In situ SRD af TCE i moræneler

Transkript

1 In situ SRD af TE i moræneler Indsigt fra 4 års fuldskala SRD på 2 lokaliteter Mette M. Broholm 1, Ida Damgaard 1, Julie hambon 1, Dorte M. Pade 1, Gabriel Manoli 1, amilla hristiansen 1, Phillip J. Binning 1, Aikaterini Tsitonaki 2, laus Westergaard 2, enriette Kerrn-Jespersen 3, Mette hristophersen 4, Jan Petersen 4, Poul L. Bjerg 1 1 DTU Miljø, 2 Orbicon, 3 Region ovedstaden, 4 Region Syddanmark

2 Baggrund og formål Moræneler forurenet med chlorerede opløsningsmidler er et udbredt og udfordrende problem i DK Afværge ved In Situ Stimuleret Reduktiv Dechlorering (SRD) er udfordrende i moræneler (ML) Ny viden opnået fra projekter: Fuldskala SRD i 4 år Sortebrovej, Reg. Syd GL. Kongevej, Reg. REMTE specifikke nedbrydere, procesforståelse og modellering Formål Vurdering af effekten af SRD i ML matrix efter 4 år Procesindsigt Indsigt i parametre af betydning for SRD i ML Effektivitet af og tidsramme for afværge ved SRD i ML

3 Stimuleret reduktiv dechlorering (SRD) trans-1,2-de l l E l l TE 2 l 2 l l l l l cis-1,2-de l 2 l l V 2 l Ethen l l 1,1-DE alorespirerende bakterier: Dehalobacter (Dhb) Dehalospirillum Desulfitobacterium Desulfuromonas Dehalococcoides (Dhc) Dhb, stav 0,5*3µm Nogle typer af Dehalococcoides (Dhc) Dhc, coccoid <1µm adapterer? Dhc med vinylchlorid reduktase gen (vcra, bvca) Anaerobe forhold og hydrogen fermentering af organisk donor Specifikke nedbrydere evt. bioaugmentering

4 Jørgensen et al., 2007 In-Situ SRD af TE i moræneler - en kontaktsport Udfordring at opnå kontakt mellem forurening og nedbrydere størrelsesrestriktion? 30-50% af total porøsitet d>1µm Plads til at Dhc (og Dhb) kan udbrede sig i matrix Potentiale for dynamisk udbredelse efter varierende forhold

5 Sortebrovej, TE og SRD TE i ML med sandslirer m u.t. SRD med EOS og KB1 injektion i net af filtersatte boringer SRD etableret 2006 Kerneprøver analyseret i 2008 og 2010

6 Sortebrovej Resultater efter 4 år GW Initielt hurtig Stagnation B370 Smalle aktive zoner cde omsætning Negativ for nedre ML B371 Udbredt nedbrydning i matrix Zoner med D>90% Dag 0 Injektion og m u.t.

7 Sortebrovej. Resultater efter 4 år Dhc og vcr A i bioaktive zoner i matrix Når cde nedbrydning dominerer aftager totalkoncentrationen V og/eller ethen er ikke ophobet Dechloreringsgrad kan undervurdere nedbrydning

8 Sortebrovej. Modellering Matrix 10 cm bioaktiv zone Smalle bioaktive zoner God overensstemmelse: øvre ML ved B370 Kun 60% massered. på 50 år Bioaktiv matrix 90% massered. på ca. 35 år Øvre ML ved B371 nær

9 Gl. Kongevej. TE og SRD TE kildeområde og fane i ML med SL og sprækker 2-7 m u.t. øje koncentrationer SRD med melasse og Bioclear kultur Direct push injektion hver 25 cm i tæt net SRD etableret i 2006 Kerneprøvetagning i 2010

10 Gl. Kongevej. Grundvand 4 år Kilde Fane Kilde øj TE øj donor Langsom SRD Stigende stagnerende Mange Dhc øj aktivitet Fane Lav TE Lav donor urtig SRD Aftagende, donorbegr. Mange Dhc Lav aktivitet, aftaget DOD Dhc vcr A % celler/l aktivitet Kilde B ,6E+09 7,7 B ,0E+09 6,3 B ,0E+09 9,4 Fane B ,0E+09 2,9 B ,9E+08 1,0

11 Gl. Kongevej Kilde 4 år Nedre faste ML 6,2-7 m u.t. Smalle bioaktive zoner cde dominerer, D op til 33% Dhb i zoner, Dhc ved sprækker Øvre ML med sprækker og ss 4,2-6 mu.t. 1,8 m bioaktiv zone cde dominerer, D~33% 5,5-6 m u.t. V og ethen Dhc med vcra og Dhb >7 m u.t. Ubeh. D<5%

12 Gl. Kongevej. Fane 4 år. Behandlet interval <5,3 m u.t. 1,5 m lang zone med V og ethen V og cde dominerer, D 50-75% Dhc med vcra, enkelte Dhb Lav ethen, omsætning? Ubeh. interval >5,3 mu.t. TE dominerer, D~20% Ingen Dhc eller Dhb Modellering kildeomr. - kombination af intervaltyper 90% massereduktion 50 år, forudsat ingen donorbegrænsning

13 SRD. Sortebrovej og Gl. Kongevej. Foreløbige konklusioner I ML er tilførsel af donor og specifikke nedbrydere en udfordring Sortebrovej helt utilstrækkelig i nedre ML Specifikke nedbrydere kan sprede sig til matrix Spredningen er dynamisk og afhængig af tilgængelighed af donor og forureningens koncentration og sammensætning TE nedbrydning ved Dhb, DE nedbrydning ved Dhc Kontakt mellem donor og forurening er diffusionsbegrænset Betydelige bioaktive zoner (m) i blød, mere sprækket/sandet ML Langsom/begrænset (cm) udbredelse af bioaktive zoner i fast ML TE nedbrydning begrænset af kinetisk desorption (isotoper ej vist) Periode med cde ophobning og tilsyneladende stagnerende dechloreringsgrad i matrix V nedbrydning hurtigere end cde nedbrydning, ethen nedbrydning Aftagende totalkoncentration når cde nedbrydes Oprensning af ML matrix ved SRD er langvarig >35 år - >>>35 år

14 SRD. Optimering, design, monitering Optimering Injektion/tilførsel til ML, specielt fast ML Donortype (varighed versus diffusiv spredning) og mængde Design Bioaugmentering Gentagne men fleksible injektioner/tilførsler Bufferzone under behandlingsområde Modellering (Julie) Monitering Matrixprøver Screening dybdediskretiseret, fx MIP m. G (Ida) Specifikke nedbrydere og aktivitet Isotopfraktionering (ej vist)

15 Tak De præsenterede resultater er financieret af Region Syddanmark og Region ovedstaden samt forskningsprojektet Innovative Remediation and Assessment Technologies for ontaminated Soil and Groundwater (REMTE) Teknikere på DTU Miljø for assistance i felt og laboratorium samt med grafik University of Neuchatel for isotopanalyser GEUS for mikrobielle analyser Referencer: og

16 delta 13 (permille) Gl. Kongevej. Isotopfraktionering Behandlet fane Kilde Behandlet kilde DOD TE cisde V Isotopfraktionering gør os klogere på SRD udvikling Kinetisk desorption TE og cde har samme δ 13 V og ethen nedbrydning Lav/ingen ethen δ 13 V mere beriget end cde, indikerer hurtig V nedbrydning