Appendix til Afværgekatalog

Transkript

1 Appendix til Afværgekatalog Teknik og Administration Nr

2 INDHOLDSFORTEGNELSE 1. Appendix til Afværgekatalog 1.1. Brugervejledning 2. Matrix for projekteringsparametre og afværgemetoder 2.1 Beskrivelse af matrix 2.2 Matrix 3. Projekteringsparametre for afværge 3.1 Beskrivelse af metodebeskrivelser og arbejdssedler 3.2 Metodebeskrivelse og arbejdssedler Nedbrydningsrate, umættet zone Nedbrydningsrate, mættet zone Retardation Hydraulisk konduktivitet Permeabilitet, umættet zone Jordens naturlige vandindhold Jordens indhold af organisk materiale Jordens styrke Redoxforhold, mættet zone Redoxforhold, umættet zone Specifikke nedbrydere Carbonatsystemet og geokemi Strømningsfordeling i mættet zone Magasinkoeficient Lækagekoeficient Strømningshastighed af fri fase Influensradius for donor/oxidationsmiddel Hydraulisk ledningsevne, umættet zone Fysiske egenskaber af fri fase Kvælstof og fosfor NOD Isotopfraktionering Jordens densitet Frigivelse af metaller Differenstryk Kornstørrelser Ethen og Ethan Suspenderet stof Forekomst af fri fase

3 Luftskifte

4 Brugervejledning

5 1. Indledning Dette webbaserede katalog er udarbejdet som to selvstændige projekter, der begge er udført for Videncenter for Jordforurening: Afværgekatalog - Teknik og Administration, Nr Projekteringsparametre for afværge. De to projekter er udviklet hver for sig og er koblet sammen i det webbaserede Afværgekatalog og Projekteringsparametre, som frit kan anvendes på Videncenter for Jordforurenings hjemmeside Afværgekatalog - Teknik og Administration, Nr er udviklet i 2007 af rådgivningsfirmaet Orbicon. Afværgekataloget er både udkommet i papirform og som webbaseret katalog. Projekteringsparameterprojektet er udført i 2009 og har været ledet af Videncenter for Jordforurening (VJ). Projektet har haft tilknyttet en styregruppe bestående af de 5 regioner: Region Hovedstaden, Region Sjælland, Region Syddanmark, Region Midtjylland, Region Nordjylland og Oliebranchens Miljøpulje (OM). Rambøll har haft den overordnede projektledelse, mens 8 rådgivende firmaer: Orbicon, DMR, DGE, COWI, Krüger, Grontmij-Carl Bro, NIRAS og GEO har deltaget som specialister og forfattere ved udvælgelse og beskrivelse af projekteringsparametrene. Projektet er udelukkende udkommet elektronisk som en tilføjelse til den webbaserede del af Afværgekataloget. Tilføjelsen betyder at der direkte fra Afværgekataloget er adgang til data fra Projekteringsparameterkataloget. Denne brugervejledning giver en kort beskrivelse af baggrund, vision og formål med kataloget og giver endvidere en kort beskrivelse af indhold samt vejledning i brug af det webbaserede katalog Afværgekatalog og Projekteringsparametre".

6 2. Baggrund og projektbeskrivelse Forureningsundersøgelser er traditionelt fokuseret på afklaring af en grunds forureningsmæssige historie og risiko, og der er derfor i et normalt undersøgelsesforløb et naturligt bagudrettet fokus. Som konsekvens af dette fokus vil der sjældent i undersøgelsesforløbet blive tænkt ind en mulig fremtidig afværgeforanstaltning. For at kunne foretage de rigtige prioriteringer af grunde i forhold til risiko og afværge og de rigtige beslutninger omkring valg af afværgemetode, skal der på beslutnings- eller prioriteringstidspunktet være tilstrækkelig viden om chancen for succes ved den/de valgte afværgemetoder. For bestemmelse af det skal der foreligge en række meget specifikke kemiske, biologiske og fysiske data - kendt som projekteringsparametre. Hvis projekteringsparametrene ikke er indsamlet, når sagen overgår fra undersøgelsesfasen til afværgefasen, vil det ofte være nødvendigt at gennemføre supplerende undersøgelser, alene med det formål at indsamle disse projekteringsparametre for at kunne foretage en kvalificeret udvælgelse af den Projekteringsparametre er i kataloget defineret som fysiske, biologiske eller kemiske parametre, der grundlæggende skal kunne måles i en defineret enhed (SI-enhed) eller en størrelsesorden. Bestemmelse af projekteringsparametre bruges til afklaring af, hvilken form for afværgemetoder der er mulig og giver væsentlige oplysninger, der bruges til dimensionering af afværgemetoderne. Projekteringsparametrene bestemmes normalt ikke automatisk i et traditionelt undersøgelsesforløb. bedst egnede afværgemetode samt bestemme de dimensioneringsgivende forhold. Såfremt de relevante projekteringsparametre ikke indsamles risikeres det, at prioriteringer udføres på et utilstrækkeligt grundlag, og at der iværksættes arbejde med en uhensigtsmæssig afværgemetode, der ikke har mulighed for at kunne opfylde målsætningen for afværgen. Det er derfor vigtigt at tænke potentielle afværgeløsninger og undersøgelsen af relevante projekteringsparametre ind på et tidligere tidspunkt i undersøgelsesforløbet - fra opstart af undersøgelse til implementeret afværge. Dette vil i de fleste tilfælde optimere undersøgelsesforløbet, forbedre prioriteringsgrundlaget og potentielt skære et led af sagsbehandlingen, og hermed betyde en økonomisk besparelse for bygherren. I figur 2.1 er det overordnet vist, hvordan det webbaserede Afværge- og Projekteringsparameterkatalog kan anvendes til indtænkning af afværge i undersø-

7 gelsesfasen og dermed sikre en bedre kobling mellem undersøgelsesfasen og afværgefasen. Figur 2.1 Brug af det webbaserede katalog for indsamling af projekteringsparametre i et undersøgelsesforløb med fokus på at opnå en bedre kobling mellem undersøgelsesfasen og afværgefasen. I kataloget er der udarbejdet en oversigt over afværgemetoder, beslutningsmatrix for screening/valg af afværgemetoder samt overordnede beskrivelser af de gængse afværgemetoder. Ved anvendelse af afværgekataloget kan der foretages en hurtig screening af potentielle afværgemetoder i forhold til den pågældende forureningslokalitet. Med baggrund i de potentielle afværgemetoder kan der efterfølgende foretages en udpegning af kritiske projekteringsparametre i forhold til at afklare de valgte afværgemetoders chance for succes i forhold til den aktuelle forureningssituation. I kataloget er der udarbejdet en beskrivelse af indsamlingen af projekteringsparametre i op til tre forskellige kategorier (kategori 1, 2 og 3), hvilket giver mulighed for, at projekteringsparametrene kan bestemmes inden for en rimelig tid og økonomi og med en simpel teknologi tidligt i undersøgelsesforløbet, samt at projekteringsparametrene i løbet af undersøgelsesforløbet kan bestemmes mere detaljeret og præcist, efterhånden som data fremkommer og valg af afværgemetode kan kvalificeres. Gradueringen af projekteringsparametrene er foretaget med baggrund i omfang, økonomi samt krav til kompetence og specialudstyr, som vist i tabel 4.1. En projekteringsparameterundersøgelse på kategori 1 er en simpel måling eller test, der typisk vil kunne udføres samtidigt med almindeligt feltarbejde i en forureningsundersøgelse, mens en kategori 2 undersøgelse er en mere omfattende test, og endelig er en kategori 3 undersøgelse en avanceret undersøgelse, der kræver særligt udstyr og specialkompetence.

