NY SCREENINGSMODEL TIL VALG AF AFVÆRGELØSNING FOR GRUNDE MED CHLOREREDE OPLØSNINGSMIDLER

Transkript

1 NY SCREENINGSMODEL TIL VALG AF AFVÆRGELØSNING FOR GRUNDE MED CHLOREREDE OPLØSNINGSMIDLER Seniorprojektleder Jarl Dall-Jepsen COWI A/S Seniorprojektleder Peter Englöv SWECO Chefrådgiver Torben Jørgensen Rambøll (tidl. COWI A/S) Ph.D. Principal Evan Cox Ph.D. Principal Neal Durant GeoSyntec Consultants, USA ATV JORD OG GRUNDVAND VINTERMØDE OM JORD- OG GRUNDVANDSFORURENING VINGSTEDCENTRET marts 2008

2

3 RESUMÉ For den svenske miljøstyrelse har den svenske rådgiver SWECO, det canadiske firma GeoSyntec og COWI udarbejdet et screeningsmodel til hjælp for valg af den mest cost effektive afværgeløsning i forhold til definerede afværgemål og strategier. Sreeningsmodellen er udviklet med inspiration fra lignende værktøjer, som vejledninger fra EPA, Miljøstyrelsen, Københavns Amts afværgeprogram og erfaringer med en større screeningsmodel anvendt på forureningen i Kærgård Plantage. Screeningsmodellen er en proces i 5 trin, hvor der gradvist zoomes ind på den mest attraktive og cost effektive afværgeløsning med dokumentation for til- og fravalg. Modellen er ét forslag til hvordan det kan gøres. Det vigtigste er, at det bliver gjort. INDLEDNING I takt med det stigende antal mulige metoder til oprensning af forureninger med især chlorerede opløsningsmidler er udvælgelsen af den eller/de rette metoder samt metodekombinationer/treatment trains blevet langt mere kompleks. I forbindelse med præsentation af afværgeløsninger bliver man oftere mødt med spørgsmålet om, hvorfor man ikke har valgt andre metode/løsninger. Der er derfor et stigende behov for praktiske værktøjer og fremgangsmåder, som kan fremme processen, og som både dokumenterer valg og fravalg. I forbindelse med et projekt om chlorerede opløsningsmidler for den svenske miljøstyrelse har den svenske rådgiver SWECO, det canadiske firma GeoSyntec og COWI udarbejdet en screeningsmodel til hjælp for valg af den mest cost effektive afværgeløsning i forhold til definerede afværgemål og strategier. Sreeningsmodellen er en del af et afværgekatalog for chlorerede opløsningsmid-ler (Rapport 5663), som er udgivet af Naturvårdsverket i februar Rapporten kan down-loades fra Naturvårdverkets hjemmeside ( Formålet med screeningsmodellen har været at udvikle et relativt enkelt og anvendeligt værktøj, som helt eller delvist kan bruges under skandinaviske forhold til både små og store projekter. Værktøjet skulle omfatte processen fra formulering af afværgemål til cost effektivitetsvurderinger og ende op med udvælgelse af én afværgeløsning eller to til tre afværgeløsninger på store projekter, som kan gå videre til en skitseprojekteringsfase, hvor der bliver arbejdet mere detaljeret med teknik og økonomi. Screeningsmodellen er udviklet med inspiration fra lignende værktøjer, som vejledninger fra EPA, Miljøstyrelsen, Københavns Amts afværgeprogram og erfaringer med en større screeningsmodel anvendt på forureningen i Kærgård Plantage til valg af de afværgeløsninger, der skal arbejdes videre med i skitseprojekteringen. Udviklingen skete hovedsageligt i en uges work shop i Malmö med deltagelse af forfatteren og medforfattere. BESKRIVELSE AF SCREENINGSMODEL Screeningsmodellen består af fem separate procestrin, hvilket fremgår af procesdiagrammet i figur 1. I løbet af de fem procestrin zoomes der gradvist ind på de mest cost effektive afværgeløsning med en klar dokumentation for, hvilke metoder og løsninger der vælges til og fra samt hvorfor. Inden modellen kan anvendes, bør der være udført undersøgelser i et omfang

4 så forureningen er afgrænset og kildeområdet er karakteriseret. Desuden bør der være udført risikovurderinger i forhold til relevante risikoobjekter som grundvand, recipienter og arealanvendelse. De fem procestrin omfatter fastlæggelse af afværgemål, valg af afværge-/håndteringsstrategi, indledende metodescreening, detaljeret metodeanalyse samt sammenstilling og vurdering af mulige afværgeløsninger Figur 1. Procesdiagram til fastlæggelse af afværgeløsning Første trin, fastlæggelse af afværgemål I første trin fastlægges og formuleres der stedspecifikke afværgemål og helst kvantitative succeskriterier. Eksempler på afværgemål kan være sikring af indeklima på eksisterende eller fremtidig byggeri samt beskyttelse af recipienter eller grundvandsressourcer. Et andet afværgemål kan også være undgåelse af en kortlægning, som kan have betydning for grundværdien. I mange tilfælde kan der på samme forurenede grund være tale om flere afværgemål f.eks. beskyttelse af grundvand og sikring af indeklima i eksisterende byggeri.

