Utætte boringer. Hvordan påviser vi utætheder, og hvad har vi set indtil nu? Geolog Peter Tyge, NIRAS

Transkript

1 Utætte boringer Hvordan påviser vi utætheder, og hvad har vi set indtil nu? Geolog Peter Tyge, NIRAS ATV Vintermøde Vingsted, marts 2018 NIRAS A/S Peter Tyge, Maria Heisterberg Hansen, Anders G. Christensen, Henrik Engdal Steffensen, Gro Lilbæk, Søren Jensen, Inge Lise Kristensen Region Sjælland Susanne R. Pedersen, Henrik Jannerup Region Hovedstaden Helle Overgaard, Anna Toft

2 Utætte boringer - Ikke et nyt fænomen 2

3 Hvor mange boringer er utætte? GEUS Jupiter indeholder mere end boringer, og de fleste er eller har været filtersat NIRAS Allerød har arbejdet med utætte dybe boringer på 4 lokaliteter på Sjælland og øer Alle boringer gav falsk positive analyseresultater På 3 af lokaliteterne er boringerne allerede sløjfet 3

4 Hvorfor har vi utætte boringer! Lækagerisici er typisk relateret til Manglende eller utilstrækkeligt forseglingsmateriale Lodrette lækager langs blændrør Brodannelse og skorsten Utætte samlinger mellem blændrør Utilstrækkelige sløjfninger af boringer Hulrum/kanaler i delvist opkvældede bentonit pellets indbygget i tør moræneler 4

5 Hvilke forureningskomponenter ser vi? Falsk-positive fund i grundvand og drikkevand - Listen bliver længere og længere Kim-tal Nitrat Pesticider og metabolitter Først BAM, nu DPC (Desphenyl-chloridazon) Klorerede opløsningsmidler PCE cis-dce VC DNAPL - Fri fase klorerede opløsningsmidler Benzinadditivet MTBE Arsen (Bangladesh) Hvad bliver det næste. PFAS? 5

6 Hvilke undersøgelsesmetoder bruger vi? Volumenpumpning Koncentrationsændringer relateret til forpumpning Packertest Afskæring af dele af filtersætning eller blændrør Logs Volumenpumpning Geofysisk logs Gamma, induktion, temp, ph Vurdering af gruskastning og afpropning Packer TV-inspektion Simpel visuel vurdering af bl.a. brud, tæringer, udfældninger mm. Udfældninger Knækket blændrør 6 DNAPL video Filip Nilsson, NIRAS Malmö

7 Hvilke undersøgelsesmetoder bruger vi? Tracerforsøg med fluorescerende stoffer Belysning af spredningsveje Optisk teleview Detaljeret visuel dokumentation af overflader i boring Tracer Akustisk teleview Hårdhed af afpropning og gruskastning, kontakt og centrering af blændrør MIHPT og DualCore Forureningstilstand, permeabilitet og prøvetagning af afpropning og gruskastning Teleview Kerne 7

8 Eksempel 1 af 3 Moræneler på kalk Peter Tyge, geolog, NIRAS 8

9 Københavnsområdet Moræneler på kalk Eksempel nr. 1 Servicestation med benzinforurening 3-6 m u.t. Plot af MTBE i første vandprøver samt resultat af volumenpumpninger på op til liter Terrænnært vandspejl Terrænnært vandspejl Trykniveau kalk 5,5 m u.t. er der PID 68 pm og 15 mg/kg benzin i jord Trykniveau kalk 4,5 m u.t. er der PID 2519 ppm og der er 110 mg/kg benzin i jord Boring 1 er ført ned gennem diffust benzinforurenet jord og er filtersat i kalk 12 m u.t. Boring 2 er ført ned gennem svagt benzinforurenet jord og er filtersat i kalk 11,5 m u.t. 9

10 Eksempel 2 af 3 Moræneler på sand Peter Tyge, geolog, NIRAS 10

11 41,5 meter Lolland Moræneler på sand Eksempel nr. 2: Metalvirksomhed og klorerede opløsningsmidler Geologi & Forurening 35 meter moræneler på sand 3 Spændt magasin Kraftig jordforurening med klorerede opløsningsmidler og fri fase spredt via kloaker Jordforureningen klinger af 10 m u.t. i moræneleret Boring fra tommer tørboring ført til primært magasin 40 m u.t. Udbygget med 3 indtag (ø125mm, ø40mm & ø40 mm) Afpropning Er der gennemslag? Risikovurdering 1 Bentonit-pellets i fulde stræk mellem gruskastninger 11

12 Vandprøvetagning og volumenpumpning Eksempel nr. 2: Metalvirksomhed og klorerede opløsningsmidler Monitering 2012: Kun spor af forurening i primært magasin Monitering 2015: Kraftig forurening i primært magasin Volumenpumpning 2016: Kraftig forurening i primært magasin /16 12