8 Tabel 4.1 Opdeling af bestemmelse af en projekteringsparameter i tre kategorier Kategori for Økonomi Beskrivelse Projekteringsparameter 1 < kr. De simple test, der kan udføres som en del af almindeligt feltarbejde under en forureningsundersøgelse kr. En test, der kræver særligt udstyr, kompetence og måske 1-2 dages feltarbejde 3 > kr. Den avancerede test eller pilotoprensning, der kræver tid, avanceret udstyr og stor kompetence Om en undersøgelse af en projekteringsparameter hører til i en kategori 1, 2 eller 3 baseres alene på udførelsen af én undersøgelse af den pågældende projekteringsparameter og ikke på summen af flere af de samme undersøgelser af den pågældende projekteringsparameter. I de tilfælde, hvor projekteringsparametrene inden for en kategori kan bestemmes med mere end en undersøgelsesmetodik, er der i kataloget kun foretaget en beskrivelse af den undersøgelsesmetodik, der vurderes bedst egnet, eller alternativt er billigst at udføre. Formålet med at angive bestemmelsen af projekteringsparamenterne i tre kategorier er at give mulighed for, at den kan bestemmes på et simpelt niveau inden for en rimelig tid og økonomi tidligt i undersøgelsesforløbet, samt at parametrene løbende kan bestemmes mere detaljeret og præcist (kategori 2 og 3), såfremt der ønskes en mere præcis bestemmelse af parametrene i forhold til undersøgelsen samt ved vurdering af potentielle afværgeløsninger. Det er ikke alle projekteringsparametre, der kan bestemmes i tre kategorier. For disse projekteringsparametre er der derfor kun angivet en beskrivelse af parameteren i en eller to kategorier. Bestemmelsen af projekteringsparametrene tidligt i undersøgelsesforløbet giver mulighed for at målrette forureningsundersøgelsen frem mod en eller flere afværgemetoder samt at afskrive afværgemetoder efterhånden som det vurderes, at de ikke vil kunne opfylde målsætningen med afværgen. Mange af projekteringsparametrene vil endvidere kunne underbygge risikovurderingerne i undersøgelsesfasen, og dermed øge kvaliteten af undersøgelserne. Foruden en tidligere indsamling af projekteringsparametre er det vigtigt, at parametrene indsamles efter en almindeligt anerkendt de facto dansk standard baseret på branchens "best practice", idet metoden for bestemmelse af projekteringsparametre skal kunne accepteres og anvendes af myndigheder, rådgivere og entreprenører.

9 3. Vision, formål og målgruppe Visionen med kataloget er: at tilvejebringe et tilstrækkeligt beslutningsgrundlag for planlægning og udbud af undersøgelser med henblik på udvælgelse og etablering af optimale afværgeløsninger. Formål med kataloget er: at afværge tænkes ind i undersøgelsesforløbet ved screening for potentielle afværgemetoder og undersøgelse af projekteringsparametre at tilvejebringe en dansk best practice for bestemmelse af projekteringsparametre til udvælgelse og projektering af afværgeløsninger at bestemmelse af projekteringsparametre i højere grad udføres allerede som en del af undersøgelsesfasen at højne sandsynligheden for succes på den enkelte afværgesag at forbedre grundlaget for en korrekt prisbaseret prioritering af afværgeløsninger at forbedre muligheden for at overdrage en undersøgelses-/afværgesag i hele projektforløbet både mellem rådgivere og internt mellem myndighedernes sagsbehandlere. Kataloget henvender sig til følgende målgrupper: medarbejdere i regionerne, der beskæftiger sig med indledende og videregående forureningsundersøgelser, afværge af forurening og prioritering rådgivere og entreprenører professionelle aktører, der optræder som bygherre inden for forurenet jord og grundvand som f.eks. store virksomheder, developere, olieselskaber etc. En sagsbehandler skal med det elektroniske katalog løbende kunne afklare muligheder for anvendelse af potentielle afværgemetoder ved at foretage en mere kvalificeret afværgescreening og ved at bestemme de projekteringsparametre, der er afgørende for, om metoderne kan give succes på den enkelte lokalitet. Sagsbehandleren har endvidere med kataloget sikret sig, at de indsamlede data lever op til branchens best practice, hvilket vil betyde, at skift mellem rådgivere og fra rådgiver til entreprenør ikke automatisk udløser krav om supplerende undersøgelser. De indsamlede projekteringsparametre kan løbende anvendes til

10 udelukkelse af afværgemetoder, således at fokus tidligt i undersøgelsesforløbet kan rettes mod de afværgemetoder, der med størst sandsynlighed vil kunne sikre opfyldelse af målet med afværgen. For rådgivere og entreprenører er kataloget et opslagsværk og en reference for god kvalitet i det udførte arbejde, mens kataloget for den professionelle bygherre sikrer kvalitet og sammenhæng i det arbejde, bygherren får udført. Kataloget er ikke en endelig facitliste for, hvilke afværgemetoder der skal vælges, eller hvordan og hvornår de forskellige projekteringsparametre skal bestemmes, men derimod et godt udgangspunkt for kvalificeret udvælgelse af afværgemetoder samt en best practise bestemmelse af de enkelte projekteringsparametre. Med hensyn til projekteringsparametre er det således helt op til brugeren af kataloget at udbygge beskrivelser og arbejdssedler, såfremt brugeren ønsker en endnu mere detaljeret bestemmelse af den pågældende projekteringsparameter. Alle arbejdssedler er udarbejdet i et åbent filformat (Excel), så brugeren har mulighed for at tilpasse dem og anvende dem elektronisk. Det er endvidere helt op til brugeren at afgøre, hvornår i undersøgelsesfasen de relevante projekteringsparametre skal bestemmes og på hvilket niveau (kategori 1, 2 eller 3), da det vil være forskelligt fra sag til sag. Det skal i den forbindelse nævnes, at projekteringsparametrene i nogle tilfælde bestemmes bedst i en egentlig testfase, som udføres i perioden mellem undersøgelsesfasen og afværgefasen.

11 4. Det elektroniske katalog Kataloget er udelukkende afrapporteret elektronisk, og det kan frit anvendes på Videncenter for Jordforurenings hjemmeside: Kataloget ligger under Værktøjer og derunder Afværgekatalog, se nedenstående screendump. Figur 4.1 Screedump med visning af adgang til det elektroniske katalog - afværgekatalog og projekteringsparametre. Det er valgt at udgive kataloget elektronisk for at gøre materialet let tilgængeligt for alle interesserede brugere. Den elektroniske afrapporteringsform giver endvidere mulighed for løbende at opdatere materialet i nye versioner. Opdateringen af kataloget kan ske i form af udbygning af matrixerne med nye afværgemetoder og projekteringsparametre. Den nuværende version kan endvidere udbygges med metodebeskrivelser og arbejdssedler for flere parametre. Den aktuelle version af matricer og dokumenter i kataloget er på hjemmesiden angivet med en senest opdateret dato. Der kan således forekomme opdateringer af dele af kataloget, uden at hele kataloget opdateres. 4.1 Grundelementer i kataloget Kataloget består overordnet af følgende grundelementer, som på figur 4.2 er indrammet i en rød kasse og angivet med et nummer 1-8: 3 matricer - oversigt og beslutningsmatrixer (figur 4.2 nr. 1, 2 og 3) o Matrix indeholdende oversigt over afværgemetoder (figur 4.2 nr. 1) o Beslutningsmatrix for afværgemetoder (figur 4.2 nr. 2) o Beslutningsmatrix for projekteringsparametre (figur 4.2 nr. 3)

12 Screeningsmodul for valg af afværgemetoder og relevante projekteringsparametre (figur 4.2 nr. 4) Beskrivelser af de enkelte afværgemetoder (figur 4.2 nr. 5 og 6) Metodebeskrivelser og arbejdssedler for bestemmelse af udvalgte projekteringsparametre (figur 4.2 nr. 7 og 8). Opbygningen af det elektroniske katalog er vist i figur 4.2, og det er efterfølgende uddybet. Figur 4.2 Opbygning af elektronisk afværgekatalog og projekteringsparametre

13 4.2 Beskrivelse af grundelementerne i kataloget Opbygningen af det elektroniske katalog er overordnet vist i figur 4.2 og er her uddybet med en beskrivelse af de enkelte grundelementer. Oversigt og beslutningsmatricer (figur 4.2 nr. 1, 2 og 3) Der er i kataloget 3 matricer: en oversigtsmatrix en beslutningsmatrix for valg af afværgemetode en beslutningsmatrix for kobling af projekteringsparametre og afværgemetode. De enkelte matricer er beskrevet i det følgende. Oversigtsmatrix indeholdende oversigt over afværgemetoder (figur 4.2 nr. 1) Matricen (figur 4.3) giver en oversigt over de mest gængse afværgemetoder, der i dag anvendes i Danmark til afskæring eller oprensning af forurening i poreluft, jord og grundvand. Afværgemetoderne er i matrix opdelt efter, om den pågældende metode er baseret på en fysisk, kemisk eller biologisk afværge af forureningen. Figur 4.3 Matrix med oversigt over afværgemetoder Med baggrund i oversigten er det således muligt hurtigt at få et godt overblik over de mest gængse afværgemetoder, deres funktionalitet og grundprincipperne for deres anvendelse.