5 Når afværgemålet/ene er formuleret, bør der udarbejdes kvantitative og målbare succeskriterier i jord, poreluft eller grundvand. Et godt udgangspunkt kan være beregninger i f.eks. JAGG, hvor koncentrationer i henholdsvis jord, poreluft og grundvand som kan sikre afværgemålet, kvantitativt kan bestemmes. Andet trin, valg af håndteringsstrategi I andet trin fastlægges den overordnede håndteringsstrategi, hvor der i princippet er følgende 7 muligheder: Ingen afværge Administrative anvendelsesrestriktioner Afskæringsløsninger Langtidsmonitering Monitering af naturlig forureningsreduktion Forureningsindkapsling Massefjernelse ved fysiske, biologiske eller kemiske metoder Det kan diskuteres, om ingen afværge er en håndteringsstrategi, men et faktum er, at mange forureninger indledningsvis håndteres sådan, og det er et alternativ, hvis konsekvenser kan sammenlignes med de øvrige muligheder. Et godt eksempel på anvendelsesrestriktioner som håndteringsstrategi er Kærgård Plantage, hvor der blev udstedt et badeforbud på stranden ud for depotet som følge af den massive forureningsudsivning på forstranden. Andre eksempler kan være anvendelsesrestriktioner i bygninger i form af forbud for følsom arealanvendelse, eller at grunden kun må bruges til f.eks. grønne områder eller parkeringsplads. Ved afskæringsløsninger som håndteringsstrategi forstås afværge, hvor der sker en afskæring mellem risikoobjekt og forurening med en massefjernelse, som er ubetydelig i forhold til den samlede foreningsmasse. Eksempler på afskæringsløsninger er aktive eller passiv ventilation under bygninger eller nedstrøms oppumpning af grundvand for at beskytte vandindvinding. Langtidsmonitering anvendes ofte i tilfælde, hvor der er tvivl om en forurening er en egentlig risiko eller ej, og hvor man ønsker at holde øje med udviklingen i forureningskoncentration over tid. Det er her typisk indhold i poreluft eller grundvand, som overvåges. I nogle tilfælde konstateres der en naturlig reduktiv dechlorering i den mættede zone, som måske er tilstrækkelig til at sikre grundvandsressourcen. Der kan derfor gennemføres et moniteringsprogram, som over nogen tid dokumenterer denne proces. Analyseomfanget og vurderingerne er dog ofte langt mere omfattende, end hvad der udføres ved en langtidsmonitering, hvor det primært er forureningskoncentrationerne, der overvåges. Forureningsindkapsling med brug af f.eks. spuns er en anden håndteringstrategi, som bl.a. er blevet anvendt på forureningen ved Høfde 42 i nærheden a Cheminova, for at forhindre forureningsudsivning til havet. Den sidste håndteringsstrategi er egentlig oprensning, hvor

6 forureningsmassen reduceres ved brug af enten fysiske metoder som f.eks. afgravning eller vakuumekstraktion, biologiske metoder som f.eks. forceret reduktiv dechlorering eller kemiske metoder som f.eks. injektion af Fentons reagens eller permanganat. I figur 2 ses et skema med en oversigt for håndterings-strategierne og forskellige metoder til massefjernelse. Tredje trin, den indledende metodescreening Efter fastlæggelse af håndteringsstrategien gennemføres den indledende metode screening med udfyldelse af tabel 1 i figur 2. Formålet med denne fase er at identificere og sortere de metoder, som kan være potentielt anvendelige, fra dem som umiddelbart ikke egnede. Tabel 1 Skema til indledende metodescreening Anvendelse Screeningkriterier Afværgestrategi Afværgestrategi til fortsat overvejelse (Ja/Nej) Metode Kildeomåde Forureningsfane Tilgængelighed Geologi/hydrogeologi Geokemi Forureningskomponenter Kommentarer Metode for fortsat overvejelse (Ja/Nej) Ingen afværge Ingen tiltag Andvendelsesrestriktioner Beboelsesforbud Afskæring af forurening Ventilation under gulv/kælder i forhold til indeklima Andre tiltag, tætning/rumventilation Langtidsmonitering Monitering af forurening Monitering af naturlig nedbrydning Udtagning af prøver i mættet zone Indkapsling Fysisk indkapsling Fastholdelse: pumpning/ventilation Oprensning Jordfjernelse Jordventilation Flerfasektraktion in situ Forceret udvaskning Air sparging Termisk oprensning Stimuleret bio nedbrydning Anaerob reduktiv deklorering Aerob oxidation Aerob cometabolism Kemisk oxidation in situ Fenton s reagens Permanganat/persulfat Ozon Jernspåner i f.eks. Reaktiv vægt Phytooprensning Figur 2. Skema til den indledende metodescreening Endvidere er formålet også at dokumentere, hvilke håndteringsstrategier og hvilke teknologier der er blevet vurderet. Anvendelsesmulighederne for de mulige håndteringsstrategier og metoder herunder bliver kvalitativt vurderet i forhold til kildeområdet og forureningsfanen. Herefter screenes de for fire kriterier i relation til tilgængelighed, geologi/hydrogeologi, geo-

