Demonstrationsprojekt med in situ basisk hydrolyse på Høfde 42

Transkript

1 Demonstrationsprojekt med in situ basisk hydrolyse på Høfde 42 Af Morten Bondgaard Region Midtjylland, Miljø Møde med Danmarks Naturfredningsforening Thyborøn, den

2 Disposition Lokaliteten Forureningen prensningskoncept Forsøg med in situ basisk hydrolyse Resultater Fremtiden

3 Kemikalie deponi Høfde 42 Cheminova

4 Primære forureningskomponenter, insecticider S P N 2 Parathion S P N 2 Methyl-parathion S P S Malathion S S P P Sulfotep Photo 1958 Hg Kviksølv 4

5 Forureningens udbredelse Masse estimat (2013): >100 tons forurening 68 t parathion 10 t malathion 4 t methyl-parathion 6 t E-sulfotep 7 t kviksølv 5

6 Historie 2020 Fuldskala oprensning??? 2010 Forsøg med in situ basisk hydrolysis afværge (indkapsling) afværge (delvis afgravning) afværge (delvis afgravning) 1960 Dumping af kemikalier

7 Hvorfor afprøves in situ basisk hydrolyse nu? 2006: Indkapsling 2006: Teknologi screening => basisk hydrolyse : Indledende forsøg : Demonstrationsforsøg - NorthPestClean : Fuldskala afværge? 7

8 Princippet i basisk hydrolyse Parathion S P N 2 NaH (ph 12) P S Na Na N 2 Ethyl-parathion,-diethyl phosphorothioate EP2 -syre para-nitrophenol PNF Vandopløselige hydrolyse produkter (Nukleofil substitutions reaktion) 8

9 Malathion Sulfotep 9

10 Den sekundære hydrolyse EP2-syre P S - Na + NaH H P S - Na + + H H P S - Na + NaH H H P + H S - Na

11 Sekundære omdannelse PNF N 2 N - N + H N H N N H H 4- nitrophenol (PNF) 4-nitrosophenol H 4,4'-dihydroxy-azoxy-benzene H 4,4'-dihydroxy-azobenzene (mørkrød farve) Ved høj ph og reduktive forhold NH 2 HN H NH H H 4-aminophenol 4,4'-dihydroxy-hydrazo-benzene 11

12 Resultat af in situ basisk hydrolyse Forurening i jord ph 13 NaH Et stort mix af vandopløselige stoffer

13 Koncept for oprensning Treat Pump Treat In situ Ex situ Høfde 42 Basisk hydrolyse Basisk kogning Biologisk rensning Udledning til Vesterhavet 13

14 NorthPestClean - projektet Formål: In situ basisk hydrolysis dokumentation af effektivitet Enhancement metoder forøge effektiviteten Stop-criteria for oprensning utput (2014): Politisk beslutningsgrundlag 14

15 Principskitse Testcelle 15

16 Konstruktion af forsøgsområdet 3 testceller (10x10m) Kontrol rør 16

17 Initiel karakterisering af testcellerne 17

18 High resolution site characterisation Masse (kg) - testceller TC1 TC2 TC3 Parathion (EP3) Methyl parathion Malathion Sulfotep Hg

19 Forureningens sammensætning I jord Ethyl-parathion 63% Methyl-pararthion 13% Malathion 10% Sulfotep 3% + Kviksølv 19

20 Forsøgsprincip 1. Testcellerne tømmes for grundvand 2. NaH-opløsning tilsættes nede i jorden (ph 12-13) 3. Nedbrydning af giftstoffer i jorden over 8-12 mdr 4. Behandlingen gentages 3 gange

21 Demonstrationsforsøget 3 cyklusser Vi skal løse kontakt udfordringen! 3 metoder skal forstærke effekten af lud Cyklus 1 (2011): Lud tilsættes + passivitet Cyklus 2 (2012): Lud tilsættes + recirkulation + vibration Cyklus 3 (2013): Lud + vibration + recikulation + surfactants