14 Beslutningsmatrix for afværgeteknikker (figur 4.2 nr. 2) I beslutningsmatrix (figur 4.4) er afværgemetoderne opdelt i forhold til om de har til formål at foretage en afværge over for forureningskilde, forureningsfane eller indeklima. Dernæst er der angivet, i forhold til hvilke stofgrupper de enkelte metoder kan anvendes. Der er i matrix angivet 8 typiske forureningstyper, og der er for enkelte metoder herudover angivet yderligere forureningskomponenter, som den pågældende metode kan håndtere. I matrix er der angivet, hvor de enkelte metoder har deres primære (optimale) anvendelse i forhold til geologi og hydrogeologi, idet geologien er opdelt i tre undergrupper (sand/grus, ler/silt og kalk), mens der mht. hydrogeologien er opdelt i to undergrupper (umættet og mættet zone). Endelig er de enkelte metoder vurderet i forhold til oprensningsperiode (kort, mellem og lang), anlægsudgifter (lave, mellem og høje), driftsudgifter (lave, mellem og høje) og erfaringsniveau (lavt, mellem og højt). Det skal dog her nævnes, at oprensningsperioder og udgifter er vurderet på baggrund af en generel betragtning, da disse forhold kan varierer og helt afhænger af den enkelte forureningssag. Figur 4.4 Beslutningsmatrix for screening af potentielle afværgemetoder Med baggrund i ovenstående beslutningsmatrix er det således muligt at foretage en afværgescreening for udvælgelse af potentielle afværgemetoder i forhold til afværgehåndtering af en konkret forureningssituation.

15 Beslutningsmatrix for projekteringsparametre (figur 4.2 nr. 3) I beslutningsmatrix (figur 4.5) er der angivet de 30 projekteringsparametre, der er vurderet som afgørende projekteringsparametre for de 22 beskrevne afværgemetoder i kataloget. I matricen er der angivet måleenhed for projekteringsparameteren, hvilke afværgemetoder projekteringsparameteren er relevant overfor, samt hvilke kategorier projekteringsparameteren kan bestemmes i (kategori 1, 2 og 3). Der er endvidere foretaget en vurdering af projekteringsparameterens væsentlighed i forhold til den enkelte afværgemetode i form af en klassificering af, om den udgør en essentiel projekteringsparameter (bør bestemmes), eller om den er en sekundær projekteringsparameter (kan med fordel bestemmes). Under afværgemetoden oppumpning er der angivet om projekteringsparameteren er relevant over for pumpedelen (P- pump) eller for behandlingsdelen (Ttreat) af afværgemetoden. For 13 af de 30 projekteringsparametre er der udarbejdet metodebeskrivelser og arbejdssedler. For de resterende 17 projekteringsparametre er der foretaget en kort beskrivelse (definition og angivelse af relevant litteratur) for hver projekteringsparameter. Nederst under selve matricen er der angivet vigtige specifikke kommentarer til både afværgeteknikker og parametre. Figur 4.5 Beslutningsmatrix med angivelse af kobling mellem afværgemetoder og projekteringsparametre.

16 Med baggrund i ovenstående beslutningsmatrix er det således muligt at foretage en screening for udvælgelse af de potentielle projekteringsparametre, der kan være relevante at undersøge før udvælgelse og projektering af afværgeløsninger på en lokalitet. Screeningsmodul for valg af afværgemetoder og relevante projekteringsparametre (figur 4.2 nr. 4, 5, 6, 7 og 8) I modulet markeret med nr. 4 i figur 4.2 kan der ved angivelse af følgende oplysninger i forhold til den pågældende forureningssituation foretages en automatisk screening for udvælgelse af potentielle afværgemetoder: stofgruppe afværge over for geologi hydrogeologi Ved valg af ovenstående oplysninger og derefter et tryk på feltet "søg" fremkommer potentielle afværgemetoder i forhold til afværge af den angivne forureningssituation. På dette niveau skal manuelt foretages en vurdering af de foreslåede afværgemetoder. Ved at markere et flueben ud for de udvalgte afværgemetoder vises i højre side relevante projekteringsparametre i forhold til de pågældende metoder. Ved markering af flere afværgemetoder fremkommer summen af de relevante projekteringsparametre. Med baggrund i screeningsmodulet er det således muligt at foretage en screening for udvælgelse af potentielle afværgemetoder og de projekteringsparametre, der er relevante at undersøge før endelig udvælgelse og projektering af afværgemetode. I figur 4.2 fremkommer der med den viste screening (vist i felt nr. 4) 16 potentielle afværgemetoder (som vist i felt nr. 5).

17 Afværgemetoder, beskrivelser (figur 4.2 nr. 6) Ved at trykke på teksten for en af de mulige afværgemetoder fremkommer der et nyt skærmbillede indeholdende følgende overordnede emner for den valgte afværgemetode: Teknisk beskrivelse, inkl. figur med illustration af afværgeprincip Væsentlige parametre Checkliste Relevante projekteringsparametre Referencer Stofgrupper (hvor metoden er relevant) Afværge over for (hvor metoden er relevant) Geologi (hvor metoden er relevant) Hydrogeologi (hvor metoden er relevant). I figur 4.2 kan der eksempelvis trykkes på metoden flerfase ekstraktion/bioslurping (markeret med felt nr. 6), og herefter vil der fremkomme ovenstående beskrivelse af metoden. Projekteringsparametre, metodebeskrivelser og arbejdssedler (figur 4.2 nr. 7 og 8) Ved at trykke på teksten for en af de mulige projekteringsparametre fremkommer der et nyt skærmbillede, som vist i omstående figur 4.6. med parameteren Hydraulisk konduktivitet som eksempel.

18 Figur 4.6 Opbygning af katalog mht. projekteringsparameter metodebeskrivelse og arbejdssedler, her vist for projekteringsparameteren Hydraulisk konduktivitet. I dette skærmbillede kan der åbnes en metodebeskrivelse for bestemmelse af den pågældende parameter ved at klikke på metodebeskrivelsen (i figur 4.6 vist som felt nr. 1). For hver projekteringsparameter er der udarbejdet en metodebeskrivelse og en arbejdsseddel, der beskriver, hvorledes parameteren kan bestemmes. Hvor parameteren kan bestemmes i flere kategorier er der udarbejdet metodebeskrivelser og arbejdssedler for hver kategori (tryk på flueben for den ønskede arbejdsseddel i kategori 1, 2 eller 3). Metodebeskrivelser og arbejdssedler er udformet, så de direkte kan anvendes af teknikere i felten, uden at dette forudsætter specialviden inden for afværge.

19 Metodebeskrivelserne indeholder de nødvendige beskrivelser og arbejdstegninger for korrekt måling af projekteringsparameteren, og der er angivet vejledning i indsamling og håndtering af data. Arbejdssedlerne er udformet, så de i logisk form sikrer registrering af relevante data. For de enkelte projekteringsparametre skal metodebeskrivelser og arbejdssedler anvendes som selvstændige dokumenter, da der kan forekomme symboler, der har forskellig betydning på tværs af de forskellige projekteringsparametre.

20 Projekteringsparametre for afværge Beskrivelse af matrix Oktober 2009 Supplement til Afværgekatalog Teknik og Administration Nr

21 Beskrivelse af matrix med projekteringsparametre og afværgemetoder Matrixen Projekteringsparametre for afværge har til formål at give brugeren overblik over, hvilke projekteringsparametre der har relevans i forhold til de enkelte afværgemetoder. Matrixen omfatter i alt 22 afværgemetoder og 30 projekteringsparametre. Af matrixen fremgår projekteringsparametrenes væsentlighed i forhold til den enkelte afværgemetode i form af en klassificering af, om parameteren udgør en essentiel parameter (bør bestemmes, angivet med rød), eller om parameteren er en sekundær projekteringsparameter (kan med fordel bestemmes, angivet med gul). For projekteringsparameteren Nedbrydningsrate, umættet zone (Nr. 1) gælder det f.eks., at denne parameter er essentiel for afværgemetoden Naturlig nedbrydning, mens den er sekundær for afværgemetoderne Flerfaseekstraktion og Ventilering (aktiv og passiv). Af matrixen fremgår også antallet af niveauer, som hver parameter kan bestemmes på (kategori 1, 2 og 3). For projekteringsparameteren Nedbrydningsrate, umættet zone (Nr. 1) gælder det f.eks., at denne kan bestemmes på tre niveauer (kategori 1, 2 og 3). Under mappen Projekteringsparametre findes der metodebeskrivelser og arbejdssedler for 13 af de 30 projekteringsparametre til bestemmelse inden for kategori 1, 2 og 3. I matrixen er de 13 parametre, hvor der foreligger metodebeskrivelser og arbejdssedler, angivet med en blå farve. Ikke alle projekteringsparametre kan bestemmes på 3 niveauer men kun på et eller to niveauer. For afværgepumpning er der med P og T i matrix angivet om parameteren har relevans i forhold til in situ delen af afværgen (pump - P ), eller om parameteren har relevans i forhold til behandlingsdelen on site (Treat T ). 3