7 kemiske forhold og forureningskomponent. Eksempler kan være lav permeabilitet, som gør det umuligt at anvende air sparging eller vakuumekstraktion. Et andet eksempel kan være underjordiske installationer og bygninger, som kan gøre termiske oprensninger umulige. Der er et kommentarfelt, som kan udfyldes med begrundelser, og i sidste kolonne afkrydses ja eller nej for, om metoden er til fortsat overvejelse. Generelt vil det være sådan, at hvis metoden eller strategien falder igennem på blot et af de fire kriterier, screenes den ud, og der arbejdes ikke videre med i næste trin. På denne måde vurderes alle potentielle metoder, og der sker en grov sortering mellem potentielt anvendelige og potentielt ikke anvendelige. Inden der arbejdes videre med de potentielle metoder i næste trin, bør det vurderes, om der skal foretages yderlige undersøgelser eller tests. Eksempler kan være pumpetest i mættet eller umættet zone eller undersøgelse af redoxforhold. Herefter revurderes trin 3. Fjerde trin, den detaljerede metodeanlyse I dette trin arbejdes der videre med metoder, som ikke blev screenet ud i den indledende metodescreening. Til dette arbejde anvendes tabel 2, som ses i figur 3. Ofte kan det være nødvendigt at arbejde med et skema, som henvender sig den mættede zone, og et som henvender sig til den umættede zone, hvis der skal håndteres forurening begge steder. Metoderne bliver kvantitativt vurderet i forhold til seks kriterier nemlig, gennemførlighed, sandsynlighed for at nå afværgemålet, hvor hurtigt målet bliver opnået, hvor velafprøvet metoden er, afværgevarighed og omkostninger. For hvert kriterium tildeles en score på 0-5, hvor 0 er dårligst og 5 er højest. Tabel 2 Skema for den detaljerede analyse Vurderingskriterier 0=lavest (dårligst) og 5=højest (bedst) Afværgestrategi (fra tabel 5.1) Metode (fra tabel 5.1) Afværgeteknik Fra tabel 4,1 eller andre Gennemførlighed Mulighed for at nå afværgemål Tid for opnåelse af afværgemål Varighed af afværgen Teknikkens modenhed Omkostninger Pointsum (max. 30) Valgt som primær afværgemetode (Ja/Nej) Valgt som supplerende afværgemetode (Ja/Nej) Kommentarer Figur 3. Skema til den detaljerede metodeanalyse

