Kan forskerne bidrage til en udvikling af viden og metoder, som kan hjælpe os til at opstille realistiske oprensningskriterier? Poul L.

Transkript

1 Kan forskerne bidrage til en udvikling af viden og metoder, som kan hjælpe os til at opstille realistiske oprensningskriterier? Poul L. Bjerg

2 Tak for i dag: JA

3 For dem som vil vide mere Realistiske oprensningskriterier? Hvad er det? Hvilken teknologi anvender vi? Hvilken tidshorisont ser vi på? Udfordringer ved risikovurdering Administrative forudsætninger Datagrundlag ved en normal sag (Hydro)geologiske forudsætninger Valg af risikovurderingsmodel Sammenhæng mellem koncentration i forureningskilde og i kontrolpunkt? Massefjernelse og reduktion af stofkocentration eller flux Koncentration eller fluxreduktion

4 Realistiske oprensningskriterier Hvad er det? Hvilken teknologi anvender vi? Hvilken tidshorisont ser vi på? Citat fra Temadag om Kemisk oxidation A clean up in US has never reached drinking water standards! Oprensningskriterier og tidshorisonter er en del af teknologivalget Økonomi og oprensningskriterier hænger sammen LCA og Miljøøkonomi kan ikke udføres ud at definere oprensningskriterier Hvad kan rådgivere og andre love uden at komme i byretten, hvis de ikke kan overholde de gyldne løfter???

5 Udfordringer ved risikovurdering Administrative forudsætninger Datagrundlag ved en normal sag? (Hydro)geologiske forudsætninger Valg af risikovurderingsmodel

6 Administrative forudsætninger Kvalitetskriteriet skal være overholdt 100 m nedstrøms eller Valg af kontrolpunkt Absolut (Point of kriterium: compliance) At a) sikre Sekundært grundvandet magasin som en b) ren Primært ressource, magasin der (kildenær) kan benyttes c) Primært til vandforsyning magasin (nedstrøms indvinding/receptor) Kildeområde a b Moræneler Sekundært magasin Moræneler Primært magasin c Efter max. et års strømning i det øverste betydende grundvandsmagasin Funktionelt kriterium: Opdelt i to: 1. Oprensningskriterium på langt sigt: Stopkriterium for monitering At overholde grundvandskvalitetskriterier i et valgt Koncentration (µg/l) kontrolpunkt Forureningsflux gennem kontrolplan (g/år) 2. Oprensningskriterium for kildeområdet Stopkriterium for behandling i kildeområde At nedbringe forureningen i kildeområdet til et niveau, der sikrer at 1) er overholdt Totalkoncentration i jordprøver (mg/kg) Opløste koncentrationer i kildeområde (µg/l) Forureningsflux ud af kildeområde (g/år)

7 Datagrundlag for en normal sag ved en risikovurdering? Kendte I geologien og placeringen af første betydende magasin? Kendte I strømningsretningen? Kendte I strømningshastigheden? Havde I analyser i boringer placeret opstrøms, i forureningskilden og nedstrøms eller i første betydende magasin Havde I tidsserier for forureningsstoffer? Geologi Retning Hastighed Boringer Tidsserier

8 Risikovurderingsværkt rktøjer skal være konservative screeningsværkt rktøjer Datagrundlag for en normal sag ved en risikovurdering? Kendte I geologien og placeringen af første betydende magasin? Kendte I strømningsretningen? Kendte I strømningshastigheden? Havde I analyser i boringer placeret opstrøms, i forureningskilden og nedstrøms eller i første betydende magasin Havde I tidsserier for forureningsstoffer? Geologi Retning Hastighed Boringer Tidsserier

9 (Hydro)geologiske forudsætninger tninger? Clayey till Sand aquifer Chalk aquifer

10 Geologisk model? Værktøj til at karakterisere morænelers geologi Samarbejde mellem GEUS (Knud Erik Klint) og DTU Miljø

11 Valg af risikovurderingsmodel? Single fracture model Equivalent Porous Media model (EPM) Homogeneous medium Effective conductivity K eff fracture Source: Chambon et al. 2010

12 Valg af risikovurderingsmodel Sammenligning med data Jørgensen et al., 1998, WRR Jørgensen et al., 2002, WRR

13 Sprækkemodel kkemodel: Feltforsøg MCPP Chloride Bromide C/C C/C model data model data Time (hours) (days) Time (hours) (days) Data fra Jørgensen et al., 2002, WRR

