NATUR- OG LANDSKABSPROJEKT HYLDAGERBAKKER INDHOLD. 1 Indledning. 1 Indledning 1. 2 Geologi og hydrogeologi 2. 3 Genanvendelse af jord 5

Transkript

1 ALBERTSLUND KOMMUNE NATUR- OG LANDSKABSPROJEKT HYLDAGERBAKKER ADRESSE COWI A/S Parallelvej Kongens Lyngby TLF FAX WWW cowi.dk RISIKOVURDERING - GENANVENDELSE AF JORD JANUAR 2019 INDHOLD 1 Indledning 1 2 Geologi og hydrogeologi 2 3 Genanvendelse af jord 5 4 Risikovurdering Forudsætninger Beregning af ligevægtskoncentrationer Mobilitet Nedbrydning 9 5 Konklusion 10 6 Anbefalinger 11 7 Referencer 12 1 Indledning I forbindelse med at Albertslund Kommune ønsker at bygge nye boliger på Hyldagergrunden, skal der etableres en støjvold mod motorvejen. Støjvolden er et nyttiggørelsesprojekt kaldet Hyldager Bakker og skal foruden at støjdæmpe fungere som et natur- og landskabsprojekt for borgerne i kommunen. Ved projektet Hyldager Bakker skal der genanvendes lettere forurenet jord som erstatning for rene primære råstoffer. Albertslund Kommune har anmodet COWI om at udarbejde en risikovurdering over for grundvandsressourcen og recipienter ved genanvendelse af lettere forurenet jord i projektet. PROJEKTNR. DOKUMENTNR. A A VERSION UDGIVELSESDATO BESKRIVELSE UDARBEJDET KONTROLLERET GODKENDT SMBJ NPA SMBJ

2 2 RISIKOVURDERING GENANVENDELSE AF LETTERE FORURENET JORD Projektområdet fremgår af nedenstående figur (markeret med gult). Støjvolden skal anlægges på begge sider af jernbanen, kaldet hhv. Projektområde NORD og Projektområde SYD. 2 Geologi og hydrogeologi Geologi Landskabet ved Hyldager Bakker er en del af en nord-/sydgående tunneldal ved St. Vejle Å skabt under sidste istid. Den sydlige del af tunneldalen er marint forland. Nord for tunneldalen findes en smeltevandssanddal. Umiddelbart vest og øst for området er landskabet et morænelandskab. De glaciale aflejringer i området udgør øverst et lag af ler/moræneler, som underlejeres af kalk (Danienkalk). Lokaliteten er beliggende i kote +5-8 DNN. Den lokale geologi ved projektområdet (tunneldalen) udgøres øverst af postglaciale lag bestående øverst af muld og herunder vekslende lag af sand, grus og ler - stedvist mere udbredte lag af moræneler mod syd og nordvest - med samlede lagtykkelser på ca. 3-5 m. De glaciale lag underlejeres af kalk (Danienkalk). Hydrogeologi Øverste grundvandsmagasin vurderes at være beliggende fra kote +2-5 DNN svarende til ca. 3 m u.t. Magasinet er frit og udgør et sekundært magasin. Strømningsretningen er styret i retning mod St. Vejle Å. Det primære magasin er beliggende i Danienkalken. Grundvandspotentialet er beliggende i kote ca DNN svarende til ca. 0-2 m u.t. Magasinet vurderes at være frit. Strømningsretningen er mod sydøst. Et potentialekort for det primære kalkmagasin fremgår af nedenstående Figur 1.

3 RISIKOVURDERING GENANVENDELSE AF LETTERE FORURENET JORD 3 Figur 1 Potentialekort for primært grundvand i kalkmagasinet /6/ Der vurderes at være hydraulisk kontakt mellem det sekundære og primære magasin. Sårbarhed Det primære magasin i tunneldalen er ringe beskyttet uden sammenhængende dæklag af ler med risiko for direkte nedsivning fra det øvre sekundære magasin. Umiddelbart vest og syd for projektområdet er der udlagt nitratfølsomt indvindingsområde. Drikkevandsinteresser Området vest for St. Vejle Å er udlagt som område med særlige drikkevandsinteresser (OSD). Projektområdet er beliggende i periferien til OSD. Nærmeste indvindingsboring (DGU nr ) til alment vandforsyningsanlæg er beliggende ca. 1,8 km øst fra projektområdet og tilhører Vridsløselille Vandværk. Projektområdet er ikke beliggende inden for indvindingsoplandet til Vridsløselille Vandværk. OSD og nærmeste indvindingsopland fremgår af nedenstående Figur 2 og Figur 3.

