Banegravsdepotet i Grindsted. Undersøgelse af udvaskningen af tungmetaller og sporelementer fra jord udtaget fra banegravsdepotet i Grindsted

Transkript

1 Banegravsdepotet i Grindsted Undersøgelse af udvaskningen af tungmetaller og sporelementer fra jord udtaget fra banegravsdepotet i Grindsted Region Syddanmark Rapport, vrs. 2.0 September 2011

2 Approved by

3 Banegravsdepotet i Grindsted Undersøgelse af udvaskningen af tungmetaller og sporelementer fra jord udtaget fra banegravsdepotet i Grindsted Prepared for Represented by Region Syddanmark Mette Christophersen & Jan Petersen Billede fra kolonne- udvaskningstest af depotfyld Project No Classification Restricted Authors Anke Oberender, DHI Jette Bjerre Hansen, DHI Ole Hjelmar (Kvalitetssikring), DHI DHI DK-2970 Hørsholm Denmark Tel: Fax:

4

5 Indholdsfortegnelse 1 Baggrund og formål Omfang og metoder Prøvetagning Prøveforbehandling Testning og analysering Faststofanalyser Kolonneudvaskningstest ph-statisk test Analyse af eluater fra udvaskningstestene Resultater Faststofanalyser Udvaskningstests Kolonneudvaskningstests ph-statiske udvaskningstests Vurdering Metoder til vurdering af resultaterne Metode 1 Vurdering ved direkte sammenligning med kvalitetskriterier Metode 2 Vurdering baseret på stofflux og opblanding i grundvand Sammenfatning og konklusion Referencer Bilag A B C D E F Resultater fra faststofanalysen udført på Højvang Miljølaboratorium A/S Resultater fra faststofanalysen udført på Eurofins A/S Laboratoriedata fra kolonneudvaskningstest inkl. analyseresultater fra Eurofins A/S Resultater af poreluftsmåling gennemført af Ejlskov A/S Laboratoriedata fra ph-statiske test inkl. analyseresultater fra Eurofins A/S Kildestyrkeberegninger (detaljerede beregninger af stoffluxen) Banegravsdepotet i Grindsted rapport banegravsdepot i grindsted aob/jbh/jhy/ - 08/11 i

6 DHI ii Banegravsdepotet i Grindsted rapport banegravsdepot i grindsted aob/jbh/jhy/ - 08/11

7 1 Baggrund og formål Banegravsdepotet, som er beliggende umiddelbart nord for Grindsted by, er ca. 410 m langt og 20 m bredt, og er i perioden blevet brugt til deponering af affald og overskudprodukter fra Grindstedværkets produktion af medicinalvarer og hjælpestoffer. Med et højt indhold af potentielt forurenende stoffer vurderes depotet af Region Syddanmark at kunne udgøre en risiko for uacceptabel påvirkning af det omkringliggende miljø. Før det endelige valg af afværgeløsning træffes, har Region Syddanmark besluttet at igangsætte en række undersøgelser. I den forbindelse har Region Syddanmark bedt DHI om at gennemføre en undersøgelse med det formål at vurdere, om indholdet af tungmetaller og sporelementer i banegravsdepotet vil kunne udgøre en risiko for uacceptabel påvirkning af grundvand og omkringliggende recipienter, hvis der ikke foretages foranstaltninger til at forhindre eller reducere udvaskningen. Denne rapport beskriver den gennemførte undersøgelse og de fundne resultater. Arbejdet er udført af DHI, Jette Bjerre Hansen (projektleder), Anke Oberender og Susanne Klem. Karl-Heinz Cohr, DHI, har udarbejdet en sikkerhedsplan for håndtering af jordprøver fra banegravsdepotet i DHI s laboratorium. Kemiske analyser er udført af Eurofins Miljø A/S og Højvang Miljølaboratorium A/S. Mette Christophersen og Jan Petersen fra Region Syddanmark har deltaget aktivt i projektet i forbindelse med tilrettelæggelsen af undersøgelsesprogrammet, udvælgelsen af prøver til bestemmelse af udvaskningsegenskaber samt diskussion af resultater. 3

8 DHI 2 Omfang og metoder 2.1 Prøvetagning Jordprøver fra banegravsdepotet blev udtaget af Ejlskov A/S og leveret til DHI den 6. maj I alt er der udtaget 10 prøver af dækjorden og 10 prøver af affald/fyld fra selve depotet. Placeringen af prøvetagningsstederne er vist på Figur 2.1. I forbindelse med prøvetagningen på banegravsdepotet udtog Ejlskov A/S delprøver, som blev sendt direkte til Højvang Miljølaboratorium A/S til analyse af faststofindhold af tungmetaller og sporelementer. 2.2 Prøveforbehandling Efter modtagelsen på DHI blev prøverne registreret. DHI s prøvebetegnelse fremgår af Tabel 2-1. Baseret på resultaterne af faststofanalyserne, som findes i bilag A, har DHI i samråd med Region Syddanmark udvalgt én prøve af dækjorden og tre prøver af depotfyld til at indgå i nærværende undersøgelse. Ved udvælgelsen af prøverne er der lagt vægt på, at prøverne indeholder potentielt problematiske stoffer i koncentrationer, der generelt ligger over eller i den høje ende af det niveau, som er blevet fundet i ved en tidligere undersøgelse (Ejlskov A/S, 2010). Resultaterne af undersøgelsen vil dermed kunne anses for at være et udtryk for et realistisk worst case scenarie. I Tabel 2-1 er de udvalgte prøver markeret med fed skrift og kursiv. Tabel 2-1 Prøvebetegnelsen i DHI s interne prøveregistreringssystem Prøvebetegnelsen fra Ejlskov A/S DHI-prøvenummer UT 1 Dækjord 0-0,5 m R UT 1 Depotfyld 0,5-1,0 m R UT 2 Dækjord 0-0,5 m R UT 2 Depotfyld 1-1,5 m R UT 3 Dækjord 0-0,5 m R UT 3 Depotfyld 1-1,5 m R UT 4 Dækjord 0-0,5 m R UT 4 Depotfyld 1-1,5 m R UT 5 Dækjord 0-0,5 m R UT 5 Depotfyld 1,5-2 m R UT 6 Dækjord 0-0,5 m R UT 6 Depotfyld 1-1,5 m R UT 7 Dækjord 0-0,5 m R UT 7 Depotfyld 1-1,5 m R UT 8 Dækjord 0-0,5 m R UT 8 Depotfyld 1-1,5 m R UT 9 Dækjord 0-0,5 m R UT 9 Depotfyld 0,5-1m R UT 10 Dækjord 0-0,5 m R UT 10 Depotfyld 1,5-2 m R sammenstik af depotfyld UT4 og UT8 (R og R ) R Prøven R (UT6, dækjord ) blev udvalgt, da faststofindholdet af flere relevante stoffer lå over de median-værdier, som blev bestemt i en tidligere miljøteknisk undersøgelse (Ejlskov A/S, 2010). Prøven R (UT 7, Hg-depotfyld ) blev udvalgt på grund af et højt indhold af kviksølv. Resultatet fra analyse af delprøven viste i første omgang et indhold, der var ca. en faktor to højere end det maksimale indhold fundet for banegravsdepotet i en tidligere undersøgelse (Ejlskov A/S 2010). Ved genanalyse blev indholdet af kviksølv i prøven R dog bestemt til at være på niveau med det højest indhold som blev fundet i den tidligere undersøgelse. Ved testningen og analyseringen er der - i det omfang, der var muligt - blevet taget hensyn til dette (valg af egnede testmaterialer, prøveemballage, prøvekonservering etc.). Prøverne R (UT 4, depotfyld) og R (UT 8, depotfyld) blev udvalgt og blandet sammen for at opnå en prøve af depotfyldet, hvor forureningsniveauet for øvrige tungmetaller 4 rapport banegravsdepot i grindsted

