelse af indendørs støv, men den nuværende viden er utilstrækkelig. Blodniveauer af PFAS i mennesker er blevet målt i mange lande, og PFOS blevet bestemt i meget højere koncentrationer end de andre PFAS. Typiske gennemsnitlige serumniveauer af PFOS i industrialiserede lande er 20-30 ng/mL med maksimale niveauer mindre end 100 mg/mL. Den næstmest fundne PFAS er PFOA med typiske gennemsnitlige serumniveauer på 3-5 ng/mL. PFAS optages let i kroppen, hvor de bindes til proteiner og især akkumulerer i blod, lever, nyrer og milt. Halveringstiden i menneskers blod er mindst 5 år, mens halveringstiden kun er nogle få dage i rotter. Den akutte giftighed af PFOS og PFOA er moderat, og førstnævnte er mest sundhedsfarlig. Giftigheden af de beslægtede stoffer vokser med kædelængden. Leveren er tilsyneladende det primære målorgan, og stofferne påvirker forskellige enzymer involveret i fedtstofskiftet. PFOS synes at være mere aktiv end PFOA mht. denne effekt, men igen er PFDA (perfluordecansyre) med en længere alkylkæde endnu mere aktiv end PFOA. PFAS TRUER VORES GRUNDVANDSRESSOURCE? EN SCREENING AF FORSVARETS AREALER. Civilingeniør Jette Kjøge Olsen, NIRAS, [email protected] Geolog Anne Mette Lindof, Forsvarsministeriets Ejendomsstyrelse, [email protected] Baggrund PFAS-forbindelser er en forkortelse for PerFluoroAlkyl og PolyFluorAlkyl forbindelser (Substances). PFAS-forbindelser findes i mange produkter på grund af deres særlige overfladeaktive egenskaber, idet de afviser både vand og fedt. Ud over deres anvendelse i mange almindelige husholdningsprodukter som bagepapir, madpapir og papemballage har PFAS været anvendt i en række andre produkter som kan udgøre en trussel mod grundvandet og miljøet. Miljøstyrelsen har i 2015 udført en vurdering af sundhedsmæssige effekter af PFAS, og der er fastsat et kvalitetskriterie for sum af 12 PFAS-forbindelser i drikke- og grundvand (0,1 µg/l) og jord (0,4 mg/kg TS). Årsagen til de ovennævnte reguleringer er, at der i slutningen af 90´erne blev fundet PFOS i blodplasma hos mennesker. PFOS og PFOA er kræftfremkaldende, reproduktionstoksiske og akut giftige og mistænkte for at være hormonforstyrrende. Desuden sker der bioakkumulering i mennesker og dyr. Formål Forsvarsministeriets Ejendomsstyrelse har iværksat undersøgelser for at identificere aktiviteter på Forsvarets arealer, hvor der kan have været anvendt produkter, der indeholder PFASforbindelser. Desuden undersøges om disse aktiviteter har givet anledning til forurening. Hovedfokus for disse undersøgelser har været at identificere en eventuel trussel mod grundvandet. Metoder og datagrundlag Den første fase af projektet involverede interviews med personale, der arbejder for Forsvaret og Beredskabsstyrelsen. Målet var at identificere aktiviteter, hvor der kunne have været anvendt PFAS-holdige produkter. PFAS-forbindelser har blandt andet været anvendt i maling, voks, hydraulikolie som anvendes i bremsesystemer til fly og i brandslukningsskum. Der er på denne baggrund udvalgt 13 af Forsvarets aktiviteter, der kan være relevante, at undersøge i relation til en eventuel forurening med PFAS-forbindelser i grundvandet. Efterfølgende er der udført grundvandsundersøgelser med filtersatte boringer omkring de udvalgte potentielle kilder, hvor både vand- og jordprøver er analyseret for 10-15 PFAS komponenter, herunder de 12 PFAS, som indgår i det danske kvalitetskriterium. Forsvaret har ved undersøgelser de seneste år og frem til slutningen af 2015 analyseret omkring 350 vandprøver for PFAS-forbindelser, heraf er 169 analyse udført nær aktiviteter, hvor der kan have været anvendt PFAS-holdige produkter. Analyseresultaterne fra disse 169 vandprøver er sammenstillet med henblik på at belyse forureningsgraden ved de enkelte aktiviteter. Undersøgelsen har bl.a. omfattet følgende aktiviteter: brandøvelsespladser på hhv. flyvestationer og ved Bredskabsstyrelsen, områder for udlægning af skum, håndslukningspladser, brandstationer, deponier/lossepladser, maleværksteder, voks og polish, hydraulikolie, våbenværksteder samt metalliseringsværksteder. Resultater Der er ved 10 af de undersøgte aktiviteter, herunder bl.a. brandøvelsespladser, deponier/lossepladser, diverse værksteder samt voks og polish, fundet forurening med PFASforbindelser i grundvandet over Miljøstyrelsens grundvandskvalitetskriterium. Kun ved én aktivitet, maling af fly, er der ikke påvist indhold af PFAS-forbindelser over analysemetodens detektionsgrænse i de analyserede vandprøver. Der er ved undersøgelserne fundet et betydeligt indhold af PFAS-forbindelser på op til 4.350 gange Miljøstyrelsens grundvandskvalitetskriterium i en vandprøve fra et område, hvor der udføres sigteøvelser med brandslukningskøretøjer. Dette indhold er over tre gange så meget som man har set ved andre screeningsundersøgelser i Danmark, men tilsvarende indhold er fundet ved militære områder i både Sverige og USA. De dominerende PFAS-forbindelser ved vandanalyserne har været 6 af de 12 PFASforbindelser: to langkædede forbindelser PFOA, PFOS og tre kortkædede PFPeA, PFHxA, PFHpA samt 6:2 FTS. Jordmatricen er undersøgt ved 6 aktiviteter, hvor der er udtaget vandprøver. Undersøgelserne af jordmatricen ved de enkelte aktiviteter har vist indhold af PFAS-forbindelser i 6 ud af 9 analyserede jordprøver med indhold på op til 11 gange kvalitetskriteriet. I de analyserede jordprøver er de dominerende PFAS-forbindelser PFOS og/eller 6:2 FTS for alle de undersøgte aktiviteter. Konklusion Resultater af screeningen på Forsvarets arealer har vist, at især brandøvelsespladser og områder med test at skumslukningsmidler udgør den største trussel mod grundvandsressourcen. Øvrige brandøvelsesaktiviteter, herunder f.eks. håndslukningspladser, oplag af skumvæske mv., vurderes også at kunne udgøre en risiko overfor grundvandsressourcen. Værkstedsaktiviteter og lossepladser/deponier vurderes i mindre grad at udgøre en risiko for grundvandet. Det skal dog nævnes, at vurderingen af værkstedsaktiviteterne og lossepladser/deponier er udført på et begrænset datagrundlag. SCREENINGSUNDERSØGELSE AF PFAS I GRUNDVANDET VED 5 RISIKOBRANCHER Civilingeniør Rikke Vinten Howitz Region Hovedstaden [email protected] Der har gennem de senere år været et stigende fokus på stofgruppen PFAS og disse stoffers spredning til det ydre miljø. Problemet med PFAS forbindelserne i det ydre miljø er, at de er svært nedbrydelige og tillige ophobes i fødekæden. Miljøstyrelsen har i 2014, efter en screening af grundvandets indhold af PFAS på et mindre antal lokaliteter, peget på fem brancher, hvor der potentielt er en særlig stor risiko for forurening med PFAS i grundvandet (jf. Miljøprojekt nr. 1600, 2014): Brandøvelsespladser for træning i slukning af oliebrande eller lignende Forkromningsindustrien Tæppeindustrien Malingsindustrien Fyldpladser for byggeaffald og ældre dagrenovationslossepladser. Særligt kan maling i byggeindustrien før 2002 have indeholdt PFAS-forbindelser Med baggrund i denne viden har regionerne udarbejdet fælles retningslinjer til udtræk af potentielle ”PFAS” lokaliteter fra regionernes jordforureningsdatabase (JAR). I Region Hovedstaden er der mere end 1600 muligt forurenede og forurenede lokaliteter, hvor der kan have været anvendt PFAS. For at få mere viden om omfanget af PFAS i grundvandet ved de fem risikobrancher, har Region Hovedstaden i 2015 gennemført en omfattende screeningsundersøgelse af 12 PFASforbindelser i grundvandet. Screeningsundersøgelsen er gennemført på 53 lokaliteter: 40 lokaliteter, der var prioriteret til indsats i 2015 grundet risiko for klorerede opløsningsmidler, uanset om det var indledende undersøgelser eller afgrænsende undersøgelser En lokalitet med losseplads, hvor der er moniteret for PFAS