4 4 RISIKOVURDERING GENANVENDELSE AF LETTERE FORURENET JORD Figur 2 OSD område /7/ Figur 3 - Indvindingsopland /7/ Recipienter Nærmeste målsatte recipient er St. Vejle Å beliggende umiddelbart øst for projektområdet. St. Vejle Å har faunaklasse 4 (Noget forringet biologisk vandløbskvalitet).

5 RISIKOVURDERING GENANVENDELSE AF LETTERE FORURENET JORD 5 3 Genanvendelse af jord I projektet skal der genanvendes ren jord (klasse 0/1) og lettere forurenet jord (klasse 2/3). Jordens forureningsgrad (kl. 1-4) er klassificeret efter Jordplan Sjælland /1/. Projekterede jordmængder (m³): Projektområde NORD m³ Projektområde SYD m³ Jordmængderne er bruttotal for påfyldningen vest for Store Vejle Å og dækker ikke over, at der andre steder i projektområdet skal afgraves jord. Der anvendes lokal jord fra bygge- og anlægsprojekter ved påfyldningen. Afgravet jord fra andre dele af projektområdet indbygges i påfyldningen for dermed at opnå størst mulig besparelse på egne jordarbejder. F.eks. forekommer der ved etablering af paddehuller og i klimasikringsprojektet lokal overskudsjord, og dette er også særligt gældende i forbindelse med byggeriet på Hyldagergrunden. Jordmængderne fra disse projekter er begrænsede og ændrer ikke væsentligt på de samlede vurderede jordmængder. Der planlægges indbygget lettere forurenet jord svarende til klasse 2/3 jord i bunden og ren jord svarende til klasse 0/1 ved terræn. Fordelingen mellem jordklasserne (ren/lettere forurenet jord) er ikke fastlagt på nuværende tidspunkt. 4 Risikovurdering 4.1 Forudsætninger Risikovurderingen tager udgangspunkt i trinvise beregninger, hvor en porevandsvandskoncentrationer for udvalgte stoffer beregnes ud fra en ligevægtsbetragtning baseret på maksimumskoncentrationer i jorden. Med baggrund i de beregnede porevandskoncentrationer udregnes transporttiden af stofferne med retardation og evt. nedbrydning gennem den umættede zone til øverste grundvandsspejl. Der planlægges genanvendt jord i klasse 0/1 (ren jord) og 2/3 (lettere forurenet jord), jf. /1/. I det der ansøges om miljøgodkendelse er der oplistet nogle modtagekriterier for den jord som køres til projektet. Der er i modtagekriterierne for lettere forurenet jord stillet skærpet krav til nogle af parametrene. Nærværende risikovurdering er beregnet ud fra disse modtagekriterier. Modtagekriterierne fremgår af nedenstående Tabel 1, hvor koncentrationer med fed skrift er mobile stoffer hvor kriteriet for ren jord, klasse 0 er anvendt som kriterie uanset kategori.

6 6 RISIKOVURDERING GENANVENDELSE AF LETTERE FORURENET JORD Det forudsættes, at der ikke genanvendes jord fra forureningskortlagte lokaliteter. Stoffer som arsen, chrom(vi), kviksølv, tin, phenoler og cyanider kan forekomme i forurenet jord fra kortlagte arealer, men er derfor ikke medtaget i beregningerne. Stof Klasse 1 Klasse 3 Bly Cadmium 0,5 5 Chrom, total Kobber Nikkel Zink Benz(a)pyren 0,3 5 Dibenz(a,h)anthracen 0,3 5 Benzen 0,1 0,1 Naphthalen 0,5 0,5 C6-C10-kulbrinter C10-C25-kulbrinter C25-C35-kulbrinter Tabel 1 Max. koncentrationer i klasse 1 og 3 jord (mg/kg tørstof)* 4.2 Beregning af ligevægtskoncentrationer Ved beregning af teoretisk porevandskoncentration, når infiltrerende regnvand passerer igennem det forurenede jord, er det konservativt antaget, at jordkoncentrationerne i den genanvendte jord netop ligger på maksimum for klasse 3 jord (jf. Tabel 1). Det antages desuden, at desorptionen, dvs. frigivelsen af forureningskomponenter fra jordfasen til vandfasen, foregår momentant og kan beskrives ved en lineær isoterm, dvs.: K d = C fast fase / C vandfase (1) Hvor K d er den lineære distributionskoefficient (l/kg), og C betegner koncentration. Når der foreligger en målt totalkoncentration i en jord-/sedimentprøve, kan C W bestemmes af: C W ε eff C ρ jord = (2) b + K d Hvor: C W er vandfasekoncentrationen ved ligevægt (mg/l). C jord er den målte totalkoncentration i en jordprøve (mg/kg TS). ɛ eff er den effektive porøsitet (dimensionsløs). K d er den lineære distributionskoefficient (l/kg). ρ b er sedimentets tørre bulkdensitet (kg/l).