9 og sporelementer var så højt som muligt. Den blandede prøve fik betegnelsen R blandprøve depotfyld. Inden testning og analyse blev prøverne forbehandlet ved grundig homogenisering af prøvematerialet i rilsanposer. Homogeniseringen foregik i rilsanposer for så vidt muligt at undgå eventuel iltning af prøverne. Fra hver homogeniseret prøve blev der ved hjælp af et prøvetagningsrør udtaget repræsentative delprøver til faststofanalyse og udvaskningstests. I forbindelse med forbehandlingen af prøverne, blev det noteret, at prøven af dækjord (R ) havde karakter af muldjord, samt at den indeholdt græs, sten og enkelte rødder, som blev frasorteret. Den kviksølvforurenede prøve af depotfyldet (R ) var sort, meget finkornet og lignede mest aktivt kul. Blandprøven af depotfyld (R ) er sammenstukket af en prøve af depotfyld (R ) som var brun og havde karakter af en (muld)jord med enkelte klumper af fyldmateriale, og en prøve af depotfyld (R ), som var våd og indeholdt grålige klumper af fyldmaterialer. Figur 2.2 til Figur 2.5 viser billeder af prøverne. 5

10 DHI Figur 2.1 Situationsplan over placering af UT-prøverne, som er udtaget af Ejlskov A/S til udvaskningstest; røde cirkler viser prøvetagningspunkterne for de udvalgte prøver. 6 rapport banegravsdepot i grindsted

11 Figur 2.2 Billede af prøve R (dækjord). Figur 2.3 Billede af prøve R (Hg-depotfyld). 7

12 DHI Figur 2.4 Billede af prøve R (depotfyld). Figur 2.5 Billede af prøve R (depotfyld). 2.3 Testning og analysering Undersøgelsesprogramment har omfattet gennemførelse af analysering af prøvernes indhold af tungmetaller og sporelementer samt gennemførelse af kolonne- og ph-statiske udvaskningstests med efterfølgende analysering af eluatprøver fra testene. Tabel 2-2 indeholder en oversigt over det gennemførte testprogram. 8 rapport banegravsdepot i grindsted

13 Tabel 2-2 Oversigt over det gennemførte testprogram. Test Dækjord Hg-depotfyld Blandprøve depotfyld Laboratorium (R ) (R ) (R ) Analyse af faststofindhold X X X Eurofins Kolonneudvaskningstest - Udført under standardbetingelser - Udført under nitrogenatmosfære X X X X X DHI DHI ph-statisk udvaskningstest X DHI Faststofanalyser Repræsentative delprøver af dækjorden samt de to prøver af depotfyldet blev sendt til faststofanalyse hos Eurofins. En oversigt over oplukningsmetode og analyseparametre for faststofindhold findes i Tabel 2-3. Analyserapporten fra Eurofins A/S er vedlagt i bilag B. Der er anvendt to metoder til oplukning af prøverne en partiel (delvis) oplukning i henhold til DS 259 og en totaloplukning med kongevand og flussyre i henhold til EN Totaloplukningen vil typisk give et højere indhold af tungmetaller end DS 259. Tabel 2-3 Oversigt over prøver til analyse for faststofindhold i R (dækjord), R (Hg-depotfyld) og R (blandprøve depotfyld). Prøvenavn DHI prøvebetegnelse Oplukningsmetode og analyseparametre Laboratorium Dækjord Hg-depotfyld Blandprøve depotfyld R R R Totaloplukning EN Si, Al, Ca, Mg, Ti, Na, K, Fe, S, As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Sr, V, Zn Eurofins Dækjord Hg-depotfyld Blandprøve depotfyld R R R Oplukning DS 259 As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn Eurofins Dækjord R Hg-depotfyld R TOC (EN 13137) Eurofins Blandprøve depotfyld R Kolonneudvaskningstest Formålet med at gennemføre en kolonneudvaskningstest er at tilvejebringe oplysninger om jordens/affaldets udvaskningsegenskaber som funktion af udvaskningsgraden, udtrykt på basis af væske-/faststofforholdet). Væske/faststofforholdet angives som L/S-forholdet, hvor L er det samlede volumen væske, som på et givet tidspunkt har været i kontakt med en given mængde af prøvemateriale (S, angivet som vægt af tørstof). For et givet scenarie kan L/S-forholdet omregnes til en tidsskala. Formålet med at gennemføre en kolonneudvaskningstest er at opnå en forståelse dels for de grundlæggende processer, der kan forventes at være styrende for stofudvaskningen fra et materiale, dels for stoffrigivelsen som funktion af den mængde vand, der strømmer igennem materialet (også kaldet kildestyrken). Det skal dog bemærkes, at processer med langsom kinetik eller som kan forløbe over længere tid, som f.eks. mineralomdannelser, karbonatisering og oxidation samt biologiske processer, sjældent vil kunne afspejles i en kolonneudvaskningstest, som typisk gennemføres på nogle få uger. I nærværende undersøgelse er kolonnetesten DS/CEN/TS anvendt til undersøgelse af udvaskning af uorganiske komponenter (samt DOC) fra hhv. dækjord og depotfyld fra banegravdepotet i Grindsted. I testen tilstræbes der opnåelse af lokal ligevægt for de undersøgte komponenter mellem faststoffasen og væskefasen. 9

14 DHI Materialet blev anbragt i en såkaldt kolonne -en lodretstående 30 cm lang plastcylinder med en diameter på 5 cm. Cylinderen lukkedes med gennemføringer i begge ender, og en 0,001 M CaCl 2- opløsning i demineraliseret vand (udvaskningsmedie) blev tilført fra bunden, indtil materialet var mættet. Systemet henstod mættet i et par dage med for at opnå ligevægt i kolonnen. Herefter blev udvaskningsmediet pumpet gennem cylinderen med en tilstræbt hastighed på ca. 15 cm/døgn (beregnet for en tom kolonne). I Figur 2.6 ses opstillingen af kolonneforsøgene i laboratoriet. Eluatet, som passerer gennem et 45 µm filter, blev i henhold til metodebeskrivelsen opsamlet i syv fraktioner svarende til L/S = 0-0,1, 0,1-0,2, 0,2-0,5, 0,5-1,0, 2,0-5,0 og 5,0-10,0 l/kg. De opsamlede eluater blev straks analyseret for ph, ledningsevne og redoxpotentiale og derefter konserveret med henblik på efterfølgende kemisk analysering. Der er i dette projekt gennemført i alt fem kolonneudvaskningsforsøg én kolonnetest på en prøve af dækjorden fra banegravsdepotet og fire tests på prøver af depotfyldet. Undersøgelsesprogrammet var tilrettelagt således, at depotfyldets udvaskningsegenskaber blev testet under iltede forhold og under forhold, hvor det blev tilstræbt at minimere kontakt til atmosfærisk luft. Tabel 2-4 giver en oversigt over de testbetingelser, de fem kolonneforsøg er udført under. Tabel 2-4 Oversigt over testbetingelser i de gennemførte kolonneudvaskningstests Prøve Prøvebetegnelse Forsøgsbetingelser Dækjord Dækjord (R STD) Delprøve til testning blev udtaget og behandlet, idet der ikke blev taget hensyn til, om prøven blev udsat for atmosfærisk luft under håndtering. Kolonnetesten er udført under standardbetingelser. Hg-holdigt depotfyld Hg-depotfyld (R STD) Delprøve til testning blev udtaget og behandlet, idet der ikke blev taget hensyn til, om prøven blev udsat for atmosfærisk luft under håndtering. Kolonnetesten er udført under standardbetingelser. Hg-depotfyld (R ) Delprøve til testning blev udtaget og håndteret i lukkede poser og under nitrogenatmosfære for at minimere påvirkning af eventuelt reducerede forhold i prøven. Udvaskningstesten blev gennemført med iltfrit udvaskningsmedium, og eluater blev opsamlet under nitrogenatmosfære. Blandprøve af depotfyld Blandprøve depotfyld (R STD) Delprøve til testning blev udtaget og behandlet, idet der ikke blev taget hensyn til, om prøven blev udsat for atmosfærisk luft under håndtering. Kolonnetesten er udført under standardbetingelser. Blandprøve depotfyld (R ) Delprøve til testning blev udtaget og håndteret i lukkede poser og under nitrogenatmosfære for at minimere påvirkning af eventuelt reducerede forhold i prøven. Udvaskningstesten blev gennemført med iltfrit udvaskningsmedium, og eluater blev opsamlet under nitrogenatmosfære. 10 rapport banegravsdepot i grindsted