13 Televiewer og TV-inspektion Eksempel nr. 2: Metalvirksomhed og klorerede opløsningsmidler Televiewer og TV-inspektion Samling Televiewer: Tegn på indsivning og uregelmæssig afpropning Gardiner Samling Samling Samling Samling Samling Videoinspektion: Videoinspektion: Tegn på utætte samlinger (Gardiner) Fri fase klorerede siver gennem rørsamling og ind i blændrør til indtag 2 Samling Samling Samling Teleview logs 13 Video, TV-inspektion, indtag 2

14 Sondering ned gennem øverste 17 m af afpropning Eksempel nr. 2: Metalvirksomhed og klorerede opløsningsmidler EC (ms/m) PID (µvx10 5 ) Korr. HPT tryk (kpa) Hydraulisk Ledn.evne (m/day) Bentonitafpropning forurenet til 6 m u.t. PID udslag Gruskastning indtag 3 forurenet 7 til 9 m u.t. 3 Placering af Geoprobesondering ned gennem afpropning Permeable zoner i afpropning ved 11 og m u.t. HPT-sondering m. lavt modtryk og høj hydraulisk ledningsevne Eksempel på kerneprøve mut: Kun lidt bentonit - blød sandet m.u.t. 14

15 Tracerforsøg med fluorescein Eksempel nr. 2: Metalvirksomhed og klorerede opløsningsmidler PDB sampler (Passive Diffusive Bags) Aflang plastik pose med net ifyldt demineraliseret vand Grundvand diffunderer ind i sampleren Klorerede stoffer måles på vand GAC sampler (granulated activated carbon) til sorption af sporstof Installation af samplere på wire Samplere placeres ud for rørsamlinger Baggrundsmåling over 14 dg Efter baggrundsmåling: 2 gram tracer blandes i 5 liter vand og tilføres indtag 2 via slange Måling 14 dage efter tracer tilført. PDB Samplere tømmes for vand. Vandprøver sendes til analyse.

16 Tracerforsøg med fluorescein Eksempel nr. 2: Metalvirksomhed og klorerede opløsningsmidler Koncept for tracerforsøg Tracer tilført indtag 2 Passiv måling i indtag 1 Måling Dag 14 Tracer fra indtag 2 ses i indtag 1 Tracer siver ind i indtag 1 mellem 5 og 10 mut Måling Dag 40 Bekræftelse af resultater fra dag 14 Tydelig fortynding af tracer + PCE & TCE i indtag 1 Konklusion: Forureningen i det primære magasin er et falsk positivt resultat Dag 14 Dag 14 Dag 40 16

17 Hvorfor var boringen utæt? Eksempel nr. 2: Metalvirksomhed og klorerede opløsningsmidler A B Tracer tilført indtag 2 Tracer påvises i indtag 1 Mulige spredningsveje for tracer A Tracer spredes fra gruskastning ved indtag 2 til skorsten mellem blændrør, og siver ind gennem utætte samlinger på blændrør 1 B Tracer siver ud gennem utætte samlinger i blændrør 2 og spredes til gruskastning og/eller skorsten mellem blændrør og siver ind gennem utætte samlinger på blændrør 1 Afpropning er ikke tæt Samlinger er ikke tætte Hvordan finder tracer vej til indtag 1? 17

18 Vandsøjle [meter] Vandsøjle [meter] Vandsøjle [meter] Tæthedsprøvning af anvendte gevindsamlinger Eksempel nr. 2: Metalvirksomhed og klorerede opløsningsmidler 2 M2-1 M2-2 M2-4 M2-5 M2-7 M2-8 M2-9 Expon. (M2-1) Expon. (M2-2) Expon. (M2-4) Expon. (M2-5) Expon. (M2-7) Expon. (M2-8) Expon. (M2-8) Expon. (M2-8) Expon. (M2-9) 2 M3-1 M3-3a M3-3b M3-4 M3-5 M3-7 Log. (M3-1) Power (M3-1) Expon. (M3-1) Expon. (M3-3a) Expon. (M3-3b) Expon. (M3-4) Expon. (M3-5) Expon. (M3-7) 2 PEHD PEHD o-ring Expon. (PEHD) Expon. (PEHD o-ring) 1,5 1,5 1, ,5 0,5 0, :00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 07:12 08:24 09:36 10:48 12:00 00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 07:12 08:24 09:36 10:48 12:00 00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 07:12 08:24 09:36 10:48 12:00 Tid [timer:minutter] Tid [timer:minutter Tid [timer:minutter] Boring M2 ø110mm PVC Søsterboring M3 ø110mm PVC ø110mm PEHD Lækage i liter pr. døgn ved 1 meter vandsøjle M2-1 M2-2 M2-4 M2-5 M2-7 M2-8 M2-9 M3-1 M3-3 M3-4 M3-5 M3-7 PEHD PEHD o-ring Video, PTy, NIRAS