7 RISIKOVURDERING GENANVENDELSE AF LETTERE FORURENET JORD 7 For fyldjorden er der antaget en effektiv porøsitet på 0,1 og en tør bulkdensitet på 1,59 kg/l, svarende til standardværdier for lerjord. Sandjord har højere porøsitet og lavere bulkdensitet, men forskellen på beregnede ligevægtskoncentrationer i vand er ubetydelig for stoffer med høj K d. For alle organiske forbindelser estimeres K d ved sorptionsligevægt af: K d f OC K OC (3) Sedimentets fraktion af organisk kulstof, f OC, er antaget at være 0,01, hvilket er standardværdien for lerjord i Miljøstyrelsens JAGG-model. Normal estimeres K OC ud fra Abduls formel /2/, der imidlertid ikke er gyldig for stærkt hydrofobe stoffer (log(kow) > 5), hvilket omfatter næsten alle kulbrinteforbindelser i Error! Reference source not found.. Hvor log(kow) > 5 er derfor i stedet anvendt Olsen og Davis' formel, som i /3/ er anført at have et bredere gyldighedsområde for kulbrinter: log(k OC) 0,989 log(k OW) - 0,346 (4) Såfremt den beregnede C W overstiger enkeltstoffets vandopløselighed, er sidstnævnte anvendt i stedet for den beregnede ligevægtskoncentration. Sorption af tungmetaller kan ikke beskrives ved K OC estimeret ud fra K OW, hvorfor der for disse er anvendt median K d-værdier fra et omfattende litteraturstudie af tungmetallers binding til jord udført af EPA /4/. Medianværdier for jord er anvendt direkte ved bestemmelse af startkoncentrationer i vandfasen (formel (2)). Beregnede ligevægtskoncentrationer for jord i klasse 1 (jf. Error! Reference log(k d )* K d (l/kg) C jord C W Grundvandskvalitetskriterier Metal Min Median Max Median (mg/kg TS) (µg/l) (µg/l) Bly 0,7 4, ,8 1 Cadmium 0,1 2, ,3 0,5 Chrom(III) 1 3,9 4, ,4 25 Kobber 0,1 2,7 3, ,3 100 Nikkel 1 3,1 3, ,4 10 Zink -1 3, ,4 100 *: Reference: Tabel 3 i EPA (2005) /4/ Tabel 2 - Beregnede ligevægtskoncentrationer for tungmetaller ud fra modtagekriterier (klasse 3 jord) source not found.) ses i Tabel 2 (tungmetaller) og Tabel 3 (kulbrinteforbindelser).