15 Figur 2.6 Billede af forsøgsopstilling af kolonnetests opsat i stinkskab. Prøverne R (dækjord) og R (blandprøve depotfyld) blev testet i kolonner med 5 cm diameter, mens prøve R (Hg-depotfyld) blev testet i kolonner med 10 cm diameter, da materialet blev blandet med kvartssand inden testning. Kolonnetests for hhv. dækjorden og for blandprøven af depotfyldet (R ) blev gennemført som planlagt. For Hg-depotfyldsprøven (R ) opstod der imidlertid forsøgstekniske problemer, idet trykket i kolonnen blev for højt, og kolonneforsøget måtte stoppes. Da kolonnen blev tømt, kunne man se, at materialet i midten af kolonnen var helt tørt og ikke, til trods for det høje tryk i kolonnen, var blevet eksponeret for vand. Forsøgsopsætningen blev herefter modificeret. For at sikre en tilstrækkelig kontakt mellem depotfyldet og vandet under testning, blev depotfyldet blandet med glødet fint kvartssand (mængdeproportionalt), og der anvendtes en kolonne med en 10 cm diameter (jf. DS/CEN/TS 14405) for at sikre, at en tilstrækkelig stor prøvemængde indgik i testen. Disse ændringer i testbetingelser vurderes ikke at have betydning for testresultaterne. Det blev observeret, at Hg-depotfyldet blev fedtet ved kontakt med vand ph-statisk test Testen til bestemmelse af udvaskning som funktion af ph giver information, som er væsentlig for forståelsen af, hvordan stofudvaskningen fra det deponerede affaldsmateriale både på kortere og længere sigt vil kunne blive påvirket af forhold, der medfører ændringer i ph-værdien. Metoden giver en beskrivelse af stofudvaskningen under ligevægtsbetingelser ved L/S = 10 l/kg ved en række forskellige ph-værdier. Ved DS/CEN/TS udføres et antal separate udvaskningstests ved L/S = 10 l/kg med demineraliseret vand. Opslæmningen af prøvemateriale og udvaskningsmedie er i testperioden på 48 timer under konstant omrøring. I denne periode fastholdes ph i hver test på en forud valgt værdi gennem computerstyret feed-back-kontrol og tilsætning af salpetersyre (HNO 3) eller natriumhydroxid (NaOH). Eluatet fra testen filtreres gennem et 0,45 µm filter og analyseres for de ønskede stoffer. Den ph-statiske test blev udført på delprøver af dækjorden (R ) og på delprøver af Hgdepotfyldet (R ). Testen blev udført ved 4 forskellige ph-værdier (ph=3, prøvens egenph ( naturlige ph), ph=6, ph=8) under standardbetingelser, dvs. der blev ikke foretaget foranstaltninger for at undgå kontakt til atmosfærisk luft. 11

16 DHI Analyse af eluater fra udvaskningstestene De kemiske analyser af eluater fra udvaskningstest er udført af Eurofins A/S. Analyseprogrammet var ens for alle eluater. Tabel 2-5 giver en oversigt over analyseprogrammet og de anvendte analysemetoder. Tabel 2-5 Oversigt over analyseprogram for eluater fra udvaskningstests samt anvendte metoder Parametre Konservering Analysemetode Laboratorium ph Ikke konserveret DS 287 DHI redoxpotentiale ledningsevne K 80002, VKI DS/EN Al, Si, Ca, Na, K, Fe, As, Ba, Cd, 0,3 ml konc. HNO3 ISO17294m-ICPMS Eurofins Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, V, Zn Hg 1 0,3 ml konc. HNO3 og tilsætning ISO17294m-ICPMS Eurofins af 0,3 ml HCl/Au - standard (fremsendt af Eurofins A/S) DOC (NVOC plus VOC) Ikke konserveret, men blev opbevaret DS/EN 1484 Eurofins koldt og mørkt indtil analy- se Salte: klorid, sulfat, Ikke konserveret SM 17. udgave 4500 Eurofins Alkalinitet Ikke konserveret DS/EN I 9963 Eurofins 1) Konservering med HCl/Au-standard blev kun anvendt for prøve R (Hg-depotfyld). Alle prøver blev opbevaret på køl indtil analyse. I de tilfælde, hvor det ikke var muligt at opsamle et volumen eluat, som var tilstrækkeligt stort til gennemførelse af det fulde analyseprogram, blev det reduceret til analyse af tungmetaller/sporelementer, makro-ioner, salte og NVOC. Dette var typisk tilfældet for de første 3-4 eluatfraktioner fra kolonneudvaskningstestene. 12 rapport banegravsdepot i grindsted

17 3 Resultater 3.1 Faststofanalyser Tabel 3-1 viser resultaterne af faststofanalyserne. Analyserapporten fra Eurofins A/S findes i bilag B. Som det kan ses af resultaterne, giver totaloplukningen (M2) som forventet - højere resultater for tungmetalindholdet end den partielle (delvise) oplukning (M1). I enkelte tilfælde, f.eks. for Cu, er dette dog ikke tilfældet, men analyselaboratoriet har oplyst, at forskellen i resultaterne ligger indenfor den analytiske usikkerhed. Sammenligning af resultaterne af faststofanalyserne udført af henholdsvis Højvang Miljølaboratorium A/S og Eurofins A/S viser, at det forventede indhold af tungmetaller og sporelementer i prøverne kunne bekræftes. Kun for prøve R (Hg-depotfyld) blev Hg-indholdet af Eurofins bestemt til omkring det halve af det forventede indhold, men det blev vurderet, at Hgindholdet var tilstrækkeligt højt til, at prøven kunne indgå i forsøgene. Forsøgene kunne derfor gennemføres på de udvalgte prøver. Tabel 3-1 Resultater af faststofanalyser udført af Eurofins A/S ved hhv. partiel oplukning efter ISO (M1) svarende til DS 259 og totaloplukning efter EN (M2) Parameter Enhed Blandprøve depotfyld Dækjord Hg-depotfyld R R R Tørstof % S, total mg/kg ts TOC mg/kg ts M1 M2 M1 M2 M1 M2 Al mg/kg ts Ca mg/kg ts Fe mg/kg ts K mg/kg ts Mg mg/kg ts Mn mg/kg ts Na mg/kg ts Kvalitetskriterier JKK* AKK* As mg/kg ts , Ba mg/kg ts Cd mg/kg ts. 0,13 <0,1 0,17 0,2 2,1 2,6 0,5 5 Crtot mg/kg ts Cu mg/kg ts Hg mg/kg ts Mo mg/kg ts. 2 6,8 3,8 5 - Ni mg/kg ts Pb mg/kg ts Sb mg/kg ts. 1,2 0,7 4,6 Si mg/kg ts Sr mg/kg ts Ti mg/kg ts V mg/kg ts Zn mg/kg ts * Jordkvalitetskriterier (JKK) og afskæringskriterier (AKK) i henhold til Liste over kvalitetskriterier i relation til forurenet jord og kvalitetskriterier for drikkevand, Miljøstyrelsen, juni/juli