i grundvandet 12 lokaliteter med afværgeanlæg, hvor indløbsvandet er analyseret for PFAS Der er ved de 40 indledende og afgrænsende undersøgelser udtaget mellem en og otte vandprøver pr. lokalitet til analyse for PFAS (12 PFAS-forbindelser). De 40 lokaliteter vurderes branchemæssigt at fordele sig således: 29 lokaliteter med forkromningsindustri, fire lokaliteter med tæppeindustri, fem med malingsindustri og to lokaliteter med fyldplads/losseplads. Ved de indledende og afgrænsende undersøgelser er der på kun få lokaliteter (ca. 10 %) påvist indhold af PFAS over drikkevandskvalitetskriteriet for PFAS (sum af 12 PFAS-forbindelser: 0,1 µg/l). Der har på disse lokaliteter været forkromningsindustri, malingsindustri eller fyldplads/losseplads. På ca. halvdelen af lokaliteterne er der endvidere påvist spor af PFAS i grundvandet. På lossepladsen er der påvist spor af PFAS i grundvandet, men ingen overskridelser af drikkevandskvalitetskriteriet for PFAS. I indløbsvandet til de 12 afværgeanlæg, er der påvist spor af PFAS på 11 afværgeanlæg og overskridelser af drikkevandkvalitetskriteriet for PFAS i indløbsvandet på et afværgeanlæg. Overskridelsen af drikkevandskvalitetskriteriet for PFAS relaterer sig til en lokalitet med en brandøvelsesplads, mens de øvrige 11 afværgeanlæg relaterer sig til lokaliteter med de fire øvrige brancher. Konklusion Resultaterne af screeningen har samlet set vist: At der på ca. 70 % af lokaliteterne er påvist PFAS i grundvandet. At der på ca. 10 % af lokaliteterne er påvist indhold af PFAS over drikkevandskvalitetskriteriet for PFAS (sum af 12 PFAS-forbindelser). At der er påvist PFAS i grundvandet på lokaliteter med de fem risikobrancher. At der er påvist overskridelser af drikkevandskvalitetskriteriet for PFAS på lokaliteter med brandøvelsesplads, forkromningsindustri, malingsindustri og fyldplads/losseplads. FULD SKALA STIMULERET REDUKTIV DECHLORERING I KOMBINATION MED DIREKTE INJEKTION AF NULVALENT NANOJERN Civilingeniør Anne Gammeltoft Hindrichsen Geo [email protected] Chlorerede opløsningsmidler har været anvendt i vidt omfang på transformerstationer i Danmark som affedtningsmiddel til at rengøre tranformerne. Anvendelse har i mange tilfælde ført til jord- og grundvandforurening med chlorerede opløsningsmidler. Geo har udført miljøundersøgelser og efterfølgende afværgeforanstaltninger på transformerstationer for DONG Energy A/S. Dette har været udført som en del af et stor-skala initiativ fra DONG Energy A/S målrettet miljøundersøgelser og oprensninger på transformerstationer. I 2012 og 2013 har Geo blandt andet udført fuld-skala oprensning med stimuleret reduktiv dechlorering (SRD) på 3 transformerstationer forurenet med chlorerede opløsningsmidler (TCE og PCE). Som substrat blev anvendt økologisk rørmelasse, og der blev tilsat bakteriekulturen KB1® for at øge antallet af specifikke nedbrydere på lokaliteten. Der blev observeret nedbrydning af moderprodukterne (PCE og TCE), men også akkumulering af nedbrydningsprodukterne cis-DCE og vinylchlorid. På grund af akkumuleringen af nedbrydningsprodukterne blev det besluttet at udvide oprensningsstrategien med anvendelse af nulvalent nanojern (nZVI, type NANOFER 25S), da det i andre tilfælde var vist, at stimuleret reduktiv dechlorering i samarbejde med nZVI medførte fuld nedbrydning af de chlorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter heraf. På den ene lokalitet er kombinationsmetoden med SRD og nZVI udført i et område, mens der kun er tilsat nZVI i et andet område. Resultaterne viser stor forskel i effektiviteten af den tilførte nZVI. I indlægget præsenteres resultaterne af fuldskala oprensningerne med kombinationen af stimuleret reduktiv dechlorering med melasse og nZVI på de 3 lokaliteter. Forskellene mellem kombinationsmetoden og enkeltmetoderne vil blive diskuteret med baggrund i resultaterne fra lokaliteten, hvor begge metoder er anvendt. Herudover diskuteres betydningen af rækkefølgen af hvilke metoder der igangsættes, idet den biologiske stimulering normalt foretages som en slutpolering, mens vi her som noget nyt injicerer nZVI til sidst i forløbet med et godt resultat. Der er udført fuldskala oprensning på 3 lokaliteter. På alle lokaliteter er der indtil videre udført 2-4 moniteringsrunder efter tilsætning af nZVI, ved hver moniteringsrunde er der prøvetaget ca. 20 boringer. Før tilsætning af nZVI er der endvidere udført ca. 4 moniteringsrunder pr. lokalitet med prøvetagning i de samme boringer. Der foreligger således et stort datagrundlag fra de sidste ca. 4-5 år. Resultaterne fra de 3 lokaliteter hvor der har været udført SRD før injektion med nZVI viser stigende koncentrationer af VC, ethen og ethan og stigende dekloreringsgrad (DKG%) efter injektion med nZVI på lokaliteterne, hvilket indikerer at der sker fuld nedbrydning af de chlorerede opløsningsmidler, og at der dermed ikke sker akkumulering af nedbrydningsprodukter længere. Koncentrationerne af chlorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter heraf er meget tæt på stopkriteriet for oprensningerne. På lokaliteten hvor kombinationsmetoden er udført i den ene område og der kun er injiceret nZVI i det andet område er resultaterne sammenlignet. I området med kombinationsbehandlingen ses stigning i koncentrationen af ethen og ethan samt stigende DKG% efter injektionen af nZVI. I området hvor der ikke er forbenhandlet med SRD påvises der ikke fald i koncentrationen af chlorerede opløsningsmidler og DKG% er konstant før og efter injektion af nZVI. Resultaterne fra de 3 oprensninger med injektion af nZVI indikerer stærkt, at forbehandling med SRD med melasse som donor vil øge nedbrydningen af chlorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter heraf, og at problemerne med akkumulering af nedbrydningsprodukter på lokaliteterne er løst ved hjælp af anvendelse af nZVI som slutbehandling i kombination med SRD som forbehandling. MOBILISERING AF OLIE MED SURFACTANTER - ERFARINGER MED MONITERING OG DOKUMENTATION UNDER OG EFTER FULDSKALA IN-SITU OPRENSNING AF KILDEOMRÅDE Civilingeniør Søren Rygaard Lenschow NIRAS A/S [email protected] Civilingeniør, eksperticechef Anders G. Christensen, NIRAS A/S Civilingeniør, fg. sektionschef Mette Marie Mygind og geolog, Anne Mette Lindof, Forsvarsministeriets Ejendomsstyrelse Ph.D, Phillip C. de Blanc, GSI Environmentals Inc. TX, USA Ph.D. Konstantinos Kostarelos, University of Houston, TX, USA Forsvarsministeriets ejedomsstyrelse har i gangsat en oprensning af et ca. 1.000 m2 kildeområde med jet fuel på et tankområde. Oprensningen sker ved mobilisering af mobil og residual fri fase af olie fra toppen af et sandet grundvandsmagasin, hvor en speciel udviklet blanding af anioniske surfactanter injiceres i kombination med en saltopløsning via boringer med henblik på at nedsætte grænsefladespændingen. Derved mobiliseres olien, som oppumpes fra nedstrøms beliggende pumpeboringer. Det oppumpede grundvand med fri olie og microemulsion behandles on-site. Oprensningen udføres i 8 etaper. På grund af tekniske udfordringer ved opblanding og injektion af surfactanter og ved rensning af det oppumpede grundvand er projektet forsinket, og der er primo februar 2016 gennemført 2 etaper. Effekter af in-situ oprensninger kan være svære at dokumentere, da der kan være mange usikkerheder ved prøvetagning og analysemetoder før, under og efter en oprensning er gennemført samt ofte store variationer i forureningsudbredelse over korte afstande. Ofte skal effekter vurderes på baggrund af en række indicier på baggrund af resultater af forskellige måle- og analysemetode. Med henblik på at vurdere udbredelse af salt og surfactanter i de forurenede jordlag, er saltkoncentrationer bestemt ved ledningsevnemålinger (der er