DOKUMENTATION AF NATURLIG NEDBRYDNING AF PESTICIDFORURENEDE LOSSEPLADSER. ATV møde 28. januar 2015

Transkript

1 DOKUMENTATION AF NATURLIG NEDBRYDNING AF PESTICIDFORURENEDE LOSSEPLADSER Nina Tuxen, Orbicon Trine Skov Jepsen, Orbicon Poul L. Bjerg, DTU Miljø ATV møde 28. januar 2015

2 Indhold Pesticider og lossepladser MNA (moniteret naturlig nedbrydning) Cases Dokumentationsmetoder Opsamling

3 Fra Bjerg et al., 2009 Pesticider og lossepladser Stoffer nedstrøms lossepladser perkolat -stoffer (ammonium, jern, organisk stof osv.) Miljøfremmede organiske stoffer (BTEX er, chlorerede opløsningsmidler, pesticider, phenoler, m.m.) Tungmetaller (ref: MST projekt nr. 16, 2014) Phenoxysyrer I 19 ud af 22 undersøgte MCPP, dichlorprop og 4-CPP Op til 800 mg/l (ref: MST projekt nr. 1502, 2013) MCPP 4-CPP Dichlorprop

4 Fra Tuxen et al., 2006 Nedbrydning af phenoxysyrer MCPP (mechlorprop), dichlorprop, 2,4-D, MCPA Phenoxysyrer nedbrydes ret hurtigt under aerobe forhold Øgede iltkoncentrationer giver øgede nedbrydningsrater Der sker evt. en vis reduktiv dechlorering under anaerobe forhold (dannelse af 4-CPP) Specifikke bakterier kan vokse på phenoxysyrer

5 Moniteret Naturlig Nedbrydning (MNA) Afværgeteknologi/strategi, der baserer sig på naturlige nedbrydningsprocesser, der mindsker forureningen til et acceptabelt niveau Konceptuel model serier af indicier/beviser moniteringsplan Grøn, økonomisk attraktiv teknologi Udbredt og anerkendt USA, England, Holland m.m. I Danmark Ingen protokoller Indgår i risikovurdering og prioritering Oliestoffer Chl. opløsningsmidler VOC er Radioaktive stoffer Tungmetaller MtBE

6 MNA, pesticider og lossepladser Afværge af lossepladser ikke mange muligheder Afværgepumpning er dyrt og langvarigt Komplekse forhold Mange stoffer Komplekse nedbrydningsforhold (forskellige redoxzoner) Mikro -forurening og makro -forurening Attraktivt at overveje MNA Kræver Detaljeret forståelse af processer Specielle dokumentationsmetoder Fra Bjerg et al., 2011

7 Cases Sjølund losseplads Region Syddanmark Indgået i EU projektet CORONA udført af DTU Miljø Stengården losseplads Region Sjælland Undersøgt i flere år af regionen

8 Dokumentationsmetoder -transekter Transekt A (0 m) B (50 m) C (100 m) Phenoxysyrer g/år ,1 % Chlorid kg/år % Fra Tuxen et al., 2003 Fra Region Sjælland., 2014

9 Dokumentationsmetoder -Moder/datterstoffer + urenheder Men urenheder i produktionen!

10 Fra Reitzel et al., 2004 Dokumentationsmetoder -Moder/datterstoffer + urenheder Stof Overskridelser af worst-case ratio 2,6-DCPP/dichlorprop 1/9 2-CPP/dichlorprop 6/8 4-CPP/dichlorprop 11/12 2,4-dichlorphenol/(dichlorprop+2,4-D) 0/1 6-chlor-2-MCPP/MCPP 2/7 4-chlor-2- methylphenol/(mcpp+mcpa) 1/3 Fra Region Sjælland., 2014

11 Fra Region Sjælland., 2014 Dokumentationsmetoder enantiomerspecifikke analyser Enantiomerfraktion, EF [R] [R] [S] Abiotiske processer påvirker ikke EF MCPP 4-CPP EF=0,2 EF=0,9 EF=0,7 Fra Reitzel et al., 2004

12 R-MCPP S-MCPP R-DCPP S-DCPP R-4-CPP S-4-CPP R-MCPP S-MCPP R-DCPP S-DCPP R-4-CPP S-4-CPP R-MCPP S-MCPP R-DCPP S-DCPP R-4-CPP S-4-CPP Fra Region Sjælland., 2014 δ 13 C Dokumentationsmetoder -stabile isotopanalyser Tungere -22 Mikroorganismer nedbryder 12 C-molekyler hurtigere/lettere end 13 C-molekyler Ved isotopanalyse måles et stofs isotopforhold ( 13 C/ 12 C). Isotopforholdet beskrives ved en negativ delta notation (δ 13 C) % Grad af nedbrydning 100 % Moderstof fuldt nedbrudt Tungere Kildeområde ca. 200 m nedstrøms ca. 450 m nedstrøms Lettere