18 DHI Resultaterne af faststofanalyserne er sammenlignet med jordkvalitetskriterierne og afskæringskriterierne. Som det kan ses, indeholder alle tre prøver et eller flere forureningsstoffer på et niveau, der overskrider afskæringskriteriet (analyseresultater, som er markeret med rødt). 3.2 Udvaskningstests Kolonneudvaskningstests Resultaterne af de gennemførte kolonneudvaskningsforsøg er vist i Figur 3.1 til Figur 3.4, hvor den akkumulerede udvaskede stofmængde per kg materiale (tørvægt) er afbildet som funktion af L/S-forholdet. En detaljeret akkrediteret afrapportering af alle resultater findes i bilag C sammen med analyseresultaterne fra Eurofins A/S. Bestemmelser af redoxpotentialet i eluaterne fra kolonneforsøgene er vist i Figur 3.1. Redoxpotentialet i eluaterne varierer for depotfyldet imellem ca. 400 og 600 mv og for dækjorden imellem 300 og 400 mv. Dette tyder på, at udvaskningen i alle kolonneforsøgene har fundet sted under iltede forhold. Sammenlignes redoxpotentialet målt i de to kolonneforsøg, der er gennemført på delprøver af samme depotfyldsprøve under forskellige forsøgsbetingelser, ses, at potentialet er på samme niveau i de to tests, dog med betydelige variationer for enkelte fraktioner. Dette gælder for begge depotfyldsprøver (R og R ). Generelt er redoxpotentialet i de forsøg, hvor påvirkningen af redoxforholdene er minimeret, på niveau med eller højere end redoxpotentialet bestemt i standardkolonneforsøgene. Det er derfor ikke muligt at skelne mellem de to kolonneforsøg og resultaterne vil derfor i det følgende håndteres som dobbeltbestemmelser. Ejlskov A/S, som har udtaget prøverne fra banegravsdepotet, har i forbindelse med prøvetagningen gennemført analyser af poreluften i depotet. Resultaterne af målingerne viste, at iltindholdet i depotfyldet varierede mellem 13,1 % og 20,1 %, hvilket viser, at depotet højest sandsynligt er iltholdigt de fleste steder. Resultaterne af poreluftsanalyserne er vist i bilag D. Bestemmelser af redoxpotentialet i kolonneudvaskningsforsøgene og Ejlskovs poreluftsmålinger indikerer, at stofudvaskningen fra banegravsdepotet foregår under iltede forhold, og da depotet er ca. 50 år gammelt, er det ikke sandsynligt, at redoxforholdene med tiden vil ændres mod mere reducerede forhold. Stofudvaskningen fra både dækjorden (R ) og de to prøver af depotfyldet (R og R ) sker ved ph-værdier på mellem 5 og 6,5. Dog er ph-værdien i det ene kolonneforsøg, som indeholder kviksølvforurenet depotfyld (Hg-depotfyld, R ), ca. én ph-enhed lavere end for de øvrige prøver. Da resultaterne i første omgang viste en stor afvigelse for de sidste eluatfraktioner (L/S=5-10 l/kg), er ph-værdien i de sidste fraktioner genbestemt. I Figur 3.1 indgår resultaterne fra seneste bestemmelse. Sammenholdes resultaterne for udvaskning af sulfat med resultaterne for Ca (se Figur 3.1) ses det, at udvaskningsmønstret for de to parametre er identisk og ved omregning til molære koncentrationer, er koncentrationen af de to stoffer næsten ens. En geokemisk ligevægtsberegning viser da også, at mætningsindekset for anhydrit (gips, CaSO 4) er omkring nul, hvilket indikerer, at anhydrit er styrende for opløseligheden af både Ca og sulfat. Ifølge oplysninger fra Region Syddanmark blev gips anvendt sammen med aktivt kul og sulfid i rensningsprocesser i produktionen på det daværende Grindstedværk til fældning af blandt andet Hg. For dækjordsprøven ses udvaskningen af både sulfat og Ca at falde ved høje L/S-forhold, hvilket antyder, at de kontrollerende udvaskningsforhold for Ca og sulfat i jorden ændres i løbet af udvaskningsprocessen. 14 rapport banegravsdepot i grindsted

19 Figur 3.1 Resultater af kolonneudvaskningstests udført på en prøve af dækjord samt to prøver af depotfyldet. Resultaterne er vist som akkumuleret udvasket stofmængde. 15

20 Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) DHI 1000 K 100 Al ,1 1 0,01 0, L/S (l/kg) 0,01 0,01 0, L/S (l/kg) As 1,0E+01 1,0E+00 1,0E-01 1,0E-02 1,0E-03 1,0E-04 1,0E-05 0,01 0, L/S (l/kg) Ba ,1 0,01 0,001 0,0001 0, , ,01 0, L/S (l/kg) Cd Cr ,1 0,01 0,001 0,0001 0,01 0, L/S (l/kg) 1 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,01 0, L/S (l/kg) Dækjord (R STD) Hg-depotfyld (R STD) Hg-depotfyld (R ) Blandprøve depotfyld (R ) Blandprøve depotfyld (R STD) Figur 3.2 Resultater af kolonneudvaskningstests udført på en prøve af dækjord samt to prøver af depotfyldet. Resultaterne er vist som akkumuleret udvasket stofmængde. 16 rapport banegravsdepot i grindsted

21 Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) 1 Cu 100 Fe 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,01 0, L/S (l/kg) ,1 0,01 0,001 0,01 0, L/S (l/kg) 1 Hg 1000 Mn 0,1 0,01 0,001 0,0001 0, , ,01 0, L/S (l/kg) ,1 0,01 0,01 0, L/S (l/kg) 1 Mo 100 Ni 0,1 0,01 0,001 0,0001 0, ,01 0, L/S (l/kg) ,1 0,01 0,01 0, L/S (l/kg) Dækjord (R STD) Hg-depotfyld (R STD) Hg-depotfyld (R ) Blandprøve depotfyld (R ) Blandprøve depotfyld (R STD) Figur 3.3 Resultater af kolonneudvaskningstests udført på en prøve af dækjord samt to prøver af depotfyldet. Resultaterne er vist som akkumuleret udvasket stofmængde. 17