8 8 RISIKOVURDERING GENANVENDELSE AF LETTERE FORURENET JORD Kulbrinteforbindelser log(k OW ) K OC * C jord C W Vandopløselighed Grundvandskvalitetskriterier (l/kg) (mg/kg ts) (µg/l) (µg/l) (µg/l) Benz(a)pyren 6, ,960 1,62 0,01 Dibenz(a,h)anthracen 6, ,2340 2,5 - Benzen 2,13 23,7 0,1 333, Naphthalen 3,3 390,8 0,5 125, Hexan (C6) 3,9 1644, , Decan (C10) 5, , Pentacosan (C25) 12,62 1,3651E , , *: Beregnet med Olsen og Davis formel /3/, når forudsætningerne for anvendelse af Abduls formel (log(kow)<5) ikke er opfyldt Tabel 3 - Beregnede ligevægtskoncentrationer for kulbrinteforbindelser ud fra modtagekriterier (klasse 3 jord) Ligevægtskoncentrationer er et absolut "worst case scenarium" hvor al jorden indeholder stofferne i den maksimale tilladelige koncentration for den aktuelle jordklasse. Det ses i Tabel 3, at den beregnede ligevægtskoncentration for decan højere end vandopløseligheden, hvilket betyder, at vandopløseligheden her udgør maksimumskoncentrationen. Ovenstående indebærer, at anvendelse af lettere forurenet jord med ovenstående modtagekriterier teoretisk overskrider grundvandskvalitetskriterierne. 4.3 Mobilitet Ligevægtsberegningerne i foregående afsnit viser et potentielt grundvandsproblem med den planlagte genanvendelse af jord, men beregningerne tager ikke hensyn til stoffernes mobilitet og evt. nedbrydning. Infiltrerende regnvand vil som gennemsnit bevæge sig igennem den deponerede jord med en porehastighed, V pore,vertikal (m/år), som er bestemt af nettonedbøren samt jordens effektive porøsitet: V pore,vertikal = nettonedbør/ɛ eff (5) Hvor nettonedbøren indsættes i enheden m/år. I Albertslund Kommune er nettonedbøren 300 mm/år (jf. Miljøstyrelsens JAGG model). Der er konservativt anvendt en effektiv porøsitet på 0,1, som er gældende for lerjord. Således fås: V pore,vertikal = 3 m/år Den vertikale stofhastighed indtil stofgennembruddet er lig porehastighed gange retardationsfaktor, idet retardationsfaktoren, R, bestemmes af: R ρ b = 1+ K d (6) ε eff Hvor: ρ b er sedimentets tørre bulkdensitet (kg/l), ɛ eff er den effektive porøsitet (dimensionsløs).

9 RISIKOVURDERING GENANVENDELSE AF LETTERE FORURENET JORD 9 K d er den lineære distributionskoefficient (l/kg). Baseret på median K d-værdierne fra Error! Reference source not found. samt K OC-værdierne (=K d/f OC) fra Tabel 3 kan stoffernes transporthastighed, V stof, igennem lerjord således bestemmes. Resultaterne ses i Tabel 4. K d R V stof Stof (l/kg) (-) (m/år) Benz(a)pyren ,62E-05 Dibenz(a,h)anthracen ,83E-06 Benzen 0,24 4,77 0,63 Naphthalen 3,9 63,1 0,048 Hexan (C6) 16,4 262,5 0,011 Decan (C10) 406, ,00046 Pentacosan (C25) ,17E+11 1,38E-11 Bly ,50E-05 Cadmium 794, ,00024 Chrom(III) ,38E-05 Kobber 501, ,00038 Nikkel ,00015 Zink ,00015 Tabel 4 - Kd-værdier, samt beregnede retardationsfaktorer og stofhastigheder Det fremgår, at benzen, naphthalen og hexan er de eneste stoffer, som kan bevæge sig i jorden med en hastighed på mere end 1 cm om året. Disse stoffer er altså de mest mobile, men samtidig de lettest nedbrydelige. 4.4 Nedbrydning Nedbrydning, beskrives ved en første-ordens kinetik, hvor nedbrydning af stof, der transporteres i vandfasen, beskrives ved: C(t) = C 0 e -k 1 t (7) Hvor: C(t) er koncentrationen til tiden t (mg/l) C 0 er startkoncentration (ligevægtskoncentrationen C W bestemt ved (2) (mg/l) e er grundtallet for den naturlige logaritme (dimensionsløs) k 1 er første-ordens ratekonstanten (d -1 ). Regnes der konservativt med en hurtig transporthastighed på 3 m/år i den umættede zone under den genanvendte jord samt med første-ordens nedbrydningskonstanter for den umættede zone fra Miljøstyrelsens nye GrundRISK model, fås følgende resultater for de eneste stoffer, der bevæger sig hurtigere end 1 cm/år igennem jorden (benzen og naphthalen):