lineær sammenhæng mellem elektrisk ledningsevne og chlorid koncentration). Ledningsevnen er bestemt ved målinger på grundvand fra niveauspecifikke moniteringsfiltre placeret mellem injektions- og pumpeboringerne. Endvidere er der udtaget vandprøver fra pumpeboringer, og der har været opsat dataloggere med ledningsevnemålere i udvalgte pumpeboringer. Derudover er der under etape 1 og 2 udført analyser for surfactanter på vandprøver fra moniteringsfiltre og pumpeboringer. Analyserne udføres af Aalborg Universitet ved titrering med Benzethoniumchlorid. På baggrund af moniteringsdata vurderes det, at der generelt er en god udbredelse af injektionsvæskerne, som ikke trænger dybt ned i magasinet, hvor de ikke gør nytte, og injektionsvæskernes transporttid fra injektions- til pumpeboring er 6-8 timer. Eksempel på gennembrudskurve fra salt (målt som ledningsevne) er illustreret i figur 1. Fig. 1: Gennembrudskurve for salt i pumpeboring, etape 1 Før, under og efter injektion for de to udførte etaper er der udtaget en række vandprøver til analyse for oliestoffer ved GC-FID. Resultater fra etape 2 er fremstillet i figur 2a. På baggrund af pumpeflow og koncentrationer er fjernelses hastighed (kg kulbrinter/time) samt akkumulere massefjernelse illustreret i figur 2b. Figur 2a og 2b: Koncentrationsændringer i oppumpet grundvand (a) samt massebalance for fjernede mængder olie og fjernelsesrate (b), etape 2 Massebalance ved etape 2 viser en fjernelse på mere end 900 kg kulbrinter. Ved etape 1 blev der fjernet 70 kg kulbrinter, men oliemætningen i dette område var ved start væsentlig lavere end i etape 2. Endvidere viser figuren for akkumuleret fjernet oliemængde et forløb for både etape 1 og 2, som er i overensstemmelse med tidligere udførte kolonneforsøg i laboratoriet og numeriske modelsimuleringer. Under gennemførelse af etaperne blev vandrensningsanlæggets olieudskillere overvåget og om nødvendigt afskimmet for fri fase. Ved etape 1 blev der ikke observeret fri fase, mens der ved etape 2 blev afskimmet ca. 4 m3 olieemulsion, som er en blanding af vand, surfactanter og olie. Ved temperering af prøver af emulsionen udskilles olien delvis, og der er estimeret et indhold på ca. 15 %. Kemisk analyse af emulsionen viser et olieindhold på ca. 100 g/l. På denne baggrund er mængden af fri fase i etape 2 bestemt til 400-500 kg olie. Derudover er opløst olie (mikroemulsion) passeret olieudskillerne, hvilket kan forklare forskellen mellem de to opgørelser. Udskillelse af olieemulsion ved etape 2 var sammenfaldende med de høje koncentrationer og massefjernelses hastighed. Efter etape 1 og 2 er der gennemført målinger med en UVOST direct push sonde, som med høj opløsning af data, bestemmer de vertikale reduktioner i oliemætningen – idet der er lavet målinger inden opstart af oprensningen. Metoden måler oliemætning ved Laser Induceret Fluorescens (LIF), og metoden er for lokaliteten tidligere kalibreret på baggrund af analyseresultater fra nærliggende boringer. I forbindelse med de senest udførte sonderinger er sammenhængen mellem LIF-sondens udslag kontrolleret ved måling på jordprøver, som efterfølgende er analyseret for indhold af kulbrinter. I området for etape 1 viser 4 udførte LIFsonderinger enkelte spor af fri fase. I området for etape 2 viser 16 udførte LIF-sonderinger at reduktioner af oliemætningen vertikalt varierer 70 – 99 % gennemsnitligt. Figur 3a og 3b viser vertikale profilsnit med oliemætning ved LIF-sonderinger udført før (a) og efter oprensning (b). Ved metoden er der påvist restforurening i afgrænsede horisonter med koncentrationer af kulbrinter op til 5.000-7.000 mg/kg. Gennemførelse af etape 1 og 2 viser at metoden er velegnet til at mobilisere fri fase fra kildeområdet, og at der i gennemsnit sker en fjernelse af kildestyrken med 1-2 størrelsesordener. Der kan dog stedvis forekomme horisonter med relativt høje kulbrintekoncentrationer. Figur 3a: Profilsnit med LIF-sonderinger som viser oliemætning før oprensning, etape 2 Figur 3b: Profilsnit med LIF-sonderinger som viser oliemætning efter oprensning, etape 2 ERFARINGER OG RESULTATER FRA AFVÆRGETEST AF STIMULERET AEROB NEDBRYDNING AF EN PESTICIDPUNKTKILDE I SKELSTOFTE. Civilingeniør, ph.d. Katerina Tsitonaki Orbicon A/S [email protected] Katrine Smith, Miljøstyrelsen Hasse Milter, Region Sjælland Anders Johansen, Ulrich Bay Gosewinkel og Tue Kjærgaard Nielsen; Aarhus Universitet, Sandra Roost, Kresten Andersen, Lars C. Larsen, Orbicon A/S Baggrund En del af pesticidforureningen af det danske grundvand stammer fra punktkildeforureninger. I Danmark, og i udlandet er der kun begrænsede erfaringer med oprensning af forureninger, som er konstateret ved pesticidpunktkilder. Et af de få eksempler af in situ afværge er udført på Skelstofte, hvor Region Sjælland har afprøvet in situ stimuleret aerob nedbrydning i pilotskala. Projektet er delvis finansieret under Miljøstyrelsens Teknologiudviklingspulje og delvis af Region Sjælland. Formålet med projektet var at udføre en pilottest, hvor aerob nedbrydning af phenoxysyrepesticider stimuleres ved tilsætning af ilt suppleret med tilsætning af specifikke phenoxysyrenedbrydende bakterier. Pilottestens formål var at vurdere teknikkens egnethed i forhold til oprensning af punktkilder. På lokaliteten har det, på trods af en større opsporingsundersøgelse, ikke været muligt at lokalisere hotspottet i moræneleret. Beregninger viste, at hotspotområdet kunne være så lille som fire m2. Dog ses der i det øvre sandmagasin et indhold af phenoxysyrer pesticider på over 100µg/l. I forbindelse med pilotforsøget er der udført en omfattende monitering, der viser store variationer i indholdet af phenoxysyrer pesticider i den samme boring samt i boringer med en indbyrdes afstand på mindre end 2 meter. Metoden Der blev udlagt to testfelter i det øvre sangmagasin, hvor der tildigere var konstateret indhold af phenoxysyrer-pesticider på ca. 120 µg/l. I testfelterne blev der tilført ilt og bakterier i magasinet med det formål at skabe en bioaktiv zone, der fungerer som et gardin mod nedsivende/tilstrømmende forurening. I det ene testfelt er der udelukkende tilsat ilt, mens der i det andet er der tilført ilt og efterfølgende specifikke nedbrydere af slægten Sphingomonas, for at undersøge om dette gav en mærkbar forøget nedbrydning i forhold til det første testfelt, hvor de naturligt forekommende bakterier eventuelt var adapteret til at kunne nedbryde phenoxysyrer pga. den årelange eksponering hertil. I hvert testfelt blev der etableret fire moniteringsboringer, hvor der løbende blev målt koncentrationer af phenoxysyrer, ilt samt mikrobielle parametre (antal og aktivitet af specifikke nedbrydere). Tilsætning af ilt til sandmagasinet er udført ved brug af diffusere. Resultater og konklusion Det var muligt at etablere iltede forhold i begge testfelter. I testfelt 1 har iltkoncentrationen været lavt, trods en øget tilførsel. Til gengæld er der i testfelt 2 en god spredning af ilt over hele testfeltet. Målingerne at den vertikale variation i iltspredning viste som forventet højere iltniveauet i magasinets øverste del, men den vertikale variation var meget mindre end den horisontale. Resultaterne af de supplerende laboratoriemålinger viste et meget lavt antal naturligt forekommende bakterier. Mineraliseringsforsøg af dichlorprop med prøver fra de to testfelter viste, at der kun foregik mineralisering i det bioaugmenterede testfelt. Selvom laboratorieforsøg viste, at nedbryderbakterier kunne bevæge sig i jorden med en hastighed på få cm pr dag, så udviste bakterierne ikke samme udbredelse in situ. Ud fra resultaterne i dette feltstudie ser det ud til, at Sphingomonas herbicidovorans MH har sådanne egenskaber og er i stand til at overleve