22 Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) Akkumuleret udv.mængde (mg/kg) DHI 10 Pb 0,1 Sb 1 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,01 0, L/S (l/kg) 0,01 0,001 0,0001 0, ,01 0, L/S (l/kg) 1 Se 1000 Si 0, ,01 0, ,0001 0,01 0, L/S (l/kg) 1 0,01 0, L/S (l/kg) 0,1 V 1000 Zn 0,01 0,001 0,0001 0, ,01 0, L/S (l/kg) ,1 0,01 0,01 0, L/S (l/kg) Dækjord (R STD) Hg-depotfyld (R STD) Hg-depotfyld (R ) Blandprøve depotfyld (R ) Blandprøve depotfyld (R STD) Figur 3.4 Resultater af kolonneudvaskningstests udført på en prøve af dækjord samt to prøver af depotfyldet. Resultaterne er vist som akkumuleret udvasket stofmængde. 18 rapport banegravsdepot i grindsted

23 Generelt kan det forventes, at udvaskningen af forureningsstoffer (f.eks. Cd, Ni, Pb og Zn), fra eksempelvis lettere forurenede jorde kun vil forekomme i lave koncentrationer og hurtigt aftage i koncentration med stigende L/S-forhold. Dette vil dog i høj grad afhænge af en given jords fysiske og kemiske egenskaber. I det følgende beskrives udvaskningsforløbet af tungmetaller og sporelementer fra dækjorden og depotfyldet for de enkelte parametre i korte træk. Udvaskningen af As for depotfyldet er relativt lav, og koncentrationsniveauet er tæt på den analytiske detektionsgrænse. For dækjorden stiger udvaskningen af As med stigende L/S-forhold. Bindingen af As i jord er generelt relateret til jern- og aluminium(hydr)oxider (Dijkstra et al., 2009). Ved en ph-værdi på omkring fem vil Fe (III) kunne omdannes til det mere opløselige Fe(II) ved et redoxpotentiale på under 200 mv. Dette ville kunne ses ved, at udvaskningen af Fe og dermed også As stiger, hvilket er tilfældet for dækjorden. Den ene af prøverne af depotfyldet indeholder As og Fe i mængder svarende til dækjorden (se Tabel 3-1), men udvaskningsmønsteret for denne prøve følger ikke samme mønster for Fe og As som dækjorden. Det kunne tyde på, at As og Fe er bundet i depotfyldet på en anden måde end i dækjorden, muligvis adsorberet til aktivt kul. Udvaskningen af Ba er for alle prøver (dog med én undtagelse) rimeligt konstant over det undersøgte L/S-interval. Samtidig er den udvaskede mængde for prøverne på samme niveau (inden for en faktor 10). For én af depotfyldsprøverne (blandprøven, R ) er udvaskningen af Ba op til en faktor 1000 lavere end de øvrige prøver. Dette er ikke umiddelbart muligt at forklare. Udvaskningen af Cd er for prøverne af depotfyldet rimeligt konstant over det undersøgte L/Sinterval, dog med en svagt aftagende tendens ved høje L/S- forhold. Den udvaskede mængde er væsentligt højere (faktor 100) fra den prøve af depotfyldet, som også har det højeste indhold (blandprøven, R ), end fra de øvrige prøver. Udvaskningen af Cd fra dækjorden er i begyndelsen af udvaskningsforløbet på niveau med depotfyldet med højt Hg-indhold (R ), men aftager betydeligt (omkring faktor 50) i slutningen af udvaskningsforløbet. For Cr(total) ses udvaskningen at være aftagende med stigende L/S-forhold. For alle prøver er den udvaskede stofmængde på samme niveau, dog med undtagelse af én af prøverne med højt Hg-indhold (R ), som viste betydeligt lavere udvaskning end de øvrige prøver. For Cu er udvaskningen fra blandprøven af depotfyld (R ) næsten konstant, men med en svagt aftagende tendens ved høje L/S-forhold. Udvaskningen af Cu fra de øvrige prøver ses at være op til en faktor 100 lavere. For en af depotfyldsprøverne (R ) er udvaskningen af Cu i alle eluatfraktioner under den analytiske detektionsgrænse. For depotfyldet med højt indhold af Hg (R ) blev der ved konservering af eluater fra kolonneudvaskningsforsøgene taget specielt hensyn til Hg, og det kan ikke udelukkes, at resultater for Hg for de øvrige prøver kan være påvirket af, at disse hensyn ikke blev taget. Udvaskningen af Hg fra depotfyldet med det høje Hg-indhold (R ) er op til en faktor 100 højere end for de øvrige prøver. Den udvaskede mængde fra denne prøve er relativt konstant i det undersøgte L/S-interval. For de øvrige prøver varierer udvaskningen af Hg betydeligt og er for nogle L/Sfraktioner på niveau med den analytiske detektionsgrænse. Udvaskningsmønstret for disse prøver er formentlig et resultat af manglende konservering for Hg. Udvaskningen af Mo er generelt meget lav fra alle prøver, og i de fleste eluatfraktioner var koncentrationen af Mo under den analytiske detektionsgrænse. Udvaskningen af Ni fra depotfyldsprøverne er næsten konstant i det undersøgte L/S-interval, dog med en aftagende tendens ved høje L/S-forhold. For blandprøven af depotfyldet (R ) er den udvaskede mængde godt en faktor 10 højere end for prøven med højt Hg-indhold (R ). Udvaskningen af Ni fra dækjorden er konstant i begyndelsen af udvaskningsforløbet, men aftager ligeledes i slutningen af forløbet. 19

