TOLKNINGSMETODER I FORBINDELSE MED MONITERET NATURLIG NEDBRYDNING (MNA) TIL HÅNDTERING AF EN STOR FORURENINGSFANE

Transkript

1 TOLKNINGSMETODER I FORBINDELSE MED MONITERET NATURLIG NEDBRYDNING (MNA) TIL HÅNDTERING AF EN STOR FORURENINGSFANE Trine Skov Jepsen, Niels Døssing Overheu, Nina Tuxen, Lars Larsen - Orbicon Hasse Milter - Region Sjælland ATV Vintermøde marts 2014

2 Stengården Losseplads Tidligere losseplads Formålet har været at afgøre, om Moniteret Naturlig Nedbrydning (MNA) er en attraktiv afværgeteknologi m Afværgeboring ATV Vintermøde marts

3 Moniteret Naturlig Nedbrydning (MNA) Hvorfor? Der er en formodning om, at pesticiderne i forureningsfanen nedbrydes naturligt MNA af phenoxysyrer er tidligere vist effektiv i forbindelse med grundvandsforurening fra lossepladser Phenoxysyrer nedbrydes under mange forhold MNA er en grøn og kosteffektiv in situ afværgemetode MNA baserer sig på naturlige nedbrydningsprocesser, der mindsker forureningen til et acceptabelt niveau Site karakterisering, serier af indicier, moniteringsplan ATV Vintermøde marts

4 Koncentration i transektet Dichlorprop og nedbrydningsprodukter MCPP og nedbrydningsprodukter Kote ATV Vintermøde marts

5 Forureningsflux gennem transektet

6 3 avancerede tolkningsmetoder 1. Forholdet mellem moderstoffer og metabolitter 2. Fordeling mellem R- og S- enantiomerer 3. Udvikling i enantiomerspecifike isotoper

7 Forholdet mellem moderstoffer og metabolitter Et relativt højere indhold af metabolitter end moderprodukt indikerer nedbrydning I praksis skal den aktuelle ratio overstige en kendt worst case ratio Herved tages højde for urenheder fra produktionen Hvis indholdet af metabolitter er lavere, er det ikke bevis for det modsatte Metoden har en iboende sikkerhedsmargin Ratio Konc.nedbrydningsprodukt / Konc.moderstof ATV Vintermøde marts

8 Forholdet mellem moderstoffer og metabolitter Fordele Kan indikerer nedbrydning på baggrund af et enkelt datasæt/datapunkt Ulemper Kan ikke bruges til at vurdere herbicidernes nedbrydningsvej Kan ikke bruges til at vurdere om der sker fuld nedbrydning til CO 2 Viser ikke nedbrydning hvis metabolitterne nedbrydes hurtigere end moderstofferne Ratio Konc.nedbrydningsprodukt / Konc.moderstof ATV Vintermøde marts

9 Forholdet mellem moderstoffer og metabolitter Dichlorprop - Strømningslinje ATV Vintermøde marts

10 Forholdet mellem moderstoffer og metabolitter MCPP - Strømningslinje ATV Vintermøde marts

11 Forholdet mellem moderstoffer og metabolitter Dichlorprop - Transekt ATV Vintermøde marts

12 Forholdet mellem moderstoffer og metabolitter MCPP - Transekt ATV Vintermøde marts

13 Avancerede analyser Analyser er foretaget på forskningscentret Helmholtz Zentrum München og Isodetect. Enantiomeranalyser Enantiomer specifikke isotopanalyser ATV Vintermøde marts

14 Fordeling mellem R- og S-enantiomerer Enantiomerer er molekyler med de samme kemiske bindinger men med forskellig rummelig opbygning De er hinandens spejlbilleder De to enantiomerer kan have forskellige toksikologiske og nedbrydningsmæssige egenskaber Kun R-enantiomeren er aktivt pesticidstof En ændring i enantiomerfraktionen indikerer nedbrydning ATV Vintermøde marts