8 Et eksempel er en forurening, som påvirker et primært magasin og udgør en trussel for en drikkevandsindvinding. Afværgemålet er at sikre anvendelsen af det primære grundvand, og her kan afværgepumning være en potentiel afværgemetode. En løsning med afværgepumpning vil således hurtigt opnå afværgemålet og få en høj score på dette punkt, men vil score lavt på afværgevarighed, da der skal pumpes meget længe, hvis der ikke sker en samtidig kildeop-rensning. Andre eksempler er termiske løsninger, som typisk scorer højt på afværge tid men lavere på omkostninger og på teknikmodenhed/erfaringer. Scoren summes op, og resultatet er et kvantitativt mål for metodens anvendelighed, hvilket gør det nemmere at vælge de mindst velegnede fra. I skemaet vurderes det også, om metoden valgt alene kan opnå afværgemålet, eller om den kan anvendes som en supplerende metode. Et eksempel kan være, at der sker en vis naturlig reduktiv dechlorering, men som ikke alene er nok til at sikre grundvandet. Metoden kan derfor godt være et supplement til en kildeoprensning i form af jordfjernelse eller in situmetoder. Efter den detaljerede analyser vurderes det igen, om der er behov for supplerende information. Eksempler på supplerende information kan være laboratorieforsøg med bakterier, bestemmel-se af naturligt oxidationsforbrug, injektionsforsøg eller pilotforsøg. Den supplerende informa-tion skal primært forbedre dimensioneringsgrundlaget for metoderne og dermed styrke grund-laget for de økonomiske overslag, som skal udarbejdes i det sidste og femte trin. Med den supplerende information kan det eventuelt være relevant at revidere den detaljerede metode-analyse. Femte trin, sammenstilling af afværgeløsninger I femte trin arbejdes der med afværgeløsninger, som kan være anvendelse af en enkelt afværgemetode eller kombinationer af flere metoder. Til støtte for dette arbejde anvendes tabel 3, som ses i figur 4. I nogle tilfælde kan det igen være hensigtsmæssigt at arbejde med to skemaer for henholdsvis den mættede og den umættede zone. De valgte afværgeløsninger vurderes kvantitativt, som i den detaljerede metodeanalyse, i forhold til 9 forskellige kriterier. Vurderingskriterierne sigter på, hvor godt løsningen beskytter mennesker og miljø, opfyldelse af myndighedskrav, holdbarhed, evne til reduktion af toxicitet, mobilitet og mængde, korttidseffekter, gennemførlighed, omkostninger samt accept hos myndigheder og samfund. Under omkostninger baseres vurderingerne sig på overslagsberegninger for både etableringsomkostninger, driftsomkostninger og afværgetid omsat til nutidskroner. Hvert vurderingskriterium tildeles en score fra 0-5, og vurderingen begrundes i kommentarfeltet. Den samlede score for hver løsning summeres op, og man har nu et kvantitativt grundlag for et valg af en afværgeløsning. I mange tilfælde kan screeningsmodellen være tilstrækkeligt som grundlag for anbefaling til et endeligt afværgevalg. I andre situationer med større og mere komplicerede projekter kan det være nødvendigt med et egentligt skitseprojekt, hvor der arbejdes mere detaljeret med de tekniske løsninger og økonomi, inden en endelig afværgeløsning vælges.

9 Tabel 3 Sammenstilning og vurdering af afværgeløsninger Vurderingskriterier Afværgeløsning (sammenligning af primære og supplerende metoder identificeret i tabel 5.2) Pointvurderering: 0 = lavest (dårligst) og 5 = højest (bedst) Løsning 1 Løsning 2 Løsning 3 Kommentarer Point Kommentarer Point Kommentarer Point 1 Beskyttelse af mennesker og miljø 2 Opfyldning af myndighedskrav 3 Langtidseffekt og holdbarhed 4 Reduktion af toxicitet, mobilitet og mængder 5 Korttidseffekt 6 Gennemførlighed 7 Omkostninger Etableringsomkostninger Årlige driftsomkostninger Afværgeperiodens længde Totale nuværdisomkostninger 8 Myndighedsaccept 9 Samfundsaccept Sum Figur 4. Skema til sammenstilling og vurdering af afværgeløsninger ERFARINGER OG RESULTATER MED MODELLEN Den præsenterede screeningsmodel er ganske ny, men har bl.a. været afprøvet i sommeren 2006 på et kursus i Sverige på 16 deltagere i fire arbejdsgrupper. De fire arbejdsgrupper kom efter ganske få timers arbejde med en rigtig case frem til forbavsende ensartede løsningsforslag, selv om casen var ganske kompleks med afværgeløsninger, som adresserede både den mættede og umættede. Modellen har også været anvendt på et mindre afværgeprojekt i Præstø for Region Sjælland med et godt resultat, og den er også foreslået anvendt på et projekt for Region Syd i Svendborg. I Region Syd har den også været anvendt på et afværgeprojekt med benzinforurening for OM, som ikke har direkte paradigma for processen valg af afværge. COWI har desuden anvendt modellen i to tilfælde i afværgeprojekter for private kunder. Det lover godt for anvendeligheden, og det er håbet, at modellen kan bruges af andre eller være inspiration til andre modeller og fremgangsmåder, så de mest cost effektive løsninger findes.

10 KONKLUSION OG PERSPEKTIVERING Der er ingen tvivl om, at der med det stigende antal afværgemetoder er behov for værktøjer, som kan skabe overblik og dokumentere den proces, der skal til, for at finde den mest cost effektive og attraktive afværgeløsning for en forurening med chlorerede opløsningsmidler. Den præsenterede screeningsmodel er én måde at gøre det på, og det vil altid kunne diskuteres, om man kan anvende andre kriterier, og om de f.eks. skal vægtes lige meget i et scoringssystem. Det vigtigste er imidlertid ikke, hvordan det bliver gjort, men at det bliver gjort, så beslutningsprocessen bliver mere synlig, bevidst og dokumenteret. Det er den bedste garanti for, at så mange muligheder som muligt overvejes, og at de mest egnede afværgeløsninger findes. Det er forfatternes håb, at modellen kan bidrage til øget fokus på udvælgelsesprocessen af afværgeløsninger og inspirere til videreudvikling af den.