24 DHI For Pb er udvaskningen fra blandprøven af depotfyldet (R ) højere end udvaskningen fra de øvrige prøver. For denne prøve er der god overensstemmelse mellem resultaterne fra de to kolonnetest (R og R STD). For Hg-depotfyld (R ) er udvaskningen op til en faktor 100 lavere, og der er for de to kolonneforsøg større spredning på resultaterne. Udvaskningen af Sb er for alle prøver i hele udvaskningsforløbet lavere end den analytiske detektionsgrænse. Udvaskningen af Se fra depotfyldet er højest for blandprøven af depotfyld (R ) og godt en faktor 10 lavere for Hg-depotfyldet. Den udvaskede mængde af Se er generelt højest i begyndelsen af udvaskningsforløbet og aftager herefter med omkring en faktor 10 i det undersøgte L/Sinterval. For dækjorden er den udvaskede mængde af Se rimeligt konstant, dog med en svagt stigende tendens ved høje L/S-forhold. Den udvaskede mængde af Se fra dækjorden ses at ligge på et niveau imellem de to prøver af depotfyldet. Udvaskningen af V er for de fleste af prøverne på niveau med den analytiske detektionsgrænse. Kun i én af de Hg-holdige prøver ses udvaskningen i begyndelsen at være en smule højere end i de øvrige prøver. Udvaskningen af Zn er for depotfyldsprøverne konstant i begyndelsen af det undersøgte L/Sinterval, men omkring et L/S-forhold på 1-2 l/kg aftager udvaskningen. For blandprøven af depotfyldet (R ) er den udvaskede mængde imellem en faktor 10 og en faktor 100 højere end for prøven med højt Hg-indhold (R ). Udvaskningen af Zn fra dækjorden er konstant i begyndelsen af udvaskningsforløbet men aftager ligeledes i slutningen af forløbet. De gennemførte kolonneforsøg viste generelt, at udvaskningen af tungmetaller og sporelementer fra depotfyldet er højest fra de prøver, som har det højeste faststofindhold. Udvaskningsmønstret for metallerne Cd, Cu, Ni, Pb og Zn er relativt ens med forholdsvis konstant udvaskningsstyrke i det undersøgte L/S-interval, dog med en svag aftagende tendens ved høje L/Sforhold. Dette kunne tyde på, at udvaskningen af disse metaller er styret af en konstant frigivelse fra samme kilde. Dette kunne være frigivelse fra binding til aktivt kul eller genopløsning af udfældet metalsulfid. Ved hjælp af geokemiske ligevægtsberegninger blev det belyst, om det kunne sandsynliggøres, at metalsulfidudfældninger var styrende for stoffrigivelsen. Til brug i beregninger blev koncentrationen af sulfid forsøgt bestemt som total-svovl minus sulfat. Resultatet af modelberegningerne kunne hverken støtte eller afvise formodningen om, at frigivelsen af stofferne var kontrolleret af opløsning af sulfider ph-statiske udvaskningstests Figur 3.5 og Figur 3.6 viser resultaterne af to ph-statiske udvaskningsforsøg, som er udført på en delprøve af dækjorden (R ) og en delprøve af depotfyldet med et højt Hg-indhold (R ). Resultaterne er vist som akkumulerede udvaskede stofmængder som funktion af phværdien i testen. Detaljerede akkrediterede rapporter fra de ph-statiske forsøg samt analyseresultaterne fra Eurofins A/S findes i bilag E. Til sammenligning er den akkumulerede udvaskede stofmængde ved L/S=10 l/kg fra kolonneforsøg, udført på de samme prøver, vist i Figur 3.5 og Figur 3.6. Resultaterne fra kolonneforsøgene er vist ved den ph-værdi, som blev målt i den ph-statiske test uden tilsætning af syre eller base (kaldet prøvens naturlige ph-værdi). Som det fremgår af Figur 3.5 og Figur 3.6, er der for de fleste parametre god overensstemmelse imellem resultaterne opnået i kolonneforsøgene og i de ph-statiske forsøg. For As ses udvaskningen fra dækjorden dog at være højre i kolonneudvaskningsforsøget end fundet i den ph-statiske test, hvilket sandsynligvis skyldes, at redoxpotentialet i den ph-statiske test var betydeligt højere (670 mv) end i kolonneudvaskningsforsøget. Der ses endvidere for Hg en mindre afvigelse imellem resultater fra kolonneudvaskningsforsøgene og de ph-statiske forsøg. Da eluaterne fra disse forsøg ikke er konserveret med en saltsyre/guldstandarden, bør resultaterne vurderes med forsigtighed. Som det kan ses, er udvaskningen fra dækjorden for de fleste parametre højere end fra depotfyldet, hvilket stemmer godt overens med de gennemførte kolonneudvaskningsforsøg. 20 rapport banegravsdepot i grindsted

25 Figur 3.5 Resultater af ph-statiske tests udført ved L/S=10 l/kg på en prøve af dækjord og en prøve af depotfyld. Resultaterne er vist som akkumulerede udvaskede stofmængder som funktion af ph-værdien. Til sammenligning er resultater fra kolonneforsøg vist som akkumuleret udvasket mængde ved L/S=10 l/kg. 21

26 DHI Figur 3.6 Resultater af ph-statiske tests udført ved L/S=10 l/kg på en prøve af dækjord og en prøve af depotfyld. Resultaterne er vist som akkumuleret udvasket stofmængde som funktion af ph-værdien. Til sammenligning er resultater fra kolonneforsøg vist som akkumuleret udvasket mængde ved L/S=10 l/kg. 22 rapport banegravsdepot i grindsted

27 Resultaterne af de ph-statiske udvaskningsforsøg udført på dækjorden viser, at udvaskningen af As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, V, Zn og DOC er afhængig af ph-forholdene i jorden. For As, Cr, Cu, Pb, Sb, Se, V og DOC ses den udvaskede mængde at være lavest ved dækjordens naturlige ph-værdi, og for disse parametre vil udvaskningen stige ved både højere og lavere ph-værdier. For Cd, Ni og Zn vil udvaskning være lavere ved stigende ph-værdi, men for Mo, Sb samt Se vil udvaskningen stige med stigende ph-værdier. Udvaskningen af Ba er uafhængig af ph-værdien. Sammenlignes resultaterne af de gennemførte ph-statiske tests med litteraturværdier for udvaskning fra jord (Dijkstra et al., 2009), ses det, at udvaskningsmønstrene for dækjorden stemmer overens med de ph-afhængige udvaskningsmønstre, der er fundet af Dijkstra et al. (2009). Stofudvaskningen fra depotfyldet som funktion af ph-værdien svarer for As, Ba, Cd, Cr, Mo, Ni, Zn og DOC til det udvaskningsmønster, der ses for dækjorden, men for parametrene Cu, Pb, Sb, Se og V ses udvaskningen fra depotfyldet ved stigende ph-værdier at være konstant eller faldende (gælder for Pb). For Hg er udvaskningen som funktion af ph-værdien for de to prøver modsat rettetede. For dækjorden er udvaskningen af Hg stigende med stigende ph-værdi, og for depotfyldet falder udvaskningen med stigende ph-værdi indtil ph = 6, hvorefter udvaskningsniveauet er konstant. DHI har adgang til en database med resultater fra udvaskningsforsøg udført på forskellige typer materialer (LeachXS, 2011). Ud fra disse data (9 forskellige datasæt) synes udvaskningen af Hg generelt at være konstant ved ph-værdier under ph 7, hvilket ikke synes at være tilfældet for hverken dækjorden eller depotfyldet. Ud fra de gennemførte forsøg fremgår det, at stofudvaskningen ikke umiddelbart vil kunne reduceres entydigt for alle parametre ved at forsøge at ændre ph-forholdene i jorden og depotfyldet. 23

28 DHI 4 Vurdering 4.1 Metoder til vurdering af resultaterne Resultaterne af de gennemførte laboratorieforsøg benyttes i det følgende til en vurdering af risikoen for påvirkning af grundvand og de omkringliggende recipienter. En sådan vurdering kan foretages ved hjælp af mere eller mindre komplicerede beregninger. Det blev aftalt med Region Syddanmark, at der i første omgang anvendes forsimplede og konservative tilgange til vurdering af resultaterne, hvor der ses bort fra stoftilbageholdelse/attenuering og andre processer (bortset fra fortynding) under transporten fra kilden til et eventuelt sammenligningspunkt. Hvis det viser sig nødvendigt, vil disse processer på et senere tidspunkt kunne inddrages ved gennemførelse af mere avancerede beregninger. Der er i det følgende valgt to måder til at vurdere, om stofudvaskningen fra banegravsdepotet potentielt vil kunne påvirke grundvand og omkringliggende recipienter uacceptabelt: Metode 1 Den udvaskede stofkoncentration bestemt som funktion af L/S-forholdet sammenlignes direkte med relevante kvalitetskriterier. Der anvendes grundvandskvalitetskriterier samt generelle miljøkvalitetskriterier for udledning af ferskvand. Denne type af vurdering er meget konservativ, men hvis relevante kvalitetskriterier er overholdt, kan det umiddelbart konkluderes, at stofudvaskningen ikke vil udgøre en uacceptabel risiko for det omkringliggende miljø. I det tilfælde vil det ikke være nødvendigt at foretage yderligere vurderinger. Metode 2 Der opstilles et beregningsscenarie for banegravsdepotet, og ud fra resultaterne af de gennemførte udvaskningstest estimeres stoffluxen ud fra banegravsdepotet. L/S-forholdet omsættes ved hjælp af simple betragtninger til en tidsskala. Den resulterende koncentration i grundvandet umiddelbart under banegravsdepotet estimeres og sammenlignes med relevante kvalitetskriterier. Tabel 4-1 viser en oversigt over de kvalitetskriterier, der er anvendt i forbindelse med vurderingerne. Tabel 4-1 Oversigt over relevante kvalitetskriterier Parameter Grundvandskvalitetskriteriet (1) Generelle kvalitetskriterier for udledning til ferskvand (2) μg/l μg/l As 8 4,3 Ba N.A. 9,3 Cd 0,5 0,08 µg/l (klasse 1: <40 mg CaCO3/l) Cr (total) 25 Cr (VI) 3,4 µg/l; Cr (III) 4,9 µg/l Cu Hg 0,1 0,05 Mo Ni 10 2,3 Pb 1 0,34 Sb N.A. 113 Se N.A. N.A. Zn 100 7,8 (A) / 3,1 (B) (1) Liste over kvalitetskriterier i relation til forurenet jord og kvalitetskriterier for drikkevand, Miljøstyrelsen, juni/juli 2010 (2) BEK nr af 25/08/2010 om miljøkvalitetskrav for vandområder og krav til udledning af forurenende stoffer til vandløb, søer eller havet; N.A. der er ikke fastsat kriterier; (A) Miljøkvalitetskravet gælder for koncentrationen i opløsning, dvs. den opløste fase af en vandprøve, der er filtreret gennem et 0,45 µm filter eller behandlet tilsvarende OG (B) Miljøkvalitetskravet gælder for blødt vand (H<24 mg CaCO3/l) 24 rapport banegravsdepot i grindsted