15 Fordeling mellem R- og S-enantiomerer Fordele Abiotiske processer er ikke enantiomerspecifikke Ulemper Flest resultater hvis prøverne er udtaget langs en strømningslinje Det er en fordel at have kendskab til kilden Man kan ikke påvise nedbrydning ved hjælp af denne metode, hvis mikroorganismerne nedbryder begge enantiomerer lige godt ATV Vintermøde marts

16 Fordeling mellem R- og S-enantiomerer Dichlorprop Dichlorprop er udelukkende påvist som R-DCPP i kildeområdet Kommercielle produkt er af nyere dato Alt S-dichlorprop er nedbrudt Indholdet af S-DCPP er stigende i nedstrøms vandprøver Mikrobiologisk omdannelse af R-DCPP til S-DCPP Opblanding med dichlorprop fra andre og ældre kilder Nedbrydning af dichlorprop hverken beeller afkræftet ATV Vintermøde marts 2014

17 Fordeling mellem R- og S-enantiomerer MCPP En betydelig overvægt af S-MCPP Indikerer at der er sket nedbrydning af MCPP Overraskende, da det tidligere er påvist at S-MCPP nedbrydes hurtigere end R- MCPP EF for MCPP er på 0,5 midt mellem kilden og transektet Ikke tegn på nedbrydning i denne prøve Tydelig indikation på nedbrydning af MCPP i kildeområdet samt i boringstransektet ATV Vintermøde marts

18 Udvikling i enantiomerspecifike isotoper Mikroorganismer nedbryder 12 C-molekyler hurtigere/lettere end 13 C-molekyler Tungere Løbende nedbrydning af moderstof (Dichlorprop) 20 Ingen nedbrydning af metabolit (4 CPP) Løbende nedbrydning af metabolit (4 CPP) 30 0 % Grad af nedbrydning 100 % Moderstof fuldt nedbrudt ATV Vintermøde marts

19 Udvikling i enantiomerspecifike isotoper Fordele Isotopfraktionering er specifik for hvert enkelt stof og er brugbar for en bred vifte af stoffer Det er muligt at bedømme nedbrydningsvejen Ulemper Metoden kræver at nedbrydningen er bestemt af en binding til et isotopspecifikt atom ATV Vintermøde marts

20 Udvikling i enantiomerspecifike isotoper Tungere Lettere Moderstofferne R-MCPP, S-MCPP og R-DCPP er relativt tunge (mindre negative). Kan tyde på nedbrydning af stofferne før de når denne boring Kræver data om de opstrøms forhold at verificere dette ATV Vintermøde marts

21 Udvikling i enantiomerspecifike isotoper Tungere Lettere R-4-CPP er betydeligt lettere (mere negativ) end moderstoffet R-DCPP ( δ 13 C = 4,7 ) Indikationer at dichlorprop bliver nedbrudt Det vurderes at 4-CPP er det direkte nedbrydningsprodukt ATV Vintermøde marts

22 Udvikling i enantiomerspecifike isotoper Tungere Lettere Forskellen mellem isotopforholdet for S-4-CPP i kildeområdet og ca. 450 m nedstrøms er betydeligt ( δ 13 C = 2,2 ) 4-CPP er på et senere stadie af den biologiske nedbrydning i den nedstrøms boring end i kildeområdet ATV Vintermøde marts

23 Indikation af naturlig nedbrydning Mulige indicier Koncentrationsfald langs strømlinje Koncentrationsfald over tid Udvikling i forholdet mellem moderstoffer og nedbrydningsprodukter Udvikling i enantiomerer Nedbrydning af Dichlorprop MCPP 4 CPP Hverken be eller afkræftet Mulighed for kontraherende forureningsfane Ja I mindre grad Hverken be eller afkræftet Hverken be eller afkræftet Ja Hverken be eller afkræftet Enantioselektiv isotop analyse Ja Hverken be eller afkræftet Ja ATV Vintermøde marts

24 Tidligere losseplads Afværgeboring ATV Vintermøde marts

25 Tak for opmærksomheden ATV Vintermøde marts