22 14 Magasinkoefficient Forhold P X X X 15 Lækagekoefficient l/s P X 16 Strømninghastighed af fri fase X X X 17 Influensradius for donor/oxidationsmiddel m X X 18 Hydraulisk ledningsevne umættet zone, porevandshastighed m²/sek X X 19 Fysiske egenskaber af fri fase Viskositet X X 20 Kvælstof og Fosfor Mg/kg T X 21 NOD Specifikke enheder X 22 Isotopfraktionering Forhold X X 23 Jordens densitet kg/m³ X 24 Frigivelse af metaller mg/l X X 25 Differenstryk Pa X X 26 Kornstørrelse m X X 27 Ethen og Ethan mg/l X 28 Suspenderet stof mg/l X 29 Forekomst af fri fase (DNAPL eller LNAPL undersøgelse af omfang) kg P/T X X 30 Luftskifte h -1 X X Projekteringsparametre for afværge Nr Projekteringsparametre Parameter betegnelse Måles i enhed Fysisk afværge Kemisk afværge Biologisk afværge Kategori Fjernelse af jord (afgravning og opboring) Indeslutning Frakturering i kombination med andre teknikker Passiv ventilering Vakuumventilation Oppumpning (pump & treat) Flerfase ekstraktion / Bioslurping Airsparging In-well aerator (mættet zone) Dampstripning Varmeledning (ISTD) Rumventilation Ventilation under gulv Kemisk oxidation/ reduktion Flushing (mættet zone) Reaktiv væg med jern (0) Reaktiv væg med sorbentmateriale Naturlig nedbrydning Stimuleret biologisk nedbrydning (oxidation) Stimuleret biologisk nedbrydning (reduktion, SRD) Tilsætning af bakterier og svampe Phytooprensning Nedbrydningsrate, umættet zone mg stof/d kg 2 Nedbrydningsrate, mættet zone mg stof/d kg T 3 Retardation (R) Forhold P 4 Hydraulisk konduktivitet m/s P 5 Permeabilitet umættet zone m² 6 Jordens naturlige vandindhold % 7 Jordens indhold af organisk materiale % P 8 Jordens styrke kn/m² / friktionsvinkel 9 Redoxforhold mættet zone Specifikke enheder T 10 Redoxforhold umættet zone Specifikke enheder 11 Specifikke nedbrydere Art og antal/l eller antal/kg T 12 Carbonatsystemet og geokemi mg/l, ph P/T 13 Strømningsfordeling i mættet zone % P Specifikke kommentarer til teknikker Afværgepumpning Magasintal og lækage bør bestemmes ved pumpning på spændte magasiner, en del af de andre parametre relaterer til eventuel behandling Afgravning I forbindelse med dimensionering af spuns kan der optimeres når rumvægt kendes, hydraulisk ledningsevne vigtig ved gravning under vandspejl Opvarmning Ledningsevne nødvendig af hensyn til ventilation/køling Kemisk oxidation Forudsat at det er mættet zone alene SRD Ledningsevner, redoxkemi skal kendes i det medie (umættet/mættet) der doseres i. Donors radius bør kunne beregnes hvis K værdier, viskositet og injektionstryk mm er kendt Flushing Laboratorieforsøg for at undersøge konc. af tilsætningsmidler. Pilotforsøg typisk nødvendigt. Myndigshedsforespørgsel om tilsætningsstoffer Reaktiv væg med jern (0) Tykkelse af væg bestemmes på baggrund af laboratorieforsøg Naturlig nedbrydning Specifikke nedbrydere/vinylreduktase undersøges hvor forureningen består af chlorerede opløsningsmidler Phytooprensning Oplysning om jordforhold i dyrkningszonen fx ph, næringsindhold, dræningsforhold samt klimaforhold (temperatur, nedbør etc.) og vækstsæson er vigtige Signaturforklaring Essentiel projekteringsparameter - bør bestemmes Sekundær projekteringsparameter - kan med fordel bestemmes Parameter kan bestemmes i denne kategori, og der foreligger metodebeskrivelser og arbejdssedler. Her vist med farvekode for en parameter bestemt i kategori 3 X Parameter kan bestemmes i denne kategori, men der findes ikke metodebeskrivelser og arbejdssedler P/T P - pump, T - treat Specifikke kommentarer til parametre Forekomstaf fri fase Undersøgelse af forekomst af fri fase er en afgørende parameter ved valg af alle afværgemetoder. Undersøgelse herfor er derfor altid relevant, hvis der er (DNAPL eller LNAPL) indikationer på fri fase. I matrixen er parameteren angivet som essentiel for de metoder, der er særlig egenet til håndtering af oprensning af fri fase, og hvor en yderligere undersøgelse af fri fase bør foretages.

23 Projekteringsparametre for afværge Beskrivelse af metodebeskrivelser og arbejdssedler Oktober 2009 Supplement til Afværgekatalog Teknik og Administration Nr

24 Beskrivelse af projekteringsparametre Projekteringsparametre En projekteringsparameter er defineret som en fysisk, biologisk eller kemisk parameter, der grundlæggende skal kunne måles i en defineret enhed (SIenhed) eller en størrelsesorden. Bestemmelsen af projekteringsparametre bruges til afklaring af, om en bestemt afværgemetode er mulig at gennemføre, og den danner grundlag for dimensionering af en eventuel senere afværge. Projekteringsparametre for afværge bestemmes normalt ikke i forbindelse med traditionelle forureningsundersøgelser. Metoden til bestemmelse af en projekteringsparameter er ikke lokalitets- eller metodeafhængig. Metoden til bestemmelse af parameteren vil således kunne anvendes generelt i alle undersøgelser på alle lokaliteter. For de enkelte projekteringsparametre skal metodebeskrivelser og arbejdssedler anvendes som selvstændige dokumenter, da der kan forekomme symboler, der har forskellig betydning på tværs af de forskellige projekteringsparametre. Kategorier Metoderne til indsamling af projekteringsparametre for afværge, strækker sig fra simple målinger som kan udføres i forbindelse med almindelige forureningsundersøgelser, til udførsel af laboratorietests eller pilottest med avanceret udstyr. Bestemmelsen af projekteringsparametre er opdelt i 3 forskellige kategorier, gradueret med baggrund i omfang, økonomi og krav til kompetence og specialudstyr som vist i tabel 1. En parameterundersøgelse på kategori 1 er en simpel måling eller test for at bestemme en parameter, mens en kategori 2 undersøgelse er en mere omfattende test, og endelig er en kategori 3 undersøgelse af en parameter en avanceret undersøgelse, der kræver særligt udstyr og specialkompetence. Tabel 1 Opdeling af bestemmelse af en projekteringsparameter i tre kategorier. Kategori for Økonomi Beskrivelse projekteringsparameter 1 < kr. De simple test, der kan udføres som en del af almindeligt feltarbejde under en forureningsundersøgelse kr. En test, der kræver særligt udstyr, kompetence og måske 1-2 dages feltarbejde 3 > kr. Den avancerede test eller pilotoprensning, der kræver tid, avanceret udstyr og stor kompetence 3