29 Koncentration (mg/l) Koncentration (mg/l) Koncentration (mg/l) Koncentration (mg/l) Koncentration (mg/l) Koncentration (mg/l) 4.2 Metode 1 Vurdering ved direkte sammenligning med kvalitetskriterier Figur 4.1 og Figur 4.2 viser resultaterne fra kolonneudvaskningsforsøgene, idet udvaskede stofkoncentrationer i eluatfraktionerne er afbildet som funktion af L/S-forholdet for de parametre, der er opstillet kvalitetskriterier for. I figurerne er de relevante kvalitetskriterier vist til direkte sammenligning. 1 As 1 Ba 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,01 0, L/S (l/kg) 0,1 0,01 0,001 0,0001 0, ,01 0, L/S (l/kg) 1 Cd 1 Cr 0,1 0,01 0,001 0,0001 0, ,01 0, L/S (l/kg) 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,01 0, L/S (l/kg) 1 Cu 0,1 Hg 0,1 0,01 0,01 0,001 0,001 0,0001 0,0001 0,01 0, L/S (l/kg) Dækjord (R STD) Hg-depotfyld (R STD) Blandprøve depotfyld (R STD) 0, ,01 0, L/S (l/kg) Hg-depotfyld (R ) Blandprøve depotfyld (R ) Grundvandskvalitetskrit Generelle vandkvalitetskrit. Figur 4.1 Resultater fra kolonneudvaskningsforsøg udført på én prøve af dækjorden og to prøver af depotfyldet. Til sammenligning er grundvandskvalitetskriterierne (rød linje) og generelle miljøkvalitetskrav til ferskvand vist (blå linje) 25

30 Koncentration (mg/l) Koncentration (mg/l) Koncentration (mg/l) Koncentration (mg/l) Koncentration (mg/l) Koncentration (mg/l) DHI Mo Ni 0,1 10 0,01 1 0,1 0,001 0,0001 0,01 0, L/S (l/kg) 0,01 0,001 0,01 0, L/S (l/kg) 1 Pb 1 Sb 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,01 0, L/S (l/kg) 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,01 0, L/S (l/kg) V Zn 0, , ,1 0,01 0,0001 0,01 0, L/S (l/kg) Dækjord (R STD) Hg-depotfyld (R STD) Blandprøve depotfyld (R STD) 0,001 0,01 0, L/S (l/kg) Hg-depotfyld (R ) Blandprøve depotfyld (R ) Grundvandskvalitetskrit Generelle vandkvalitetskrit. Figur 4.2 Resultater fra kolonneudvaskningsforsøg udført på én prøve af dækjorden og to prøver af depotfyldet. Til sammenligning er grundvandskvalitetskriterierne (rød linje) og generelle miljøkvalitetskrav til ferskvand vist (blå linje) De stoffer, for hvilke der er opstillet kvalitetskriterier, kan inddeles i tre grupper. Den første gruppe omfatter stoffer, som må anses for at være problematiske, idet udvaskningen er så høj, at alle prøver af både dækjord og depotfyldet overskrider kvalitetskriterierne (se Tabel 4-2). Stofferne Cd, Ni, Pb og Zn hører til denne gruppe af forureningsstoffer. Den anden gruppe af stoffer er kendetegnet ved, at kun enkelte prøver overskrider kvalitetskriterierne, eller at resultater for enkelte prøver og enkelte L/S-forhold overskrider kvalitetskriterierne, eller at enkelte prøver overskrider kvalitetskriteriet for ferskvand, mens grundvandskvalitetskriteriet overholdes. As, 26 rapport banegravsdepot i grindsted

31 Ba, Cr, Cu og Hg hører til gruppe 2 og anses derfor som potentielt problematiske stoffer. Gruppe 3 omfatter Mo, Sb og V, og det vurderes, at disse stoffer er uproblematiske i denne sammenhæng, da de udvaskede koncentrationer under hele udvaskningsforløbet for alle prøver er under kvalitetskriterierne dog med en enkelt undtagelse for V. Tabel 4-2 Vurdering Sammenfatning af vurdering af stofudvaskning i forhold til relevante kvalitetskriterier Parametre Gruppe 1: Alle prøver overskrider kvalitetskriterierne Gruppe 2: Enkelte prøver eller resultater for enkelte prøver og L/Sforhold overskrider kvalitetskriterierne, eller enkelte kvalitetskriterier overskrides Gruppe 3: Ingen prøver overskrider kvalitetskriterierne Cd Alle prøver overskrider kriterierne, dog overholder udvaskningen fra dækjorden (R ) ved L/S 10 kvalitetskriterierne Ni Alle prøver overskrider kvalitetskriterierne Pb Alle prøver overskrider kvalitetskriterierne Zn Alle prøver overskrider kvalitetskriterierne As Dækjorden (R ) overskrider kvalitetskriterierne for L/S = 0,5-10 l/kg Ba Fire prøver overskrider kvalitetskriteriet for ferskvand, mens udvaskningen fra blandprøven af depotfyld (R ) for et af kolonneforsøgene overholder kvalitetskriteriet Cr Alle prøver overskrider kvalitetskriterierne ved lave L/S-forhold, men den udvaskede koncentration falder under udvaskningsforløbet til under kvalitetskriterierne. Cu Alle prøver overholder grundvandskvalitetskriteriet, mens kvalitetskriterier for ferskvand overskrides Hg Generelt høje overskridelser af kvalitetskriterierne dog overholdes grundvandskvalitetskriteriet for blandprøve af depotfyld (R ) og dækjordsprøven (R ) ved enkelte L/S-forhold Mo Alle prøver overholder kvalitetskriterierne Sb Alle prøver overholder kvalitetskriterierne V Ved L/S=0,2 l/kg overskrider udvaskningen fra en kviksølvforurenet prøve af depotfyld (R ) kvalitetskriteriet for ferskvand I de følgende vurderinger indgår kun stoffer i gruppe 1 og 2, dvs. As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb og Zn, da stofferne fra gruppe 3 ikke anses for at udgøre en risiko for det omkringliggende miljø. 4.3 Metode 2 Vurdering baseret på stofflux og opblanding i grundvand På baggrund af resultaterne af udvaskningsforsøgene kan kildestyrken for banegravsdepotet estimeres, idet stoffluxen beregnes. Fluxen er beregnet på baggrund af resultaterne fra hvert kolonneforsøg under forudsætning af, at al fyldet i hele banegravsdepotet udviser samme udvaskningskarakter som den testede prøve. Forudsætningerne for beregningerne er opsummeret i Tabel 4-3. Beregningerne er gennemført for alle prøver under disse antagelser. Da stofudvaskningen fra dækjorden for de fleste stoffer er på niveau med depotfyldet, skelnes der i dette afsnit ikke imellem dækjord og depotfyld. 27