19 Eksempel 3 af 3 Sand/ler på sand og kalk Peter Tyge, geolog, NIRAS 19

20 65 meter 0 Filter 1 ø100 mm (udv) Filter 2 ø 63 mm (udv) Filter 3 ø63 mm (udv) Geologi Utætheder påvist med tracerforsøg Eksempel nr. 3: Nordsjælland Sand/ler på sand og kalk dages pumpning 12 dages pumpning tommer boring 20

21 Dybde (m u.t.) 65 meter 0 Filter 1 ø100 mm (udv) Filter 2 ø 63 mm (udv) Filter 3 ø63 mm (udv) Geologi Utætheder påvist med tracerforsøg Eksempel nr. 3: Nordsjælland Sand/ler på sand og kalk 5 10 Geologi & Forurening meter sand/grus og moræneler på sand/kalk Spændt magasin og nedadrettet gradient på 7 meter Forurening med klorerede opløsningsmidler ,1 Boring Gammel boring fra 2000 inddraget i ny undersøgelse ifm. monitering ,2 41,3 12 tommer rotationsboring ført til topkalk 65 m u.t. Udbygget med 3 indtag (ø100mm, ø63mm & ø63mm) 41, ,5 41,6 Afpropning Formentlig bentonit-pellets men kun på korte strækninger der til dels afspejler omgivende formation 50 41, Konc. TCE mg/kg TS tommer boring 6 m Lerlag 21

22 0 Filter 1 ø100 mm (udv) Filter 2 ø 63 mm (udv) Filter 3 ø63 mm (udv) Geologi Utætheder påvist med tracerforsøg Eksempel nr. 3 Nordsjælland Sand/ler på sand og kalk 5 10 Er boringen utæt? Permeabilitetskoefficienter i lerlag på 2,8E-11 m/s og 4,4E-10 m/s 25 Vertikal strømningshastigheder i lerlag: Henholdsvis 10 og 171 cm på 50 år! 30 Skyldes forureningen i indtag 1 (kalken) utætheder i boringskonstruktionen? 35 TV-inspektion viser gardiner ved rørsamlinger, der indikerer indsivning i indtag 1 s blændrør VP = Vandprøve fra filter (µg/l) PCE TCE cis-dce VC tommer boring 6 m Lerlag 22

23 1 2 3 Utætheder påvist med tracerforsøg Eksempel nr. 3 Nordsjælland Sand/ler på sand og kalk Konceptuel model 23

24 Dybde (mut) Dybde (mut) Dybde (mut) Dybde (mut) Utætheder påvist med tracerforsøg Eksempel nr. 3 Nordsjælland - Nordsjælland Sand/ler på sand og kalk 14 DAGE EFTER SPORSTOF-TILFØRSEL 0 5 Filter 1 ø100 mm (udv) 1 ø 63 mm (udv) FLOURESCEIN ø63 mm (udv) EOSINE Geologi Konc. (µg/l) Filter 1-14 dage efter tilførsel PDB måling af chlorerede opløsningsmidler Filter 1-14 dage efter tilførsel - GAC måling af sporstof Konc. (PPB) Filter 1-35 dage efter tilførsel PDB måling af chlorerede opløsningsmidler Konc. (µg/l) Dag 14 Dag Filter 1-35 dage efter tilførsel - GAC måling af sporstof Konc. (PPB) Indsivning af tracer Indsivning af tracer PCE PCE TCE cis-dce trans-dce Fluorescei n Eosine TCE cis-dce trans-dce Fluorescein ,1-DCE ,1-DCE 45 Eosine VC 50 Rhodamin e WT 50 VC 50 Rhodamine WT Sulforhod amine B Sulforhodamine B Fortynding i indtag Fortynding i indtag tommer boring Tracer fra indtag 3 ses i indtag 1 Forureningen i kalken er et falsk positiv

25 Opsamling Utætte boringer Peter Tyge, geolog, NIRAS 25

26 Hvordan påviser vi utætheder, og hvad har vi set indtil nu? Husk at: Indsivning gennem utætte rørsamlinger af både opløst forurening og af fri fase Trykgradient - Fluxen gennem én utæt boring kan være i størrelsesordenen 10 g/år Utætte samlinger afsløres ikke nødvendigvis af videoinspektion Bentonitpellets indbygget tør moræneler er ingen garanti 26

27 Hvordan påviser vi utætheder, og hvad har vi set indtil nu? Husk også at: Fluorescerende stoffer afslører utætte boringskonstruktioner En lille o-ring i en gevindsamling gør en stor forskel Så husk gummi Det er altid mere risikabelt at lave multiple filtersætninger. Grundig risikoanalyse og ansvarsvurdering, før der bores gennem forureninger med mobile forureningskomponenter og filtersættes i værdifuldt grundvand. 27

28 En særlig tak til Susanne R. Pedersen, Region Sjælland Peter Tyge, NIRAS 28