13 R-MCPP S-MCPP R-DCPP S-DCPP R-4-CPP S-4-CPP R-MCPP S-MCPP R-DCPP S-DCPP R-4-CPP S-4-CPP R-MCPP S-MCPP R-DCPP S-DCPP R-4-CPP S-4-CPP Fra Region Sjælland., 2014 δ 13 C Dokumentationsmetoder -stabile isotopanalyser Tungere -22 Mikroorganismer nedbryder 12 C-molekyler hurtigere/lettere end 13 C-molekyler Ved isotopanalyse måles et stofs isotopforhold ( 13 C/ 12 C). Isotopforholdet beskrives ved en negativ delta notation (δ 13 C) % Grad af nedbrydning 100 % Moderstof fuldt nedbrudt Tungere Kildeområde ca. 200 m nedstrøms ca. 450 m nedstrøms Lettere

14 R-MCPP S-MCPP R-DCPP S-DCPP R-4-CPP S-4-CPP R-MCPP S-MCPP R-DCPP S-DCPP R-4-CPP S-4-CPP R-MCPP S-MCPP R-DCPP S-DCPP R-4-CPP S-4-CPP Fra Region Sjælland., 2014 δ 13 C Dokumentationsmetoder -stabile isotopanalyser Tungere -22 Mikroorganismer nedbryder 12 C-molekyler hurtigere/lettere end 13 C-molekyler Ved isotopanalyse måles et stofs isotopforhold ( 13 C/ 12 C). Isotopforholdet beskrives ved en negativ delta notation (δ 13 C) % Grad af nedbrydning 100 % Moderstof fuldt nedbrudt Tungere Kildeområde ca. 200 m nedstrøms ca. 450 m nedstrøms Lettere

15 Fra Tuxen et al.,, 2003 Dokumentationsmetoder -nedbrydningsforsøg

16 Dokumentationsmetoder -specifikke nedbrydere Fra Tuxen et al.,, 2005

17 Dokumentationsmetoder -specifikke nedbrydere Fra Tuxen et al.,, 2005

18 Dokumentationsmetoder -modellering Reactive Transport Nonreactive Transport Fra Prommer et al.,, 2006

19 Dokumentationsmetoder -modellering Nedbrydning kunne kvantificeres til 96 % massereduktion inden for 250 m Fra Prommer et al.,, 2006

20 Opsamling MNA af pesticidforurenede lossepladser er en attraktiv løsning I hvert fald for phenoxysyrer. MNA på lossepladser kræver særlige metoder Mange faldgruber Mange muligheder nye analyser er kommet til MNA kræver En investering i undersøgelser (med risiko for at nedbrydningen alligevel ikke er tilstrækkelig) En klar kommunikation En moniterings- og aktionsplan

21 Læsestof Miljøprojekt nr. 1502, Skelnen mellem pesticidkilder, appendix 4, bilag 5. Miljøprojekt nr. 16, Risikovurdering af lossepladsers påvirkning af overfladevand. Region Sjælland, Udkast til Tilvejebringelse af beslutningsgrundlag for den fremtidige afværge på Stengårdens Losseplads. Prommer, H., Tuxen, N., & Bjerg, P.L., Fringe-controlled natural attenuation of phenoxy acids in a landfill plume: Integration of field-scale processes by reactive transport modelling. Environmental Science & Technology, 40, Tuxen,N., Albrechtsen,H.-J. & Bjerg,P.L., Identification of a reactive degradation zone at a landfill leachate plume fringe using high resolution sampling and incubation techniques. Journal of Contaminant Hydrology, 85, issue 3-4, Reitzel, L.A., Tuxen, N., Albrechtsen, H.-J., Ledin, A. & Bjerg, P.L., Can degradation products be used as lines of evidence of natural attenuation? Environmental Science and Technology, 38, de Lipthay, J.R., Tuxen, N., Johnsen, K., Hansen, L.H., Albrechtsen, H.-J., Bjerg, P.L. & Aamand, J., In situ exposure to low herbicide concentrations affects microbial population density and catabolic gene frequency in an aerobic shallow aquifer. Applied and Environmental Microbiology, vol. 69 issue 1, Tuxen, N., Ejlskov, P, Albrechtsen, H.-J., Reitzel, L.A., Pedersen, J.K. & Bjerg, P.L., Application of natural attenuation to ground water contaminated by phenoxy acid herbicides at an old landfill in Sjølund, Denmark. Ground water monitoring and remediation, 23, no. 4, Tuxen, N., de Lipthay, J.R., Albrechtsen, H.-J., Aamand, J. & Bjerg, P.L., Effect of exposure history on microbial herbicide degradation in an aerobic aquifer affected by a point source. Environmental Science and Technology, 36, Bjerg, P.L., Tuxen, N., Reitzel, L.A., Albrechtsen, H.-J og Kjeldsen, P., Natural attenuation processes in landfill leachate plumes at three Danish sites, Ground Water, vol. 49, issue 5, p Tuxen,N., Reitzel,L.A., Albrechtsen,H.-J. & Bjerg,P.L., 2006 Oxygen-enhanced biodegradation of phenoxy acids in ground water at contaminated sites. Ground Water, vol. 44 no.2, pp