i længere perioder (måneder). Ligeledes var de metabolisk intakte mht. nedbrydning af dichlorprop. Ved fremtidig forsøg skal der overvejes alternative metoder til bioaugmentering, der sikrer en større spredning af bakterierne, eksempelvis ved direct push eller injektion i flere boringer. Resultaterne viste, at der i næsten alle moniteringsboringer er sket et fald i koncentrationen af dichlorprop i forbindelse med, at forholdene blev aerobe, og der blev tilsat bakterier. Ved pilotforsøgets afslutning var koncentrationerne af dichlorprop i begge testfelter under detektionsgrænsen. Det er ikke muligt at konkludere, om faldet i dichlorprop koncentrationer skyldes nedbrydning eller andre processer (såsom naturlig variation), da data fra mineraliseringsforsøgene ikke udviser nedbrydningspotentiale i moniteringsbrøndene. En mulig forklaring kan være, at nedbrydning på feltlokaliteten skyldes bakterierne i jordprøverne, som ikke er til stede i et stort nok antal i de udtagne vandprøver, men findes i jordmatrix. En anden forklaring kan være, at tilførsel af ilt og bakterier har skabt en slags permeabel barriere, og dermed reducerede koncentrationen af dichlorprop i det i boringerne indstrømmende vand til lavere niveauer. Pilotforsøget illustrerer nødvendighed for flere ”lines of evidence”, når det kommer til dokumentation af nedbrydning i feltet. BYFORNYELSESLOVEN OG INDEKLIMAPROBLEMER Specialistadvokat (L) Jacob Brandt Bech-Bruun advokatfirma [email protected] Indledning Regionerne støder under udførelsen af den offentlige indsats i henhold til jordforureningslovens kap. 3 ofte på indeklimaproblemer i boliger. Prioriteringen af de begrænsede midler under den offentlige indsats indebærer, at afværge af de konstaterede indeklimaproblemer kan have lange udsigter. I sådanne situationer bliver det kommunens opgave at overveje, om der er grundlag for at træffe afgørelse i medfør af byggeloven eller byfornyelsesloven, herunder evt. i form af påbud til grundejeren. Byfornyelseslovens anvendelse på indeklimaproblemer som følge af jordforurening Byfornyelsesloven fokuserer i lighed med byggeloven ikke på årsagen til, at en bolig måtte være sundhedsfarlig. Byfornyelsesloven fokuserer alene på, at boliger ikke må være sundhedsfarlige. Det er særligt byfornyelseslovens kapitel 9 om kondemnering af sundhedsfarlige boliger, der er relevant for indeklimaproblemer som følge af jordforurening. Ifølge bestemmelserne i kapitel 9 er kommunerne forpligtede til at føre tilsyn med sundhedsfarlige boliger, ligesom kommunerne har mulighed for at meddele påbud om afhjælpning af sundhedsfare samt forbud mod ophold i kondemnable bygninger. For så vidt angår anvendelse af byggeloven til løsning af indeklimaproblemer, der skyldes jordforurening, har landsretten slået fast, at byggeloven kun finder anvendelse, hvis der ikke er udsigt til, at problemerne kan løses under jordforureningsloven.1 Det er fristende at drage en lignende konklusion for byfornyelsesloven. Udlændinge- Integrations- og Boligministeriets vejledning om kondemnering angiver imidlertid udtrykkeligt følgende: ”Hvis der ifølge anden lovgivning foreligger ulovlige forhold vedrørende ejendommen, behandles disse forhold efter den lovgivning, de er i strid med og af den myndighed, som varetager den pågældende lovgivning. Det forhold, at der gribes ind efter anden lovgivning, tilsidesætter dog ikke kommunalbestyrelsens forpligtelse til at gribe ind efter byfornyelseslovens kondemneringsbestemmelser, hvis der foreligger nærliggende fare.” (min understregning).2 Vejledningen lægger op til, at der skal foretages en selvstændig sagsbehandling under byfornyelsesloven – uafhængigt af en evt. sagsbehandling under jordforureningsloven. I lyset af byfornyelseslovens udtrykkelige ordlyd om sikring af sundhedsfarlige boliger, som har et utilfredsstillende indeklima, er vejledningens udlægning af retsstillingen efter min vurdering korrekt. Pligten til at initiere en selvstændig sagsbehandling efter byfornyelsesloven afskærer ikke kommunen fra at koordinere sin sagsbehandling med regionen. Eksempelvis kan der være udsigt til, at boligen prioriteres af regionen til en offentlig indsats, jf. jordforureningslovens §§ 1 2 U.2009.1061V. Vejledning nr. 9350 af 18. maj 2015 om kondemnering. 17-19, hvorved en koordinering kan sikre, at grundejeren eksempelvis ikke meddeles et påbud til at udføre foranstaltninger, som planlægges udført af regionen inden for en overskuelig tidshorisont, som det er forudsat i betænkningen og Fredericia-dommen. Sagens oplysning Der er ikke i byfornyelsesloven i lighed med miljøbeskyttelseslovens § 72 eller jordforureningslovens § 40 særskilt hjemmel til at meddele påbud om undersøgelse af en forurening med henblik på at klarlægge, hvordan en evt. afgørelse om påbud om afværge skal målrettes og udformes. Det er følgelig kommunalbestyrelsens ansvar at sikre sagens oplysning. Kommunen vil dog sædvanligvis ikke stå helt alene med opgaven om at oplyse sagen. Regionen forestår, når et areal, eksempelvis pga. forurenet indeklima i en bolig, er kortlagt på vidensniveau 1, jf. jordforureningslovens § 3, stk. 1, ”tekniske undersøgelser i form af opgravninger, boringer, analyser eller lignende en kortlægning af den mulige jordforurening frem til vidensniveau 2”, jf. jordforureningslovens § 7, stk. 1. Kortlægningen frem til vidensniveau 2 kan dog godt lade vente på sig, idet eneste tidspres, som regionen reelt er underlagt er en anmodning fra grundejeren om afklaring, hvorefter regionen har et år til at gennemføre undersøgelserne, jf. jordforureningslovens § 7, stk. 3. Ofte vil regionens undersøgelser være årsagen til, at man bliver opmærksom på indeklimaproblemer i en bolig. Kommunen vil derfor ofte kunne få detaljerede oplysninger om forureningen fra regionen, men der kan på den anden side også være sager, som af hensyn til sundheden for beboerne har en sådan hastende karakter, at regionen ikke i tide vil have tilvejebragt viden, der kan udnyttes af kommunen. Byfornyelseslovens håndtag Byfornyelsesloven indeholder et koncept for håndtering af boliger, som på grund af sundhedsfare er uegnede til beboelse, herunder regler om tilskudsordninger, forbud (kondemnering), påbud af afhjælpning og mulighed for genhusning. Loven lægger i vid udstrækning ansvaret for at sikre sunde boliger hos kommunen, mens byrden forbundet med boligens forbedring – ikke mindst økonomisk – med undtagelse af udgifter til midlertidig genhusning må bæres af grundejeren. Særligt om kondemnering I tilfælde af konstateret sundhedsfare har kommunalbestyrelsen pligt til at gribe ind ved at nedlægge forbud mod bygningens benyttelse til beboelse eller ophold for mennesker, jf. byfornyelseslovens § 76, stk. 1.3 Dette giver den uheldige bivirkning for en kondemneret bolig, at der ikke består en akut fare for boligens beboere, hvilket uvægerligt vil få indflydelse på regionernes prioritering af de begrænsede midler. En kondemnering kan således betyde, at andre boliger prioriteres på den kondemnerede boligs bekostning, fordi en kondemneret bolig ikke udgør en aktuel fare for menneskers sundhed. Kondemneringen kan efter min vurdering lovligt inddrages i regionens prioritering af afværgemidlerne i den offentlige indsats under jordforureningslovens kap. 3. 