25 Om en undersøgelse af en projekteringsparameter hører til i kategori 1, 2 eller 3 baseres alene på udførelsen af én enkelt undersøgelse af den pågældende parameter og ikke summen af flere af de samme undersøgelser af den pågældende parameter på den samme lokalitet. For nogle parametre kan det være relevant at bestemme parameteren flere steder på lokaliteten for at få et mere nuanceret billede af forholdene på lokaliteten mht. den aktuelle parameter. I de tilfælde hvor projekteringsparametrene inden for en kategori kan bestemmes med mere end en undersøgelsesmetodik, er der i projektet kun foretaget en beskrivelse af den undersøgelsesmetodik, der vurderes bedst egnet eller alternativt er billigst at udføre. Formålet med opdeling i tre kategorier er at give mulighed for at projekteringsparametrene kan bestemmes på et simpelt niveau inden for en rimelig tid og økonomi tidligt i undersøgelsesforløbet, og at parametrene løbende kan bestemmes mere detaljeret og præcist, såfremt parametrene vurderes at have afgørende betydning for undersøgelsen og en eventuel afværge. Det er ikke alle projekteringsparametre, der kan bestemmes i alle tre kategorier, og disse parametre vil således kunne beskrives tilstrækkelig detaljeret og præcist i kategori 1 eller kategori 2. Metodebeskrivelser og arbejdssedler For hver projekteringsparameter er der udarbejdet en metodebeskrivelse og en arbejdsseddel, der beskriver, hvorledes parameteren kan bestemmes. Hvor parameteren kan bestemmes i flere kategorier er der udarbejdet metodebeskrivelser og arbejdssedler for hver kategori. Metodebeskrivelser og arbejdssedler er udformet, så de direkte kan anvendes af teknikere i felten, uden at dette forudsætter specialviden inden for afværge. Metodebeskrivelserne indeholder de nødvendige beskrivelser og tegninger for korrekt indsamling af parameteren, og der er angivet vejledning i indsamling og håndtering af data. Arbejdssedler er udformet, så de i logisk form sikrer registrering af relevante data. Metodebeskrivelser findes i både Word-format og pdf-format, mens arbejdssedlerne findes som Excel-format og pdf-format. For 13 af de 30 projekteringsparametre er der udarbejdet metodebeskrivelser og arbejdssedler. For de resterende 17 projekteringsparametre, hvor der i første omgang ikke udarbejdes metodebeskrivelser og arbejdssedler, er der foretaget en kort beskrivelse af hver af parametrene. 4

26 3.2.1 Nedbrydningsrate umættet zone

27 Nedbrydningsrate, umættet zone Definition af nedbrydningsrate, umættet zone Nedbrydningsraten i den umættede zone er i denne beskrivelse defineret som: mg Massen af stof der nedbrydes pr. dag pr. kg jord i den umættede zone har enheden 1 dag. kg dag eller som en rate der Nedbrydningsraten kan bestemmes ved forskellige tests og forsøg, og typisk vil nedbrydningen følge en 0. eller 1. ordens reaktion: dc dt 0. ordens reaktion: k0, C(0) C0 C( t) C0 k0 t 1. ordens reaktion: dc dt hvor k er nedbrydningsraten C er koncentrationen t er tiden 1 k C, C(0) C C( t C e 1 0 ) Der findes flere forsøg til bestemmelse af nedbrydningsraten i umættet zone, men der er her valgt de tests og forsøg, der vurderes mest velegnede i forbindelse med projektering af afværgeforanstaltninger. Nedbrydningsraten i den umættede zone er i det følgende bestemt på 3 niveauer svarende til en kategori 1, kategori 2 og kategori 3 metode. 0 k t Litteratur 1. Manual, Bioventing Principles and Practice, Volume II: Bioventing Design. United States Environmental Protection Agency, September Opgradering af JAGG til version 2.0, Vertikal transport ned til førstkommende betydende magasin. Anders G. Christensen, Phillip Binning, Mads Troldborg, Peter Kjeldsen og Mette Broholm. Miljøstyrelsen. (Forventes publiceret i løbet af 2009). Forudsætninger for bestemmelse af nedbrydningsrate, umættet zone Olieforurening: Bestemmelsen af projekteringsparameteren er baseret på en olieforurening i umættet zone. Der vurderes ikke at være tilstrækkeligt grundlag for at vurdere nedbrydningen af stoffer som chlorerede opløsningsmidler. Utætheder i testsystem og boringer: Hele testsystemet i form af pumpe, koblinger og slanger tjekkes for utætheder under vakuum. Boringer afproppes med cementstabiliseret bentonit eller lign. sikker afpropning, så der undgås eventuelle lækager langs filterrøret. Filtersætning af boringer: Boringer filtersættes i den umættede zone. Ved opstart af forsøg skal boringen pejles for kontrol af om der er vand i filteret. Det mest optimale er at boringerne filtersættes i en relativ højpermeabel geologisk formation, da det giver de bedst mulige forhold for prøvetagning af poreluft. 1 af 10

28 Kategori 1 - Bestemmelse nedbrydningsrate, umættet zone Princip: Bestemmelse af potentiale for aerob nedbrydning og opsamling af indicier på en igangværende nedbrydning ved måling af indikatorparametre. Feltopstilling: Principskitse: Til målingen benyttes en moniteringsboring filtersat i umættet zone i det forurenede område. Filterdimension og -længde bør overvejes så der fås mindst muligt dødvolumen (typisk kan et ø25 mm pejlerør benyttes). Der kan ligeledes benyttes poreluftspyd. Det er vigtigt at moniteringsboringen/poreluftspyddet er etableret sådan, at der ikke er utætheder o.l., der kan give anledning til at der ved prøvetagningen trækkes falsk luft. Ved etablering af boring er det derfor ligeledes vigtigt, at der afproppes med bentonit. Ved højpermeabelt materiale: På moniteringsboringen eller poreluftspyddet tilkobles en vakuumpumpe eller gasmåler med indbygget pumpe. På slangen mellem boring og pumpe monteres et manometer til registrering af modtryk. Ved lavpermeabelt materiale: En Tedlarpose placeres i et vakuumkammer og vakuumkammeret forbindes til en vakuumpumpe, mens Tedlarposen forbindes til moniteringsboringen eller poreluftspyddet gennem vakuumkammeret. På slangen mellem vakuumkammeret og pumpen monteres et manometer til registrering af modtryk. Udførelse: Formålet med testen er at undersøge og belyse nedbrydningspotentialet i den umættede zone samt eventuelle indikatorer på igangværende nedbrydning. Inden prøvetagningen renpumpes boringen/poreluftspyddet indtil feltmålingerne ligger på et stabilt niveau. Typisk vil det være tilstrækkeligt at renpumpe et volumen svarende til 3-5 gange volumenet af filter + blindrør. Poreluften prøvetages derefter på boringen. Parametre der bestemmes er: koncentration af ilt, kuldioxid og metan samt modtryk i boringen. De målte værdier for hver måling noteres i skemaet på den tilhørende arbejdsseddel. 2 af 10

29 For begge feltopstillinger gælder at pumpen startes og der registreres modtryk umiddelbart efter opstart. Som tommelfingerregel vil der være tale om en lav permeabel umættet zone, hvis vakuumet er større end 100 mbar ved et flow på L/min. For opstillingen til en højpermeabel umættet zone kan der enten udtages luftprøve i Tedlarpose for analyse på gaschromatograf eller der kan måles direkte på luften med en gasmåler, IR-gasmåler el.lign. For opstillingen til en lavpermeabel umættet zone udtages der prøve i Tedlarpose. Luftprøvens indhold af ilt, kuldioxid og metan kan bestemmes ved analyse på gaschromatograf eller ved måling på fx IRgasmåler. Måles der direkte på Tedlarposen med IR-måler i felten kan den samme Tedalpaos benyttes flere gange. Prøvetagningen kan udføres i flere niveauer over dybden og gerne i flere punkter inden for kildeområdet af interesse for bestemmelse af potentialet for nedbrydning. Der bør desuden udføres en baggrundsmåling ved prøvetagning i et område udenfor kildeområdet. Det noteres om målingen er udført under stigende eller faldende atmosfæretryk. Data, databehandling og rapportering: Under forsøget opsamles data om tid, modtryk og koncentrationer i poreluften. Det registreres desuden om der under prøvetagningen var stigende eller faldende atmosfæretryk. Der optegnes en situationsplan med angivelse af placering af moniteringsboringer eller poreluftpunkter på lokaliteten samt forureningsudbredelsen. Boreprofiler vedlægges rapporten med angivelse af filterplacering, forureningsbeliggenhed samt evt. vandspejl. Sammensætningen af poreluften vil give mulighed for at verificere, om der er potentiale for nedbrydning. Der vurderes erfaringsmæssigt at være potentiale for en aerob nedbrydning af oliestoffer ved iltkoncentrationer > 5-10 vol% Er der aktiv igangværende nedbrydning pga. mikroorganismer i forureningsområdet vil iltkoncentrationen være svagt til kraftigt reduceret ifht. atmosfære-/baggrundsniveauet typisk 5-15 vol%. Koncentrationen af kuldioxid vil være tilsvarende forhøjet typisk 2-15 vol%. Registreres der metan i poreluften vil iltkoncentrationen typisk være meget lav eller stort set 0 vol% og under anaerobe forhold vil nedbrydningen af oliekomponenter generelt foregå ved en lavere nedbrydningsrate end under aerobe forhold. Er koncentrationerne målt i flere niveauer over dybden, kan de plottes som illustreret nedenfor. Af plottet fremgår, at baggrundskoncentrationerne af ilt og kuldioxid (udtaget et uforurenet sted på lokaliteten) nogenlunde svarer til koncentrationerne i atmosfærisk luft (hhv. 21 og 0,04 %). Koncentrationerne i kildeområdet viser, at iltkoncentrationen er stærkt reduceret fra omkring 3 m.u.t, mens der ligeledes i denne dybde ses et forhøjet kuldioxidniveau. Dette indikerer, at der foregår en nedbrydning i kildeområdet samt, at nedbrydningsraten kan forventes at være størst omkring denne dybde. 3 af 10