22 Start af demonstrationsforsøg cyklus 1 Dræning 22

23 Infiltration af NaH ~50 m 3 NaH (ph 13) tilsat i hver testcelle ~5 min for 1 m 3 via gravitation 0,500 Water levels in test cells 0,000 Level (m) 0,500 1,000 1,500 2,000 TC1 6 TC2 6 TC3 6 2,500 23

24 Vandprøvetagning dokumentation af hydrolyse fremdrift ph13 NaH behandlet ph 6 ubehandlet 24

25 Jordprøvetagning efter hver cyklus dokumentation af effektivitet 25

26 Enhancement metode 1 (cyklus 2) Acoustic vibration kg - 43 Hz - 5 min pr. hour - run 6-8 weeks - evaluation of data (water samples) - revise strategy

27 Enhancement metode 2 (cyklus 2) Recirkulation n-line overvågning af et lukke system

28 Recirculation model simulering Efter 20 dage er NaH opløsningen fordelt vertikalt og horisontalt (flow 100L/hr)

29 Enhancement metode 3 (cyklus 3) Surfactants Laboratorieforsøg til identifikation af brugbare surfactanter (Aalborg University, Denmark and Surbec, USA) > 20 alternative sufactanter er blevet screenet Ecosurf EH-9 (alkohol ethoxylate) blev valgt Ecosurf EH-9 bliver tested i cyklus 3

30 Surfactants forsøg Jordsøjle forsøg Batchforsøg Forsøg i felten

31 Resultater 200 Dissolved mass in Test Cell 1 EP2 Analyse af vandprøver Mass (kg) MP2 PNF EP3 Cycle starts 0 Enhancement starts 200 Dissolved mass in Test Cell 2 EP2 Mass (kg) MP2 PNF EP3 Cycle starts 0 Enhancement starts 200 Dissolved mass in Test Cell 3 EP2 150 MP2 Mass (kg) PNF EP3 Cycle starts Enhancement starts Cyklus 1 Cyklus 2 Cyklus 3

32 Forureningsmasse i jord (analyse af jordprøver) Baseline After cycle 1 After cycle 2 Ethyl-parathion Methyl-parathion Baseline After cycle 1 After cycle 2 Mass (kg) Mass (kg) TC1 TC2 TC3 0 TC1 TC2 TC3 Mass (kg) Baseline After cycle 1 After cycle 2 E-sulfotep p Mass (kg) Baseline After cycle 1 After cycle 2 Malathion 0 TC1 TC2 TC3 0 TC1 TC2 TC3

33 Hovedkonklusioner efter cyklus % af parathion nedbrudt 90-97% af methyl-parathion nedbrudt % af malathion nedbrudt 70-97% af E-sulfotep nedbrudt Ingen tydelige effekt af enhancement metode (endnu) Hydrolysen er underestimeret i vandprøverne Kviksølv mobiliseres til vandfasen (10-15%) ph holdes > 12 mdr 33

34 Projektforløb - opsummering In situ Høfde 42 Basisk hydrolyse NorthPestClean Ex situ Er det muligt?? Basisk kogning Biologisk rensning Samarbejdsprojekt Region Midtjylland Cheminova Politisk beslutning (fuldskala oprensning) 34

35 Indhold i beslutningsgrundlag for fuldskala-oprensning (2014) 1) Skitseprojekt Skitseprojekt for fuldskala oprensning (in situ + ex situ) 2) Riskovurdering/stopkriterie (DTU Miljø) Stop-kriterier for oprensning fastsættes Restforureningen må ikke udgøre en uacceptabel risiko for vandmiljøet 3) Bæredygtighedsvurdering (DTU Miljø) Basisk hydrolyse sammenlignes med: Afgravning Termisk oprensning Fortsat indkapsling (lade forureningen ligge)

36 Tak for opmærksomheden!