3 Vejledning nr. 9350 af 18. maj 2015 om kondemnering, afsnit 1.1. og 5.1. CFD-SIMULERING AF PASSIV COMPARTMENT -VENTILERING SOM INDEKLIMAAFVÆRGE Civilingeniør Bjarke N. Hoffmark COWI A/S [email protected] Specialkonsulent, civilingeniør Line Mørkebjerg Fischer, Region Hovedstaden Specialkonsulent, civilingeniør Mariam Wahid, Region Hovedstaden Civilingeniør Tage V. Bote, COWI A/S Cand. scient. (miljøkemi og sundhed) Morten Dreyer, COWI A/S Civilingeniør Jacob Bukh, COWI A/S Baggrund og formål COWI er i samarbejde med Region Hovedstaden i gang med optimere en indeklimaafværge der baseres på balanceret passiv ventilering af nyetablerede gulvkonstruktioner. Metoden, der bygger på etablering af velafgrænsede krybekælder-sektioner (compartments), har med gode resultater været etableret på en håndfuld afværgesager, primært i Region Syddanmark. I nærværende projekt er der foretaget CFD-simuleringer (Computational Fluid Dynamics) til dokumentation og optimering af afværgemetodens effektivitet. Formålet med indlægget er at dele de nyeste erfaringer inden for indeklimaafværge, særligt udfordringen ved etablering af tilstrækkelig effektive passive afværgesystemer at præsentere baggrunden for og resultaterne af CFD-simuleringerne at præsentere den efterfølgende implementering af afværgemetoden på en konkret lokalitet Metode og resultater Det er ved passiv indeklimasikring et ønske at etablere ventilationsløsninger, hvor der er et minimum af driftskontrol og som ikke indeholder bevægelige eller mekaniske dele. En mulig afværgemetode er de passive balancerede ventilationsløsninger eks. compartment-ventilering, hvor driftskontrol foretages ved blot at sikre, at luftindtag og afkast ikke er tilstoppede, så der opretholdes en fri og uhindret luftpassage til ventilationssystemet. De indledende erfaringer med etablering af compartment-ventilering tegner et billede af en yderst effektiv passiv ventilationsløsning med lavt modtryk, høje luftflows og dermed store luftskifte til følge. Metoden vurderes at være særdeles velegnet til at håndtere de ofte meget små drivende tryk-forskelle, der er mellem inde- og udeluften. Dette er et af de vigtige parametre, der skal håndteres for at opnå en succes ved etablering af en passiv indeklimaafværge. CFD, eller fluidmekanik, omfatter analyser inden for flow-simulering af væske og gasser samt termiske beregninger. Simuleringerne kan anvendes til bestemmelse af luftmodstand, laminare- og turbulente strømningsprofiler, strømningshastigheder, tryktab og kraftreaktioner. Som noget nyt er det med CFD-simuleringer forsøgt, at simulere luftstrømmen i de etablerede compartments. Dermed er det dels muligt at dokumentere effekten samt at optimere metoden ved at opstille forskellige scenarier for simuleringerne. Dermed kan man sikre en mere optimeret løsning uden udgifter til testopstillinger, prototyper og laboratorieforsøg. Konklusion CFD-simuleringerne har været et nyttigt værktøj til at optimere og evaluere compartmentmetoden. Vi har i dag fået en bedre forståelse af metodens virkemåde og effektivitet og dermed forudsætningen for yderligere at kunne optimere afværgemetoden. METODER TIL KLOAKMÅLING – HJÆLP TIL VURDERING AF SPREDNINGSVEJ FOR FORURENING TIL INDEKLIMA Teamchef Louise Skytte Clausen NIRAS A/S [email protected] Miljøingeniør Karin Birn Nielsen, Region Midtjylland Formål Formålet med projektet er overordnet at udvikle anbefalinger til, hvordan luftmålinger i kloak og ved forskellige tekniske installationer (toiletter, håndvaske, gulvafløb m.v.) kan gennemføres. I forbindelse med dette projekt er der udført undersøgelser i tre faser. Fase 1 er erfaringsopsamling, fase 2 er laboratorieforsøg, og fase 3 er feltforsøg. I forbindelse med erfaringsopsamlingen i fase 1 er de fem regioner blevet kontaktet for at indhente oplysninger om deres erfaringer med kloakmålinger i forbindelse med forureningsundersøgelser. På baggrund af informationerne fra erfaringsopsamlingen er der i fase 2 udført en række laboratorieforsøg. Disse forsøg er udført af Statens Byggeforskningsinstitut. I fase 3 er konklusionerne fra laboratorieforsøgene brugt til feltforsøg på 3 lokaliteter i Region Midtjylland. På baggrund af de udførte undersøgelser er der udarbejdet anbefalinger til gennemførelsen af luftmålinger i kloak og ved tekniske installationer tilkoblet denne. Nærværende abstract vil overordnet gennemgå de 3 faser samt beskrive de indledende anbefalinger til, hvordan der måles i kloakken. Fase 1 – Erfaringsopsamling De 5 regioner er blevet spurgt til deres erfaringer med kloakmålinger i forbindelse med forureningsundersøgelser. Formålet med denne erfaringsopsamling har været at indhente viden om, i hvor stort et omfang regionerne undersøger kloakkerne, samt ikke mindst hvordan kloakmålinger udføres i forbindelse med fastlæggelse af spredningsveje for jord- og grundvandsforurening til indeklimaet. Der er indsamlet 45 undersøgelsesrapporter, der beskriver undersøgelser, hvor der er foretaget kloakmålinger. Overordnet kan der konkluderes, at undersøgelser af kloakken er udført på flere forskellige måder: Passive målinger i samlebrønde, aktive målinger bag vandlåse og i faldstammer med opsamlingstider varierende fra 10 til 100 minutter med et flow på 1l/min. Aktive målinger over vandlåse og aktive målinger i indeklimaet som referencemålinger i forhold til målinger ved vandlåse. I forbindelse med erfaringsopsamlingen kunne det konstateres, at der på trods af manglende retningslinjer udføres målinger i forbindelse med kloaksystemet overordnet relativt ens af de enkelte rådgivere og regioner. Målinger i samlebrønde udføres generelt som passive langtidsmålinger, målinger i faldstammer bag og over vandlås samt referencemålinger i indeklimaet udføres som aktive kortidsmålinger. På baggrund af de indsamlede data er det ikke muligt at konkludere, at der findes en entydig sammenhæng mellem koncentrationer hverken ”bag vandlås i forhold til over vandlås eller bag vandlås i forhold til referencemåling i indeklimaet. Dette er forventeligt, idet forureningsfluxen fra ”bag vandlås” til ”over vandlås” og til ”referencemåling” bl.a. vil være afhængig af utætheder ved/omkring vandlåsen. Denne sammenhæng kan give viden om, hvorvidt forureningsflux fra kloakken er en primær/betydende spredningsvej for forurening til indeklimaet. Fase 2 - Laboratorieforsøg Formålet med laboratorieforsøgene har været at undersøge, hvordan de aktive målinger hhv. bag og over vandlåsen bedst udføres for at få så retvisende resultater som muligt. Laboratorieforsøgene med prøvetagning bag ved vandlåse/i faldstammer har vist, at prøvetagningsmetoden med opsamling via slange gennem toilettet kan benyttes. Forsøgene med måling over vandlåsen giver forskellige resultater afhængig af, om denne er tæt eller utæt. Hvis vandlåsen er utæt, vil der blive suget sporgas (forurening) op gennem vandlåsen fra kloakken og ind i målingen. Ved en tæt vandlås og et fast volumen over vandlåsen kan vandlåsen ved laboratorieforsøget blive suget tom for vand. På baggrund af de udførte laboratorieforsøg vurderes det, at metoden kan anvendes til at vurdere, om en vandlås er tæt eller utæt. Endvidere vurderes det på baggrund af laboratorieforsøgene, at det er særdeles vigtigt at sikre, at vandlåsen er tæt. Små utætheder kan medføre hurtig spredning af gassen fra systemet til indeklimaet. Fase 3 - Feltforsøg På baggrund af de udførte laboratorieforsøg er der udført feltforsøg på 3 udvalgte lokaliteter. Formålet med feltforsøgene har været at teste prøvetagningsmetoderne fra laboratoriet af i felten. Det har bl.a. været ønsket at opnå et indtryk af, hvad der sker med koncentrationsniveauet i kloaksystemet undervejs i en måling for derved at kunne tage stilling til det rette volumen for prøven. Det har endvidere været ønsket at opnå en viden i forhold til, om der er forskel på prøver udtaget fra henholdsvis udluftede og ikke udluftede faldstammer. På baggrund af de udførte feltforsøg vurderes det, at der ved udtagning af en prøve fra bag vandlåsen vil ske en påvirkning af koncentrationerne i faldstammen. Dette kan enten være ved fortynding (ved at suge udeluft ind i faldstammen) eller ved opkoncentrering (ved at suge