30 0 Poreluftkoncentration (vol.%) Dybde (m u.t.) O2 baggrund O2 kildeområde CO2 baggrund CO2 kildeområde Ved måling med IR-måler kan tilstedeværelsen af oliekomponenter interferere med metankoncentrationen. Erfaringen viser at dette typisk kan være et problem ved koncentrationer større end mg/m 3 samt især når der er tale om benzinkomponenter. Afhængigt af geologien kan de atmosfæriske trykforhold have betydning for målingerne, da der under faldende atmosfæretryk typisk vil være en opadrettet trykgradient fra den umættede zone til atmosfæren. Betydningen af de atmosfæriske trykforhold bør overvejes hvis målerunder foretaget på forskellige tidspunkter viser meget forskellige resultater eller hvis der mod forventning ikke registreres tegn på nedbrydning i den umættede zone. Forslag til supplement af testen: Etabler en prøvetagningsmulighed ved tilkoblingen af boringen/poreluftspyddet til pumpen. Prøvetagningsmuligheden kan anvendes til; at gennemføre en løbende PID-måling på den opsugede luft for en vurdering af forureningspotentialet (forureningsomfang og vedvarende forureningsstyrke. Dette gælder dog ikke ved forurening med tungere oliekomponenter) at gennemføre prøvetagning på kulrør Udtages poreluftprøverne i Tedlarposer, og analysers disse på gaschromatograf for ilt, kuldioxid og metan, kan der ligeledes analyseres for oliekomponenter. 4 af 10

31 Kategori 2 - Bestemmelse af nedbrydningsrate i umættet zone Princip: In-Situ Respirationstest til bestemmelse af nedbrydningsraten i umættet zone. Ved denne felttest kan nedbrydningsraten i umættet zone for totalkulbrinter estimeres. Testen giver ikke umiddelbart mulighed for bestemmelse af nedbrydningsrater for specifikke enkeltstoffer eller fraktioner. Testen antager, at der er tale om en immobil oliefase sorberet til jordmatricen. Beskrivelsen af testen er primært baseret på Ref. 1. Feltopstilling: Der benyttes filtersatte boringer eller poreluftspyd filtersat i umættet zone i det olieforurenede område. Brug af filtersatte boringer vil give mulighed for at få kendskab til geologien samt fx jordens vandindhold. Findes der ikke dokumentation for geologien i området, bør der etableres filtersatte boringer. Principskitse: På boringen monteres et forgreningsstykke med 3 forgreninger. Herpå monteres en pumpe til atmosfærisk luft, en pumpe til en sporgas samt en studs til luftprøvetagning. Mellem pumpe til atmosfærisk luft og boringen placeres manometer. Udførelse: Testen udføres typisk i flere punkter placeret i det olieforurenede område. Det er vigtigt at punkterne er placeret i områder med høje oliekoncentrationer og lave iltkoncentrationer. Før opstart af test måles indholdet af ilt og kuldioxid i poreluften. Testen bør desuden udføres udenfor det forurenede område som referencemåling. Testen er ikke velegnet hvis den umættede zone består af ler, da det vil være problematisk at tilføre luft til det lavpermeable materiale. En ca. 1-3 vol% koncentration af sporgas (fx CO, helium eller SF 6 ) tilsættes boringen sammen med atmosfærisk luft. Injektionen foregår over en periode på ca. 1 døgn ved et flow på L/min. Med den atmosfæriske luft tilføres ilt til den umættede zone, mens sporgassen tilsættes for at give mulighed for vurdering af diffusion og fortynding. Efterfølgende måles ilt-, kuldioxid- og sporgaskoncentrationen i filtret/spyddet. Der udføres målinger hver 2. time og efter nogle målinger ved dette interval, kan intervallet nedsættes til hver time. Testen afsluttes typisk når iltkoncentration ligger omkring 5 vol%. Inden hver måling renpumpes der kortvarigt, således at luften i filterrøret udskiftes 1-2 gange. De enkelte målinger anføres i skemaet i den tilhørende arbejdsseddel. Testen bør desuden udføres i et uforurenet punkt med tilsvarende geologi som det forurenede område for at få referencedata. Det noteres ved hver måling om der er stigende eller faldende atmosfæretryk. 5 af 10

32 Data, databehandling og rapportering: Under testen indsamles koncentrationsdata over tid. Koncentrationen af sporgassen benyttes til at vurdere, om der under testen sker signifikant diffusion af ilt fra jordoverfladen, om der sker fortynding eller diffusion fra/til den omkringliggende jord samt til at tjekke, om der kan have været utætheder i systemet under testen. Ved utætheder i systemet vil der typisk forekomme springende koncentrationer af sporgas. Sporgaskoncentrationen målt i det forurenede område kan sammenholdes med referencemålingen og disse bør tilnærmelsesvis være ens. Ses der et fald i sporgaskoncentrationen, der er større end faldet i iltkoncentrationen bør målingen ikke benyttes. Raten for iltforbrug bestemmes ud fra de målte data som en 0. ordens sammenhæng mellem iltkoncentrationen i vol% og tiden i timer. Der vil typisk findes en lineær sammenhæng indtil iltkoncentrationen er faldet til under 5 vol%. I nedenstående figur ses et eksempel på et datasæt for iltkoncentrationen ved en række respirationstest i umættet zone på en lokalitet forurenet med fyringsolie. 20 C(t) = -k o t +C 0 Ilt (vol.%) Tid (timer) Raten for iltforbruget bestemmes ved grafens hældning, k o. Til estimering af nedbrydningsraten for oliestoffer på baggrund af iltforbruget benyttes den støkiometriske sammenhæng for oxideringen af det forurenende stof. For oliestoffer kan hexan benyttes som repræsentativt stof, hvilket giver følgende reaktionsligning: C 6 H ½O 2 6CO 2 + 7H 2 0 Nedbrydningsraten i mg hexan-ækvivalent pr. kg bulk-jord pr. dag kan estimere ved følgende udtryk: k B k 24 o (0,01) a O C 2 k hvor: k B er nedbrydningsraten (mg/kg pr. dag) k o er rate for iltforbrug (vol%/time) a er gasfyldt porevolumen (m 3 gas/m 3 jord) O2 er densitet for ilt = 1368 ved 12 C (mg/l) C er masseforhold mellem hexan og ilt ved mineralisering (1:3,5) k er bulk densitet for jorden (kg/l) Det gasfyldte porevolumen kan bestemmes på baggrund af målte værdier for vandmætningen i umættet zone (intaktprøver). Findes sådanne målinger ikke, kan en værdi for det gasfyldte porevolumen vurderes/estimeres på baggrund af kendskab til jordens geologi og forventede vandindhold. Jordens densitet kan ligeledes måles på intaktprøver eller alternativt vurderes/estimeres på baggrund af kendskab til geologien. Bud på standardværdier findes f.eks. i JAGG-modellen. 6 af 10

33 De bedste estimater for nedbrydningsraten opnås ved brug af målte værdier for vandmætning og densitet i forhold til estimerede værdier. Raterne for iltforbruget, fundet på baggrund af de tilnærmelsesvise rette linier i figuren ovenfor, har givet nedbrydningsrater i intervallet fra 0,04 til 0,22 mg/kg pr. dag. Forslag til supplement af testen: Koncentrationerne, der måles i poreluften under respirationstesten, kan logges over testperioden i stedet for at udføre manuelle løbende målinger. Benyttes denne metode skal flowet ved den kontinuerte prøvetagning være lille ca. 1 L/min. 7 af 10