10 10 RISIKOVURDERING GENANVENDELSE AF LETTERE FORURENET JORD Ligevægtskoncentration R V stof Nedbrydningsrate* Stof (µg/l) (-) (m/år) (d -1 ) Med retardation Uden retardation Benzen 333,18 4,77 0,63 2,0 0,00E+00 0,00E+00 Naphthalen 125,9 2,0 1,5 0,3 9,76E-94 3,51E-46 *: Anbefalet til GrundRISK i aerob umættet zone, jf. Miljøprojekt 2013 (2018), tabel 16 Koncentration efter 3 m transport (µg/l) Grundet hurtig nedbrydning er der således ikke risiko for, at benzen eller naphthalen kan udvaskes til grundvandet i problematiske koncentrationer. 5 Konklusion Projekt Hyldager indebærer genanvendelse af ca. 1,55 mio. m³ jord. Fordelingen mellem ren og lettere forurenet jord er ikke fastlagt på nuværende tidspunkt. Projektområdet er delvist beliggende inden for område med særlige drikkevandsinteresser. Grundvandsmagasinet er ringe beskyttet og sårbart mod nedsivning af forurenet infiltrationsvand gennem lettere forurenet jord. Øverste grundvandsmagasin (sekundært grundvand) er beliggende ca. 3 m u.t. Nærmeste målsatte recipient er St. Vejle Å beliggende umiddelbart øst for projektområdet. St. Vejle Å har faunaklasse 4 (Noget forringet biologisk vandløbskvalitet). Risikovurderingen ved genanvendelse af lettere forurenet jord tager udgangspunkt i konservative beregnede porevandsvandskoncentrationer for udvalgte stoffer baseret på maksimumskoncentrationer i jorden samt transporttiden af stofferne med retardation og evt. nedbrydning gennem den umættede zone til øverste grundvandsspejl og efterfølgende påvirkning af grundvandsressourcen og nærmeste recipient. For kulbrinter er de mest kritiske stoffer benzen og naphthalen. Benzen og naphthalen er de eneste stoffer, som kan bevæge sig i jorden med en hastighed på mere end 1 cm om året. Disse stoffer er altså de mest mobile, men samtidig er de let nedbrydelige under aerobe forhold. Ovenstående er desuden i tråd med Miljøstyrelsens vurdering for genanvendelse af lettere forurenet jord med tungere kulbrinter ind til 300 mg/kg TS baseret på et udredningsprojekt i 2008, hvor det konkluderes, at tungere kulbrinter kun i meget begrænset omfang udvaskes /5/. Ved genanvendelse af ren jord (kl. 0/1) er porevandskoncentrationer for udvalgte tungmetaller i koncentrationer med op til ca. 10 gange over Miljøstyrelsens grundvandskvalitetskriterier. Tungmetaller nedbrydes ikke. Transporttiden med retardation er vurderet til maksimalt ca. 0,4 mm/år for kobber for lerjord. Jordlagene under den udlagte jord består af muld og sand hvor stoftransporthastigheden er ca. 10 gange højere sammenlignet med lerjord. Med en afstand til øverste grundvandsspejl på ca. 3 m vil det tage ca. 750 år, før tungmetallerne når grundvandet. Alene på grund af tidsperspektivet vurderes jordens tungmetalindhold således uproblematisk.

11 RISIKOVURDERING GENANVENDELSE AF LETTERE FORURENET JORD 11 Samlet vurderes det, at genanvendelse af lettere forurenet jord op til kl. 3 /1/ som overholder modtagekriterierne, kan udføres uden risiko for den lokale grundvandsressource, områdets drikkevandsinteresser eller for St. Vejle Å. 6 Anbefalinger Med baggrund i risikovurderingen vurderes der ikke at være risiko over for grundvandsressourcen eller for nærmeste recipient St. Vejle Å. Umiddelbart vurderes der ikke at være behov for særlige tiltag til sikring mod nedsivning af miljøfremmede stoffer herunder etablering af membraner og drænsystemer til opsamling/bortledning af infiltrationsvand. Det anbefales som vilkår i en Kapitel 5 godkendelse efter miljøbeskyttelseslovens 33: At genanvendelsen sker efter en myndighedsgodkendt påfyldningsplan med indbygning af hhv. ren og lettere forurenet jord.

12 12 RISIKOVURDERING GENANVENDELSE AF LETTERE FORURENET JORD 7 Referencer /1/ Vejledning i håndtering af forurenet jord på Sjælland, juli /2/ Miljøstyrelsen, 1996: Kemiske stoffers opførsel i jord og grundvand. Projekt om jord og grundvand fra Miljøstyrelsen, nr. 20. /3/ Miljøstyrelsen, Olie i jord forslag til analysemetode og justering af jordkvalitetskriterier samt grundlag for afskæringskriterier. Miljøprojekt nr /4/ EPA/600/R-05/074, July 2005, Partition coefficients for metals in surface water, soil and waste. /5/ Skrivelse fra Miljøstyrelsen til regioner og kommuner. Vurdering af miljø- og sundhedsmæssig risiko ved tungere kulbrinter. 21. februar /6/ Naturstyrelsen. Indvindingsoplande uden for OSD, område syd Vridsløselille Vandværk. Trin 1. Rambøll juni 2015 /7/ Miljøportalen ( tion/)