forurenet poreluft fra jorden ind i en faldstamme, der ikke er udluftet). Derfor vurderes det særdeles vigtigt, i forbindelse med udtagning af prøver bag vandlåsen, at undersøge kloaksystemet for, hvordan det er udluftet. Endvidere er det vigtigt at vide, hvor tæt på hotspot prøven udtages, og om der evt. er utætheder i kloakken i nærheden af selve målepunktet. Dernæst vurderes det, at der bør udtages en mængde luft, der sikrer, at der opsamles en repræsentativ prøve fra faldstammen samtidig med, at der hverken sker en væsentlig fortynding eller opkoncentrering. Ved udtagning af prøver over vandlåsen vurderes prøvetagningsmetoden at være anvendelig, hvis man ønsker at undersøge, om en vandlås er tæt. Denne undersøgelse kan med fordel udføres, efter at der er påvist en forurening af luften i selve kloaksystemet. I forbindelse med, at der udtages målinger i kloaksystemet, er det vigtigt at vurdere flere forskellige forhold. Det anbefales derfor at anvende et fyldestgørende registreringsskema. Spor 4 Onsdag 9. marts Fagsession 6: Overfladevand og jordforurening REGIONERNES ERFARINGER MED RISIKOVURDERING OVER FOR OVERFLADEVAND, F.EKS. I FORBINDELSE MED §8 OG REGIONENS EGNE UNDERSØGELSER Civilingeniør Kristian Dragsbæk Raun Region Syddanmark [email protected] Den 1. januar 2014 blev Jordforureningsloven ændret således, at målsat overfladevand også er omfattet af den offentlige indsats. Ændringen betyder, at regionerne skal inddrage overfladevand i vurderingen af om en given lokalitet kan udgøre en risiko for miljøet. Miljøstyrelsen har i et samarbejde med regionerne udviklet et screeningsværktøj, som for hver enkelt forurenet lokalitet, sammenholder informationer om lokaliteten og nærliggende overfladevand. Alle kortlagte lokaliteter, som ligger tæt på overfladevand, er medtaget i værktøjet, og der er udført fluxberegninger på baggrund af oplysninger om stoffer, brancher, aktiviteter, arealer mm. Fluxberegningerne er sammenholdt med opblanding i det nærliggende overfladevand, som både kan være vandløb, søer, fjorde og hav. Den beregnede koncentration i det nærliggende overfladevand sammenholdes herefter med gældende kvalitetskriterier for overfladevand. Screeningsværktøjet er opbygget således, at ovenstående beregning automatisk er udført på alle lokaliteter tæt på overfladevand og derfor kaldes denne indledende screening også en automatisk screening. De udførte automatiske screeninger viser samlet for de 5 regioner, at forurening på ca. 3200 lokaliteter kan udgøre en risiko for nærliggende overfladevand. Regionerne skal inden 2019 gennemgå disse sager og udføre en mere detaljeret gennemgang også kaldet en bearbejdet screening. I den bearbejdede screening kan der ændres i arealer, koncentrationer, fortynding i overfladevandet mm. Hvis den bearbejdede screening viser, at der er risiko for overfladevand, er der fremover offentlig indsats på lokaliteten og dermed bl.a. §8 pligt. Region Syddanmarks erfaringer Konkret betyder den nye indsats overfor overfladevand, at Region Syddanmark skal udføre 800-900 bearbejdede screeninger på allerede kortlagte grunde inden 2019. Hertil kommer, at der ved alle nye kortlægninger skal tages stilling til, om der er offentlig indsats i forhold til overfladevand. Også mange §8-sager er berørt at den nye indsats, da der mange steder f.eks. sker en betydelig byudvikling i havneområder. I Region Syddanmark er det besluttet, at de indledende undersøgelser og videregående undersøgelser tjekkes for risiko over for overfladevand. Hvis der er risiko, bliver undersøgelserne tilrettelagt, så der også kan risikovurderes overfor overfladevand på baggrund af undersøgelserne. Dette sker som udgangspunkt med en meget lille udvidelse af undersøgelsesomfanget sådan, at undersøgelserne ikke bliver væsentlig fordyret. Endelig er vi i Region Syddanmark begyndt at gennemgå de af vores store jordforureninger der kan udgøre en risiko i forhold til overfladevand. I disse sager er det ikke muligt alene at anvende screeningsværktøjet, hvorfor vi er i gang med en specifik risikovurdering. Som et eksempel på en større jordforurening kan nævnes Shells havneterminal i Fredericia. Her har regionen via en rådgiver fået udført en specifik risikovurdering i forhold til Lillebælt. I indlægget vil der blive givet en præsentation af de erfaringer og udfordringer, som vi har mødt indtil nu i forhold til den nye opgave med overfladevand. TEST AF MILJØSTYRELSENS SCREENINGSVÆRKTØJ – EN LANDSDÆKKENDE UNDERSØGELSE FRA 2015 AF CHLOREREDE OPLØSNINGSMIDLER I 28 VANDLØB Civilingeniør Helle Overgaard Region Hovedstaden [email protected] Baggrund Miljøstyrelsen har udviklet et screeningsværktøj, som skal hjælpe regionerne med at udpege lokaliteter, hvor jordforurening kan udgøre en potentiel risiko for nærliggende overfladevand. Screeningsværktøjet beregner på baggrund af oplysninger om den aktuelle jordforurening og det aktuelle vandområde en opblandet koncentration af forureningskomponenter i det nærliggende overfladevand. De beregnede stofkoncentrationer i overfladevandet sammenholdes herefter med gældende kvalitetskrav. Værktøjet bygger på en række principper og indeholder foruddefinerede standardparametre, som danner grundlaget for en automatisk screening, der er en indledende risikoscreening af alle kortlagte lokaliteter. Herefter kan regionerne foretage en mere præcis bearbejdet screening med anvendelse af lokalitetsspecifikke data, hvor der kan justeres på parametre som kildekoncentration, arealet af det forurenede område, vandføring m.v. ud fra det tilgængelige datagrundlag i historikker eller forureningsundersøgelser. For at undersøge om de lokaliteter, som screeningsværktøjet udpeger med en risiko, rent faktisk påvirker overfladevand, er der foretaget feltundersøgelser i 28 vandløb, som beskrevet i det følgende. Formål og Indhold Det overordnede formål med projektet var at teste i praksis, i hvilket omfang de lokaliteter, som screeningsværktøjet udpeger med en potentiel risiko, også reelt vurderes at udgøre en risiko for nærliggende overfladevand. Altså udpeger screeningsværktøjet lokaliteter, hvor der kan måles forureningsstoffer fra lokaliteterne i overfladevandet? Og overskrider de målte koncentrationer miljøkvalitetskravene? Kriterierne for hvilke typer af lokaliteter, der skulle med i projektet, blev sat for at få et så solidt datagrundlag som muligt. Det blev besluttet at have fokus på V2-kortlagte lokaliteter, som er forurenet med chlorerede opløsningsmidler, da det er denne stofgruppe, der findes på den største del af de lokaliteter, hvor den automatiske screening identificerer en potentiel risiko. Disse V2-kortlagte lokaliteter omfattede dog ikke fyld- og lossepladser, da forholdene på fyldog lossepladser ofte er mere komplicererede og væsentlig anderledes end lokaliteter med ”traditionelle” punktkilder, og desuden er de behandlet i et særskilt miljøprojekt. Endelig blev projektet afgrænset til udelukkende at omfatte lokaliteter i nærheden af vandløb med en medianminimumsvandføring på mere end 2 l/s. Dette skyldes, at for langt de fleste lokaliteter med potentiel risiko er risikoen relateret til vandløb – bl.a. fordi fortyndingen i vandløb typisk er mindre end i søer og ved kyster. Desuden er det lettere at gennemføre feltaktiviteter i vandløb end i søer og ved kyster, og der er større viden om forureningsudbredelse i og omkring vandløb. På baggrund af ovenstående kriterier gennemførte regionerne ca. 200 bearbejdede screeninger på lokaliteter, hvor den automatiske screening viste, at en forurening med chlorerede opløsningsmidler kunne udgøre en potentiel risiko for et vandløb. De bearbejdede screeninger viste, at 30 forurenede lokaliteter fortsat udgjorde en potentiel risiko for et nærliggende