Metode til måling af flux i grundvand: Sorbisense Fluxsampler

Transkript

1 Metode til måling af flux i grundvand: Sorbisense Fluxsampler PhD. Hubert de Jonge, Sorbisense A/S, Denmark hubert@sorbisense.com

2 Indhold Introduktion Baggrund for Fluxmålinger ved forureningsundersøgelser Principper for advektiv passiv sampler SorbiCell og Fluxsampler Beregningsmetode flux og retningsbestemmelse Anvendelser i praksis: Feltinstallationer Optagning og analyse i laboratorium Anvendelsesområder Beregning af vand- og stofflux Perspektiv: styrker og begrænsninger

3 Baggrund for fluxmålinger Region Hovedstaden: ønske om kvantificering af forureningsflux for: Risikovurdering ved nærmere undersøgelser Prioritering af lokaliteter Evaluering af oprensning, m.v. Defininition af forureningsbevægelsen (=flux): J c = M / A.t Med J c = forureningsflux (M / L 2 t ); masse per enhed tværsnit per tidsenhed Konventionele metode: transekter J c = c w.q / A med c w = Flux koncentration (M / L 3 ; aktiv pumpning) Q = discharge (L 3 /t ) fra hydrauliske gradient og Darcy estimat af Q Pumpetest, slug test

4 Principper for advective passive sampler: SorbiCell SorbiCell - funktionsprincip Trykgradient skaber gennemstrømning Fastfase adsorberer de stoffer der ønskes målt Sporsalt udvasker proportionelt med vandgennemstrømning Koncentrationen C beregnes: C = M * Ks /(mo-mt) De Jonge and Rothenberg; Pat. WO

5 Principper for advective passive sampler: SorbiCell Tests for sorption og analytisk genfindelsen af bl.a. VOCl, aromater, phenoler mv. Akkrediterede analyser

6 Principper for advective passive sampler: SorbiCell Tests for opløsningshastighed af sporsalt; uafhængigt af flow op til 600 mm/dag. de Jonge and Rothenberg (Env. Sci. Technol. 2005).

7 Principper for advektive passive sampler: Fluxsampler Install sampler in groundwater filter case (Ø63) Sampler intercepts mass flux J c by in-situ solid phase extraction Tracer salt dissolves proportionally to water flux q passing the sampler. Analysis and calculation of J c, q and c w in laboratory

8 Principper for advektive passive sampler: Fluxsampler Retningsbestemmelse beregning fra indhold af tre sorbent kompartimenter Vector regning for bestemmelse af horisontal flux

9 Anvendelse i praksis Proof of concept Validering vandflux Kvantificering af diffusion Designforbedringer Fluxberegninger

10 Anvendelse i praksis Felt lokationer: Blokland, Albertslund Naverland, Glostrup Skolevej, Tåstrup Bymosevej, Helsinge Skuldelev Montageforbedringer Fluxberegninger

11 Anvendelse i praksis K3

12 Anvendelser i praksis

13 Billeder fra feltmontager

14 Billeder fra feltmontager

15 Billeder fra laboratorium

16 Beregning af vand- og stofflux Beregning vandflux: J w = V / (A t) Beregning stofflux: J c = M sampler / (α A t) Flow divergens / konvergens parameter α er relateret til forhold hydrauliske ledningsevne af formationen, sampler og evt. gruskastning. Hatfield et al. J Cont. Hydr. 75, 2004,

17 Beregning af vand- og stofflux Flow divergens hvis k sampler < k 0, sediment α = q / q o = 2k sampler / (k sampler + k o, sediment ) α <1 (Hatfield et al. 2004)

18 Beregning af vand- og stofflux Flow convergence if k sampler > k 0, sediment α -> 2 for k sampler >> k 0, sediment (see Hatfield et al. 2004)

19 Anvendelsesområder Opløste stoffer i grundvand: VOCl, aromater, olie, pesticider, næringstoffer Egnet til Ø63 filtersætninger, eller direct push metode udviklet ism. Ejlskov 0,3m dybdeinterval; testet til 20 m.u.t. Dybde specifik; multilevel sampling muligt Installationsperiode: 1-3 mnd Måleområder: Vandflux: 0,5-5 m VOC: 1E-4 1E2 gram m-2 dag -1

20 Styrker og begrænsninger Direkte metode for vand- og stofflux: ingen indirekte beregninger Ingen behov for 3D potentialbillede Specifik punktmåling Typisk 1-3 mnd. prøvetagning Horisontal og vertikal fluks kan ikke adskilles Retningsbestemmelse er (endnu) behæftet med usikkerhed Kan påvirkes af gruskastning omkring filter -> Direct push metode anbefales

21 Metode til måling af flux i grundvand: Sorbisense Fluxsampler PhD. Hubert de Jonge, Sorbisense A/S, Denmark hubert@sorbisense.com Region Hovedstaden: Mads Terkelsen Grontmij: Steffen Damgaard Nielsen, Jesper Albinus Ejlskov A/S: Palle Ejlskov Sorbisense A/S: Carsten Frederiksen, Begitte Geertsen