14 EPM model:feltforsøg 10 0 MCPP 10-1 C/C model data EPM α = 10 m and φ = 0.25 EPM α = 400 m and φ = 0.25 α = 10 m and φ = Time (days) Data fra Jørgensen et al., 2002, WRR

15 Risikovurdering for BAM 3 m 8 m Data fra BAM projekt, Miljøprojekt nr. 732, 2002 Dichlobenil 4200 µg/l BAM 4600 µg/l Fractured clayey till INPUT Input concentration C0 (µg/l) 4600 Infiltration I (mm/år) 120 Fracture aperture 2*b (m) 3.00E-05 Fracture spacing 2*B (m) 1 Matrix porosity φ 0.25 Diffusion coefficient in matrix D' (m2/år) Degradation rate λ (år-1) 0 Retardation, fracture R 1 Retardation, matrix R' 8.29 Water velocity v (m/år) 4000 Spill time a (year) 30 Time t (year) Depth z(m) 5 Calculated parameters Bulk hydrualic conductivity Kb (m/s) 1.70E-08 Vertical gradient i (-) 0.22

16 Risikovurdering for BAM Gennembrudskurver under 5 meter moræneler C onc BAM (µg/l) BAM frac BAM 0.5 m BAM EPM T ime (years)

17 Risikovurdering for BAM Estimate BAM concentration in aquifer and drinking wells Problem with diffuse sources to define contaminated area Neglect travel time m 3 /y 10 C well = C frac A I Pumping rate C onc BAM (µg/l) EPM with default parameters A = 3000 m2 A = m2 EPM (A = m2) 0.01 data T ime (years)

18 Hvem er konservativ? Release for a years 1a 1b fracture 0.5 steady_state EPM C/C C 0 a t C 0 t Time (years) Time (years) C I = 0 C I = 0

19 Sammenhæng ng mellem koncentration i forureningskilde og i kontrolpunkt? Massefjernelse og reduktion af stofkocentration eller flux Koncentration eller fluxreduktion MILJØPROJEKT NUMMER 1296, 2009 sara.env.dtu.dk Chambon,J., Lemming,G., Christiansen,C., Binning,P.J., Broholm,M.M. & Bjerg,P.L. (2009): Damgaard,I Stimuleret reduktiv deklorering som afværgeteknologi i moræneler: Erfaringer og modellering. Institut for Vand og Miljøteknologi, Danmarks Tekniske Universitet, Region Hovedstaden & Miljøstyrelsen, Kgs. Lyngby. Delrapporter: Damgaard,I., Chambon,J., Christiansen,C., Lemming,G., Broholm,M.M., Binning,P.J. & Bjerg,P.L. (2009): Erfaringsopsamling for reduktiv deklorering som afværgeteknologi i moræneler. Delrapport 1. Miljøstyrelsen, København. Miljøprojekt, Chambon,J., Damgaard,I., Christiansen,C., Lemming,G., Broholm,M.M., Binning,P.J. & Bjerg,P.L. (2009): Model assessment of reductive dechlorination as a remediation technology for contaminant sources in fractured clay. Modeling tool Delrapport II. Environmental Protection Agency, Copenhagen. Environmental Project, Chambon,J., Lemming,G., Broholm,M.M., Binning,P.J. & Bjerg,P.L. (2009): Model assessment of reductive dechlorination as a remediation technology for contaminant sources in fractured clay. Case studies Delrapport III. Environmental Protection Agency, Copenhagen. Environmental Project, 1296.

20 Sammenhæng ng mellem koncentration i forureningskilde og i kontrolpunkt? Feltundersøgelser og modelarbejde: Sortebrovej Vasbyvej Gl. Kongevej Diffusion controlled transport in the clay matrix Time = 5 y High concentration gradients at the fracture/matrix interface Rapid advection in fractures Time = 30 y (Initial condition for remediation) Diffusion from the fractures to the matrix slightly retards the spreading of contaminants Source: Manoli 2009 Rapid advection on the top of the primary aquifer

21 Tak for i dag: JA,vi arbejder på sagen Kan forskerne bidrage til en udvikling af viden og metoder, som kan hjælpe os til at opstille realistiske oprensningskriterier?

22 Spørgsm rgsmål l til workshoppen Ønsker til geologisk værktøj? Skal risikovurderingsmodeller kunne verificeres? Hvad er konservativ risikovurdering Ønsker til avancerede værktøjer?