vandløb. De 30 lokaliteter lå tæt på i alt 28 vandløbsstrækninger fordelt i hele landet. Der blev fra hver vandløbsstrækning udtaget ca. 10 vandprøver med en indbyrdes afstand på ca. 50-100 m, dækkende opstrøms og nedstrøms området, hvor forureningen forventedes at sive ind i vandløbet. Vandprøverne blev taget midt i vandsøjlen og efterfølgende analyseret for chlorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter. Der blev påvist chlorerede opløsningsmidler over detektionsgrænserne i prøver fra 15 af de 28 vandløbsstrækninger. I tre af vandløbsstrækningerne, vurderedes de påviste indhold ikke at stamme fra de screenede lokaliteter, men fra en anden, ukendt lokalitet. I fem af vandløbsstrækningerne blev der målt overskridelse af kvalitetskravet, heraf fire med overskridelse for vinylchlorid og en med overskridelse for PCE. På baggrund af resultaterne af de indledende feltmålinger blev der udvalgt fem lokaliteter, hvor der blev gennemført udvidede feltundersøgelser med boringer, transekter af vandprøver på tværs af vandløbet, piezometre mv. Undersøgelserne havde til formål at teste nogle af principperne i screeningsværktøjet og præsenteres i et andet indlæg. Konklusion Resultaterne fra vandprøvetagninger i 28 vandløbsstrækninger viste, at: for lidt under halvdelen af de undersøgte lokaliteter, hvor screeningsværktøjet havde beregnet en risiko, kunne der rent faktisk måles indhold af chlorerede opløsningsmidler i vandløbet, som vurderes at stamme fra lokaliteten for 18 % af de undersøgte lokaliteter (5 af 28 vandløbsstrækninger) viste der sig at være overskridelse af kvalitetskravene for chlorerede opløsningsmidler i vandløbet. Resultaterne viser således, at screeningsværktøjet fungerer efter hensigten, idet det er i stand til at identificere lokaliteter med en reel risiko. Undersøgelserne er udført som en del af et udviklingsprojekt for Miljøstyrelsen og Regionerne ”Test af screeningsværktøjet for overfladevand”, der udgives af Miljøstyrelsen i foråret 2016. TIDSLIGE VARIATIONER I VANDFØRING, FORURENINGSFLUX OG KONCENTRATIONER AF KLOREREDE OPLØSNINGSMIDLER I GRINDSTED Professor Poul L. Bjerg* PhD studerende Anne Sonne, PhD studerende Vinni Rønde, Adjunkt Ursula McKnight, DTU Miljø *foredragsholder, [email protected] Miljøstyrelsens screeningsværktøj (overfladevandsværktøjet, http://mst.dk/selvbetjening/itvaerktoejer/screening-af-jordforureninger-der-kan-true-overfladevand/ ) til vurdering af forureninger, som bl.a. kan påvirke vandløb, baserer sig på en opblanding af forureningsfluxen i medianminimumsvandføringen. Det forventes at højere vandføring vil give anledning til lavere koncentrationer af de forurenende stoffer i vandløbet, se figur 1. Medianminimumsvandføringen er valgt for at sikre en ensartet og konservativ screening. I praksis kan den reelle vandføring i en sommerperiode, hvor der oftest udtages vandprøver til brug for risikovurderingen, være lavere eller højere end den beregnede medianminimumsvandføring. Det er derfor interessant at se på betydningen af den aktuelle vandføring for forureningskoncentrationer, samt den tidslige variation af vandføringen i vandløb. Det er også vigtigt at vurdere, om andre faktorer end vandføringen kan påvirke forureningskoncentrationer, herunder forureningsfluxens tidslige variation. Disse forhold vil i 2016 blive belyst i et nyt TUP projekt: ”Tidslig variation i koncentration fra punktkilder og vandføring i vandløb”. Projektet udføres i et samarbejde mellem danske regioner (Region Hovedstaden har projektledelsen), Orbicon og DTU Miljø. Som et led i projektet sammenfattes de erfaringer, som DTU Miljø har opnået ved undersøgelser fra 2012-2016 vedrørende den tidslige variation i forureningskoncentrationer og vandføring i Grindsted Å. Den tidslige variation af vandføringen, forureningsfluxen og koncentrationerne i åen er blevet undersøgt i et PhD projekt ved Anne Sonne. Den første del af undersøgelsen fra 2012 er rapporteret i Nielsen et al. (2014), mens de senere dele af arbejdet endnu ikke er rapporteret. Forureningsfluxen til Grindsted Å bliver i øjeblikket detaljeret undersøgt ved brug af en række forskellige metoder i et større forskningsprojekt (GEOCON, www.geocon.env.dtu.dk), som ikke vil blive præsenteret her. Det undersøgte område af å-systemet er påvirket af udsivning fra det tidligere Grindstedværk, hvor der bl.a. er deponeret en kompleks blanding af olieprodukter, klorerede opløsningsmidler og medicinalstoffer (f.eks. barbiturater og sulfonamider). Forureningen transporteres med grundvandet og siver ud i åen over en kortere strækning. Forekomsten af klorerede opløsningsmidler er særligt interessante, da de er i fokus ved regionernes undersøgelser af forurenede grund. Dette skyldes bl.a., at moderstoffer som perklorethylen (PCE) og triklorethylen (TCE) kan omdannes ved reduktiv deklorering til vinylklorid, som har en meget lav grænseværdi. I overfladevandsværktøjet antages det derfor som ”worst case”, at alle moderstoffer omdannes fuldstændigt til vinylchlorid inden udsivning til vandløb. Fokus ved disse undersøgelser af forureningspåvirkningen ved Grindsted Å har været omkring tre forhold: Systematisk monitering af vandføringen i Grindsted Å fra sommeren 2012 til februar 2015, herunder sammenhæng mellem vandstand og vandføring Vurdering af den tidslige variation af forureningskoncentrationer i åen over 12 måneder Belysning af andre faktorers betydning for stofkoncentrationerne i Grindsted Å samt forureningsstoffernes videre skæbne i åen. Moniteringen af vandføringen er udført af Orbicon ved to online vandføringsstationer, hvor vandstanden er logget kontinuert. Dette er suppleret ved 10 manuelle målinger af vandføringen årligt for at omsætte vandstanden (h) til en vandføring (Q) ved hjælp af en Q-h-relation. Koncentrationerne er åen bestemt ved at udtage vandprøver i en lang række punkter på forskellige tidspunkter. Vandprøverne er analyseret for et udvalg af de stoffer, som udsiver fra det tidligere Grindstedværk, med særlig vægt på klorerede opløsningsmidler inkl. vinylklorid. På Vingstedmødet vil resultater af undersøgelserne blive præsenteret med særlig vægt på de praktiske implikationer for regionernes fremtidige undersøgelser af forurenede grundes påvirkning af vandløb. Figur 1: Konceptuel model for udsivning af en punktkildeforurening til et vandløb. Koncentrationen, Cmix, i vandløbet kan under antagelse af fuld opblanding beregnes som C mix = J/Q, hvor J er forureningsfluxen og Q er vandføringen i vandløbet Referencer Nielsen, S. S.; Tuxen, N.; Frimodt Pedersen, O.; Bjerg, P. L.; Sonne, A. T.; Binning, P. J.; Fjordbøge, A. S.; Aabling, J. (2014). Risikovurdering af overfladevand, som er påvirket af punktkildeforurenet grundvand. København K: Miljøministeriet. Miljøstyrelsen, 2014. 