32 DHI Tabel 4-3 Anvendte scenarieparametre til bestemmelse af kildestyrken fra banegravsdepotet Scenariebeskrivelse Enhed Anvendt værdi Gennemsnitlig højde/tykkelse af banegravsdepotet Meter 2,0 Bredde af banegravsdepotet Meter 20 Længde vinkelret af banegravsdepotet Meter 410 Densiteten af materialet t/m 3 1,6 Gennemsnitlig årlig nettoinfiltration mm/år 500 For en specifik situation som banegravsdepotet kan L/S-skalaen endvidere omregnes til en tidsskala vha. en forsimplet model (Hjelmar, 1990): Hvor, t er tid (år, regnet fra det tidspunkt, hvor undersøgelsen blev gennemført) L/S er L/S-forhold (m 3 /t) ρ er anslået densitet af depotfyldet (t/m 3 ) H er gennemsnitlig højde af banegravsdepotet (m) I er nettoinfiltration (m/år) Detaljerede beregninger af stoffluxen er vist i bilag F for stofferne As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb og Zn. På baggrund af de beregnede kildestyrker kan stoffrigivelsen estimeres over en given tidsperiode. I Tabel 4-4 er mængden af de enkelte stoffer, der kan forventes at udvaskes fra banegravsdepotet over en periode på ca. 65 år (svarende til L/S=10 l/kg) vist, idet den mindste og den højeste estimerede mængde er givet. De estimerede mængder er bestemt ud fra resultater af kolonneudvaskningsforsøg udført på depotfyldet. Da banegravsdepotet indeholder depotfyld med udvaskningsegenskaber, som svarer til såvel mindste som højeste estimerede stofmængder, må det forventes, at den reelle stoffrigivelse fra depotet vil ligge på et niveau imellem mindste og højeste estimeret mængde. Tabel 4-4 Estimeret mængde forureningsstoffer frigivet fra banegravsdepotet over en samlet periode på ca. 65 år. Stof Mængde stof frigivet fra banegravsdepotet over en samlet periode på ca. 65 år (svarende til L/S = 10 l/kg) Mindste estimeret mængde (kg) Højeste estimeret mængde (kg) As 0,41 0,66 Ba 0,19 22 Cd 0,38 62 Cr 0,68 2,2 Cu 0,53 23 Hg 0,05 5,2 Ni Pb Zn Ud fra de estimerede kildestyrker kan de resulterende koncentrationer i grundvandet umiddelbart under banegravsdepotet beregnes som funktion af tiden. Det antages, at grundvandets strømningsretning er omtrentligt vinkelret på banegravsdepotets længdeside (jf. side 28 figur 15 i (Ejlskov A/S, 2010) og oplysninger fra Region Syddanmark). Grundvandets strømningshastighed antages at være 75 m/år (Grontmij Carl Bro, 2010), og opblandingsdybden antages at være 0,5 m (ifølge aftale med Region Syddanmark), da grundvandsanalyser viser, at den øverste halve meter af grundvandet er påvirket af nedsivning fra depotet. Baggrundskoncentrationsni- 28 rapport banegravsdepot i grindsted

33 veauet er for alle parametre sat lig nul. Den resulterende i grundvandet beregnes ud fra nedenstående formel: Hvor, C res Q p C p Q g er den resulterende koncentration af et specifikt stof i grundvandet umiddelbart under banegravsdepotet (mg/l = g/m 3 ) er mængden af perkolat, der årligt siver ud fra banegravsdepotet (m 3 /år) er koncentration af et specifikt stof i perkolatet, der siver ud fra banegravsdepotet (mg/l) er mængden af grundvand, der i løbet af et år løber under banegravsdepotet i de øverste 0,5 meter (m 3 /år) I Figur 4.3 er de estimerede resulterende koncentrationer vist som funktion af tiden. Til sammenligning er de relevante kvalitetskriterier givet. Den resulterende koncentration af As vil for depotfyldet være mindre end de relevante kvalitetskriterier (se Figur 4.3), mens den for Ba vil være på niveau med eller over kriteriet for udledning til ferskvand, men overskridelser i forhold til kriteriet vil være inden for en faktor 10. For Cd og Zn vil de resulterende koncentrationer for den ene af depotfyldsprøverne (Hgdepotfyld, R ) være på niveau med grundvandskvalitetskriteriet, men ferskvandskriteriet vil være overskredet. For blandprøven af depotfyldet (R ) er estimatet af de resulterende koncentrationer for Cd og Zn i grundvandet mellem en faktor 10 og 100 over grundvandskvalitetskriteriet. De resulterende koncentrationer af Cr synes efter ca. fem år at overholde alle relevante kvalitetskriterier. De resulterende koncentrationer af Cu overholder grundvandskvalitetskriteriet men overstiger for blandprøven af depotfyldet (R ) ferskvandskriteriet. For Hg er de estimerede resulterende koncentrationer for Hg-depotfyldet en faktor over grundvandskvalitetskriteriet, dog synes koncentrationen for den ene af prøverne efter 65 år at nærme sig kvalitetskriteriet. For Ni og Pb overstiger de estimerede resulterende koncentrationer for alle prøver kvalitetskriterierne med op til en faktor 100. Ud fra disse betragtninger kan det ikke afvises, at udvaskningen af tungmetaller og sporelementer fra banegravsdepotet med tiden vil kunne betyde at grundvandskvalitetskriterierne i grundvandet umiddelbart under depotet overskrides. Det ville derfor være relevant at vurdere den maksimale resulterende koncentration af de enkelte stoffer i en vis afstand fra depotet f.eks. i en afstand af 100 m og samtidig se på hvor lang tid, der vil gå, før den maksimale koncentration vil kunne ses denne afstand. Da det ikke ligger inden for rammerne af dette projekt at gennemføre egentlige modelberegninger af stoftransporten i grundvandszonen, er der i Error! Reference source not found. givet nogle overslag over, hvor lang tid det kan forventes at tage for de enkelte stoffer at bevæge sig 100 m ud i grundvandets strømningsretning, baseret på simple K d- betragtninger (Christensen et al., 1996). Metallernes bevægelseshastighed i grundvandszone er anslået ud fra nedenstående formel. K d-værdier for Cd, Cu, Ni og Zn er fundet i litteraturen for sandede aquifermaterialer med lav ph-værdi (Christensen et al. 1996, 2000). For Pb er K d- værdien fastsat til samme værdi som for Cu - baseret på erfaringer vedrørende stoffernes geokemiske egenskaber. For Hg anslås K d-værdien i forbindelse med fastsættelse af kriterier for deponering af affald (Bilag 1, Hjelmar et al., 2009) at være på niveau med Cd, Ni og Zn, men det er ikke umiddelbart klart om det for Hg i denne forbindelse vil være en rimelig antagelse. Hg er derfor ikke medtaget i overslaget. 29