175 p. (Miljøprojekt; No. 1575). FELTUNDERSØGELSER OG RISIKOVURDERING AF KLOREREDE OPLØSNINGSMIDLER I VANDLØB – MED UDGANGSPUNKT I 5 UNDERSØGTE LOKALITETER FRA 2015 Civilingeniør, ph.d. Sanne Skov Nielsen Orbicon A/S [email protected] Indledning Undersøgelserne er lavet som en del af et udviklingsprojekt for Miljøstyrelsen og Regionerne ”Test af screeningsværktøjet for overfladevand”, der udgives af Miljøstyrelsen i foråret 2016. Efter en indledende vandprøvetagning i 28 vandløbsstrækninger blev der udvalgt 5 lokaliteter, hvor der blev påvist klorerede opløsningsmidler eller nedbrydningsprodukter herfra i vandløbene. De 5 lokaliteter udgør alle en potentiel risiko for et vandløb, jf. Miljøstyrelsens GIS-baserede screeningsværktøj. Lokaliteterne er listet i tabellen herunder og inkluderer 4 renserier og en knivfabrik, der er placeret mellem 0 og 249 meter fra et målsat vandløb. Adresse Branche/aktivitet Spredningsveje til vandløbet Vandløb Afstand til vandløb Rådvad 3-19, Kgs. Lyngby Smedning på Raadvad Knivfabrik 1879-1972/73 Gørtleri og bronzestøberi Formentlig dræn, men også grundvand Mølleåen 0m Tidl. renseri (1939-1979) Dræn og grundvand Kirkeå 40 m Tidl. renseri (1956-2009) Grundvand Køge Å 0-130 m Tidl. renseri på et tidspunkt mellem 1923 og 1973 Grundvand Arresø Kanal 150 m Renseri Grundvand, måske dræn? Hundelev Å 249 m Bredgade 1-9, Skjern Torvet 20 m.fl. Køge Allegade 12, Frederiksværk Løkkensvej 690 Hundelev Metoder De anvendte metoder til undersøgelse inkluderede: Vandprøver og vandføringsmålinger i vandløbene, herunder vandprøver i transekter på tværs af vandløbet (alle lokaliteter) Etablering af boringer langs vandløbene til det terrænnære grundvand med udtagning af prøver til analyse for klorerede opløsningsmidler og nedbrydningsprodukter samt redoxparametre (på lokaliteterne i Skjern, Rådvad og Hundelev) Piezometre i brinken og vandløbsbunden samt udtagning af prøver til analyse for klorerede opløsningsmidler (På lokaliteterne i Rådvad, Skjern og Hundelev) I forhold til traditionelle boringer til det terrænnære grundvand viste piezometre, der er rør rammet ned i vandløbsbunden, at være et godt og økonomisk alternativ. De var relativt lette og hurtige at installere på baggrund af temperaturmålinger i vandløbsbunden. Derudover var de lette at prøvetage fra, og langt mindre invasive end en borerig. Piezometrene gav god information om, hvor forureningen strømmede ud i vandløbet, men det var ikke muligt i alle tilfælde (særligt i Rådvad) at finde opadrettet gradient og dermed sikkerhed for, at der strømmer grundvand ud i vandløbet. Prøvetagning i piezometre, hvor der ikke umiddelbart kunne observeres opadrettet gradient (og dermed indsivning af grundvand) gav et overraskende resultat: I Skjern blev udtaget en prøve fra vandløbsbunden med 400 µg/l vinylchlorid. Formål med undersøgelserne Undersøgelsernes omdrejningspunkt er de forhold, der typisk har betydning i forhold til risikovurderingen, nemlig en forbedring af den konceptuelle model for forureningens spredning til vandløbet. I forbindelse med undersøgelserne har delformålet været at teste en lang række af de antagelser, som screeningsværktøjet er baseret på. For at holde taletiden vil fokus dog være på disse følgende 3 undersøgelsesmål: Er der sammenhæng mellem de målte koncentrationer i vandløbene og de kildekoncentrationer, der estimeres i de bearbejdede screeninger i Miljøstyrelsens screeningsværktøj? Hvordan håndteres, at der på en given vandløbsstrækning muligvis er mere end én lokalitet, der potentielt påvirker vandløbet? Er der er tilstrækkelig viden om redoxforholdene, således at man kan fravige princippet om altid at sammenligne med kvalitetskravet for VC (0,05 µg/l) og i stedet bruge miljøkvalitetskravene for de for de øvrige klorerede stoffer (6,8-10 µg/l) i screeningværktøjet? Resultater og konklusion I forhold til de målte kildekoncentrationer, er der i alle tilfælde tale om ”kraftige forureninger”, flere med påvisning af fri fase PCE. De koncentrationer, der er fundet i vandløbene stemte rimeligt overens med de kildestyrker, der beregnes af screeningsværktøjet. Dog var der generelt flere nedbrydningsprodukter i vandprøverne fra vandløbene end i vandprøver fra boringer på lokaliteterne. Når der i screeningsværktøjet udpeges en lokalitet med potentiel risiko for overfladevand, bør denne vurderes i sammenhæng med de omkringliggende lokaliteter. Det er ikke altid muligt udelukkende med prøvetagning i overfladevandet at skelne mellem bidraget fra flere lokaliteter. Særligt ikke, når der som i tilfældet i Køge, tilsyneladende er overlap mellem forureningsfanerne fra to lokaliteter. I et enkelt tilfælde blandt de undersøgte lokaliteter var der ikke entydigt reducerede forhold i grundvandmagasinet, og her fandtes da også kun minimal dannelse af vinylchlorid. I de øvrige vandløb fandtes vinylchlorid i koncentrationer over miljøkvalitetskravet i koncentrationer op til 2,4 µg/l ved fanens udløb i vandløbet. Det anbefales derfor fortsat, at det som udgangspunkt er miljøkvalitetskriteriet for vinylchlorid, der anvendes i screeningerne. Endeligt viser undersøgelserne, at det er af største betydning at udarbejde en konceptuel model for forureningsspredningen, da spredningen af forurenet grundvand til et vandløb ikke nødvendigvis kun er et grundvandsproblem, men i mange tilfælde kortsluttes af dræn eller rørføringer mellem forureningerne og vandløbene. SHELL HAVNETERMINAL I FREDERICIA – RISIKOVURDERING OVERFOR OVERFLADEVAND, EN CASE STORY Sektionsleder Anne Krag COWI A/S [email protected] Baggrund og formål Shells havneterminal på Skanseodde i Fredericia er etableret i 1919. En række tanke har gennem tiden været brugt til opbevaring af forskellige produkter så som bitumen, fuelolie, dieselolie, petroleum, benzin, MTBE samt opløsningsmidler f.eks xylen, hexan, isopropanol og acetone. Der har gennem årene været flere spildhændelser, og på grund af beliggenheden ved Lillebælt har sagen flere gange haft offentlighedens bevågenhed. Eksisterende viden om spild, jordforurening, afværgetiltag, geologiske og hydrogeologiske forhold samt fortyndingsforhold i Lillebælt er sammenstillet og der er udført en vurdering af forureningen og dens på virkning af omgivelserne, herunder primært Lillebælt. Denne præsentation fokuserer på vurderingen af påvirkningen af Lillebælt. Blandt de forureningsparametre der er undersøgt for på arealet vurderes de mest kritiske at være total kulbrinter og PAH´er. Da der kun er lavet få analyser at PAH´er tager risikovurderingen udgangspunkt i totalkulbrinterne. Produktmængder og forureningsflux Forureningen skønnes overslagsmæssigt at omfatte i størrelsesordenen 180.000 tons forurenet jord indeholdende ca. 1.200 tons olie- og benzinprodukter. I størrelsesordenen 510% af forureningen findes som fri fase olie og forurening opløst i grundvandet. Der er på baggrund af en række forudsætninger udarbejdet et konservativt skøn over den samlede årlige flux af totalkulbrinter til Lillebælt på i størrelsesordenen 100-1.000 kg/år. Blanding i Lillebælt Der er regnet på 3 forskellige scenarier: Kildestyrke - Scenariet omfatter forskellige og uafhængige estimater af grundvandsføringen (m³/år), som kombineres med forventet koncentration og dermed giver anledning til forskellige estimater af fluxen til Lillebælt. Ekstrem udsivning - Der regnes på et scenarie hvor et helt års belastning udsiver under en kortvarig (3 uger) ekstremhændelse. Linje/punkt-udsivning - Linjeudsivningen repræsenterer de forhold hvor grundvandet siver op af havbunden. Scenariet for punktudsivning repræsenterer en situation hvor alt opløst stof udledes på et geografisk meget begrænset område. Til modellering er anvendt CORMIX samt 2 analytiske modeller (geometrisk model og Gauss). CORMIX viser, at de anvendte kriterier (9 og 25 µg total kulbrinter/l) er overholdt inden for 1 meters afstand fra udsivningspunktet, mens de analytiske modeller giver et resultat på <10 meters afstand. For ekstreme hændelser, hvor årsbelastningen udledes over 3 uger, vil afstanden være i størrelsesordenen 200 meter afhængig af anvendt beregningsmodel. Samlet vurderes udsivningen af total kulbrinter kun at udgøre en mindre teoretisk risiko overfor dyrelivet i Lillebælt, svarende til en påvirkning i en afstand på maksimalt 1-10 meters afstand fra udsivningen. Kun i ekstreme og ikke særlig sandsynlige tilfælde vil påvirkningen være større. Den fri fase vurderes som udgangspunkt altid at udgøre en risiko for mennesker og miljø, herunder dyrelivet i Lillebælt. De foreliggende undersøgelser er dog ikke detaljeret nok til at kunne vurdere om der sker udsivning af fri fase direkte til Lillebælt. Notater Notater Notater Notater