34 Kategori 3 - Bestemmelse af nedbrydningsrate, umættet zone Princip: Bestemmelse af nedbrydningsrate i den umættede zone ved fuldskalamonitering og modelberegninger. Nedbrydningsraten kan bestemmes for såvel specifikke enkeltstoffer som for fx totalindholdet af kulbrinter. Den beskrevne procedure er kun egnet til at estimere nedbrydningsrater under en nedadrettet transport fra en residual olieforurening beliggende i umættet zone. Beskrivelsen af testen er primært baseret på Ref. 2. Feltopstilling: Til moniteringen benyttes en eller flere moniteringsboringer filtersat i 4-5 niveauer i umættet zone. Moniteringsboringerne skal være placeret ved kildeområdet. Principskitse: Til moniteringen benyttes: - Vakuumpumpe - Kulrørspumpe - Gasmåler/Tedlar pose til luftprøve - PID-måler Udførelse: Før moniteringen renpumpes filteret. Det er her vigtigt at der ikke pumpes mere end ca. 3 gang volumenet af blindrør + filter, da den luftprøve der ønskes gerne skal repræsentere filterdybden. Typisk bør der renpumpes et volumen svarende til 1,5-3 gange volumenet af filter + blindrør. På hvert filter måles koncentrationen af ilt og kuldioxid. Desuden udføres en PID måling og der udtages et kulrør for senere analyse af udvalgte stoffer. Målingerne noteres i skemaet i den tilhørende arbejdsseddel. Under moniteringen udføres løbende registrering af atmosfæretrykket. Moniteringen bør gentages kvartalsvis gennem ca. 2 år. Data, databehandling og rapportering: De målte koncentrationer af ilt og kuldioxid plottes over dybden (se eksemplet kategori 1). Desuden plottes PID-niveauet og koncentrationerne for de analyserede stoffer fra kulrøret over dybden. Til bestemmelse af nedbrydningsraten for stofferne kan der fittes en stationær 1D-model, der inkluderer vandtransport, gasdiffusion og nedbrydning. Dette kan gøres ved at benytte nedenstående formel, hvor nedbrydningsraten varieres for at tilpasse modellen til de målte data. Det er vigtigt, at parametrene i formlen indsættes således, at der er overensstemmelse mellem enhederne. Beregningen foretages i forhold til porevandskoncentrationen. Målte koncentrationer i poreluften kan omregnes til koncentrationer i porevandet vha. Henrys lov. 8 af 10

35 I det nedenstående er enhederne angivet i SI-enheder selvom flere af parametrene ofte angives i en anden enhed. C( z) C v exp w z k D 2D z z / v 2 w 0 (Ref. 2) hvor: C 0 er kildestyrkekoncentrationen i porevandet (målt i forureningens hot-spot) (g/m 3 ) v w er porevandshastigheden (m/s); jf. formel nedenfor z er vertikal afstand under forureningskilden (m) k er 1. ordens nedbrydningsrate (s -1 ) D z er den langsgående dispersionskoefficient (m 2 /s); jf. formel nedenfor Porevandshastigheden kan bestemmes ved: v N w (Ref. 2) w hvor: N er nettoinfiltrationen (m/s) w er den vandfyldte porøsitet (-) Den vandfyldte porøsitet bestemmes ved måling af jordens vandmætning, men kan også vurderes/estimeres på baggrund af kendskab til jordens geologi og forventede vandindhold, standardværdier kan f.eks. findes i Jagg-modellen. Ved etableringen af moniteringsboringerne bør der udtages jordprøver til bestemmelse af vandindhold til brug for estimering af vandmætning. Den langsgående dispersionskoefficient kan bestemmes ved: * * w L vw w Dw a Da K H Dz (Ref. 2) w hvor: w er den vandfyldte porøsitet (-) a er den luftfyldte porøsitet (-) D * w er den effektive diffusionskoefficient i vand (m 2 /s); jf. formel nedenfor D * a er den effektive diffusionskoefficient i luft (m 2 /s); jf. formel nedenfor v w er porevandshastigheden (m/s) L er den langsgående dispersivitet (m), standardværdier kan findes i JAGG version 2.0 (Ref 2.) K H er den dimensionsløse Henrys konstant (-) D 2,5 * * a Dd, (Ref. 2) a a n 5 10 * * D w D a (Ref. 2) hvor: a er den luftfyldte porøsitet (-) D d,a er den frie diffusionskoefficient i luft (m 2 /s); værdier findes f.eks. i JAGG-modellen n er den totale porøsitet (-) 1D-modellen dækker området umiddelbart ved kilden og er relevant når kildeområdet har en diameter på større end 5-10 m. Er kildeområdet mindre vil 1D-modellen kunne resultere i en overestimering af nedbrydningsraten, da transporten vil foregå i 3D. 9 af 10

36 Et eksempel på modellen fittet til de målte data ses af nedenstående figurer, hvor forureningen er beliggende fra ca. 1-2,5 m u.t. Det øverste plot viser koncentrationen på en alm. skala, mens det nederste plot viser koncentrationerne på en logaritmisk skala. I eksemplerne er det koncentrationen af totalkulbrinter i poreluften, der er målt, men det kunne lige så godt have været koncentrationen af enkeltstoffer som benzen, toluen eller lignende stoffer. Ved brug af totalkulbrinter til bestemmelse af nedbrydningsraten kan fx hexan benyttes som modelstof. Dybde (m u.t.) poreluftkoncentration (mg/m 3 ) målt model, k=0.015 model, k=0.008 model, k=0.005 Dybde (m u.t.) poreluftkoncentration (mg/m 3 ) målt model, k=0.015 model, k=0.008 model, k=0.005 Af figurerne fremgår det at en nedbrydningsrate på ca. 0,008 dag -1 for totalkulbrinter kan forventes på den undersøgte lokalitet. Nedbrydningsraten ligger typisk i intervallet fra 0,01-1 d -1 afhængigt af forureningssammensætningen samt forureningens alder. Forslag til supplement af testen: Der kan under etableringen af moniteringsboringerne, udtages intakte kerneprøver til brug for bestemmelse af porøsitet og vandmætning. 10 af 10

37 Abejdsseddel - Nedbrydninigsrate, umættet zone - Kategori 1 1 af 2 Nedbrydningspotentiale Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Målepunkter Filterdimension Filterinterval [m u.t.- m u.t.] Geologi ved filter Afstand til vandspejl [m] Bemærkninger Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

38 Abejdsseddel - Nedbrydningsrate, umættet zone - Kategori 1 2 af 2 Nedbrydningspotentiale Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Målepunkt Tid [tt:mm] Modtryk [mbar] O 2 [%] CO 2 [%] CH 4 [%] Eventuelle målinger Atmosfæretryk [mbar] PID Kulrør Kommentar Bemærkninger:

39 Arbejdsseddel - Nedbrydningsrate, umættet zone - Kategori 2 1 af 3 In Situ Respirations Test Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Testpunkter Filterdimension Filterinterval [m u.t.- m u.t.] Geologi for umættet zone ved filter Bemærkninger Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

40 Arbejdsseddel - Nedbrydningsrate, umættet zone - Kategori 2 2 af 3 In Situ Respirations Test Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten TESTPUNKT (I) TESTPUNKT (II) Tid for opstart af test: Tid for opstart af test: Dato Tid [tt:mm] O 2 [%] CO 2 [%] Sporgas [%] Atm. tryk [mbar] Dato Tid [tt:mm] O 2 [%] CO 2 [%] Sporgas [%] Atm. tryk [mbar] Bemærkninger:

41 Arbejdsseddel - Nedbrydningsrate, umættet zone - Kategori 2 3 af 3 In Situ Respirations Test Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Tid for opstart af test: Tid for opstart af test: TESTPUNKT (III) TESTPUNKT (IV) Dato Tid [tt:mm] O 2 [%] CO 2 [%] Sporgas [%] Atm. tryk [mbar] Dato Tid [tt:mm] O 2 [%] CO 2 [%] Sporgas [%] Atm. tryk [mbar] Bemærkninger:

42 Arbejdsseddel - Nedbrydningsrate, umættet zone - Kategori 3 1 af 2 Fuldskala Monitering Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Moniteringsboring Filterdimension Filterinterval [m u.t.- m u.t.] Geologi for umættet zone ved filter Bemærkninger Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

43 Arbejdsseddel - Nedbrydningsrate, umættet zone - Kategori 3 2 af 2 Fuldskala Monitering Kunde: Kunde sagsnr: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Boring Filter [m u.t.] Dato Tid [tt:mm] O 2 [%] CO 2 [%] PID [ppm] Atm. tryk [mbar] Konc. [mg/m 3 ] Poreluftkoncentrationer - kulrør Konc. Konc. [mg/m 3 ] [mg/m 3 ] Konc. [mg/m 3 ] Bemærkninger:

44 3.2.2 Nedbrydningsrate mættet zone

45 Nedbrydningsrate mættet zone Definition af nedbrydningsrate Biologisk nedbrydning er en af de vigtigste processer til fjernelse af forureningsstoffer fra grundvandet. Nedbrydningsraten er den parameter, der beskriver hvor hurtigt denne fjernelse forløber. Nedbrydningsraten er afhængig af mange faktorer, såsom typen og mængden af forureningsstoffer, redoxforhold, temperatur og tilstedeværende næringsstoffer. For de fleste stoffer kan nedbrydning i den mættede zone beskrives ved en 1. ordens reaktion., hvor C er koncentrationen ved tidspunkt t [M/L -3 ], og k er 1. ordens nedbrydningsraten målt i [tid -1 ], I litteraturen og i JAGG findes der databaser med typiske nedbrydningsrater for almene forureningsstoffer under aerobe og anaerobe forhold. Nedbrydningsrater er dog afhængige af lokalitetsspecifikke forhold. Derfor kan de med fordel bestemmes i felten i forbindelse med afværgeprojektering. Nedbrydningsraten i den mættede zone er i det følgende bestemt på 2 niveauer svarende til en kategori 2 og en kategori 3 metode. Det vurderes ikke muligt at bestemme nedbrydningsraten som en kategori 1 parameter. Litteratur 1. Technical protocol for implementing natural attenuation of chlorinated solvents in groundwater. US EPA report EPA/6000/R-98/128, September Technical protocol for implementing intrinsic bioremediation with long term monitoring for natural attenuation of fuel contamination dissolved in groundwater. Air Force Center for Environmental Excellence. Technology Transfer Division, Volume 1, Stimuleret in situ deklorering. Vidensopsamling og screening af lokaliteter. Hovedrapport. Miljøprojekt Nr Quantification of natural attenuation using analytical chemical tools. Lotte Ask Reitzel, Ph.d. afhandling, Miljø & Ressourcer, DTU, april 2005 ISBN Quantifying MTBE biodegradation in the Vandenberg Air Force Base ethanol release study using stable isotopes. McKelvie J.R.et al (2007). Journal of Contaminant Hydrology, Standard BioTrap product sheet 7. Bio-Traps Coupled with Molecular Biological Methods and Stable Isotope Probing Demonstrate the In Situ Biodegradation Potential of MTBE and TBA in Gasoline-Contaminated Aquifers Busch-Harris J. et al. (2008) Ground Water Monitoring & Remediation 28, 4, Vurdering af naturlig nedbrydning af PCE i grundvandsmagasin ved isotopfraktionering. Broholm, M.M., Hunkeler, D., Abe, Y., Jeannotat, S., Aravena, R., Westergaard, C., Jacobsen, J.S., B (2009) Accepteret for udgivelse af Miljøstyrelsen. Miljøprojekt. Forudsætninger for bestemmelse af nedbrydningsrate: Nedbrydningsraten bestemmes typisk i forbindelse med en meget omfattende undersøgelse, når naturlig nedbrydning eller bioremediering overvejes som afværgemetoder. Som minimum skal følgende forhold være kendt: Forureningssammensætning og fordeling Geologiske og hydrogeologiske forhold og især grundvandsstrømningsmønster Redoxforhold 1 af 6

46 Kategori 2 - Bestemmelse af nedbrydningsrate, mættet zone Ved kategori 2-bestemmelse er nedbrydningsrate bestemt fra felt målinger af forureningsstoffers koncentration og/eller isotopfraktionering. Princip: Der foretages prøveboringer til bestemmelse af forureningsstoffers koncentration langs forureningsfaner. De målte koncentrationer korrigeres for dispersion, fortyndings- og sorptionseffekter. Dette kan gøres ved at analysere prøverne for et indikatorstof (en tracer), som er en komponent af forureningen, der ikke nedbrydes under de pågældende redoxforhold. Trimethylbenzen har tidligere været brugt som indikatorstof for en benzin-olieforurening, eller for en blandet olie/klorerede forurening hvis redoxforholdene er anaerobe. Der er dog en stor usikkerhed tilknyttet anvendelsen af organiske stoffer som konservativ tracer, da det er muligt, at de nedbrydes delvist, under de specifikke lokalforhold. En nyere metode til at isolere bionedbrydning fra de andre processer, der påvirker en forurening, er at måle isotopfraktionering for stabile isotoper. Ved nedbrydning af organiske stoffer kan der ske en ændring i fraktionerne af de stabile isotoper i stoffet. Opløsning og sorption giver derimod ikke anledning til væsentlige ændringer, mens fraktionering pga. diffusion kan anses for ubetydelig i et advektionstyret flowsystem. Ved biologisk nedbrydning brydes bindinger til de lette isotoper ( 12 C eller 1 H) hurtigere end dem til de tunge isotoper ( 13 C eller 2 H). Derved øges fraktionen af 13 C eller 2 H i det stof der nedbrydes. Isotopfraktionering er derfor en dokumentation for bionedbrydning. Isotopfraktionering er blevet brugt med succes til dokumentation af nedbrydning af klorerede opløsningsmidler, BTEX, og MTBE forurening. Kulstof isotopfraktionering er større for stoffer med få kulstof atomer (fx klorerede ethener) i forhold til aromatiske stoffer (fx BTEX). Feltopstilling: Principskitse: Feltopstilling til bestemmelse af nedbrydningsraten omfatter udførsel af en række prøvetagningsboringer i kildeområdet og langs flowlinjen. For borearbejde og prøvetagningen gælder de samme forholdsregler som for almen prøvetagning af forureningsstoffer. Det er meget vigtigt at filtrene tilstræbes placeret langs en tilnærmet strømlinje i grundvandsmagasinet. Principskitsen viser et forslag til placering af boringer. Udførelse: Pumpen opstartes, og der foretages en forpumpning (renpumpning) for at bringe upåvirket formationsvand frem til pumpen. Pumpens indstilles på en ydelse lavere end 1 L/min. Pumpen er tilknyttet en gennemstrømningsbeholder hvor der er monteret en ph- og ledningsevne-elektrode. Boringen kan først prøvetages, når der er opnået stabile værdier for ph og ledningsevnen (3 gentagne aflæsninger med 3-5 minutters mellemrum hvor målinger afviger med mindre end ±0,05 for ph og ±3 % for ledningsevnen). Prøveflasker holdes lodret og slangen anbringes i bunden af beholderen. Cirka tre beholdervolumener bør løbe over, inden flasker lukkes. Generelt skal prøvetagning foregå som anden prøvetagning til analyse af organiske stoffer (flygtige stoffer, etc.), men der skal bruges sterile flasker/materiale. Ved prøvetagning til bestemmelse af nedbrydningsraten ved anaerobe forhold skal prøverne holdes anaerobe. Derfor skal der bruges diffusionstæt emballage, og prøverne skal evt. purges (gennemblæses) med N 2. Hvis et organisk stof f.eks. trimethylbenzen skal bruges som tracer, skal analyse af denne aftales med laboratoriet. Der er vigtigt, at der analyseres for indikatorstoffet og målstoffet i samme prøve. Ved 2 af 6

47 prøvetagning til bestemmelse af forureningsstoffers koncentration bruges der specialglas med skruelåg og teflonbelagt indlæg. Prøverne opbevares altid i helt fyldte glas med tætsluttende låg. På nuværende tidspunkt er der ingen danske laboratorier, der kan udføre analyse for isotopfraktionering. Vandprøverne skal derfor sendes til udenlandske laboratorier. Vejledning til konservering og opbevaring af prøverne skal derfor hentes fra det pågældende analyselaboratorium. Data, databehandling og rapportering: Der optegnes en situationsplan med angivelse af placeringen af prøvetagningsboringer. I det følgende beskrives hvordan nedbrydningsraten for det pågældende stof kan beregnes på baggrund af en konservativ tracer, eller isotopfraktioneringsanalyser. Beregning på baggrund af konservativ tracer Data for koncentrationer af det stof, hvis nedbrydningsrate bestemmes, skal korrigeres på basis af ændringer i tracerkoncentration ifølge følgende ligning: C W,kor C W T A /T w Hvor T A er koncentrationen af tracer i punkt A (se principskitsen), T W er koncentrationer af tracer i punkt B, C W er den målte koncentration af det pågældende stof i punkt W. Nedbrydningsraten kan derefter beregnes fra følgende ligning Hvor t er transporttiden fra punkt A til punkt W for stoffet C (retardationen pga. sorption skal tages i betragtning). Beregning på baggrund af isotopfraktionering Isotopfraktioner rapporteres som δ 13 C notationer relativt til VPDN standard R st, hvor δ 13 C=(R/R st -1) 1000, hvor R = 13 C/ 12 C og R st er VPDN standard værdien som er repræsentativ for isotopsammensætningen i jordens kulstof. Når δ 13 C stiger langs en strømlinje er det dokumentation for stoffets nedbrydning. Rayleigh-ligningen kan bruges for at beregne fraktionen af det tilbageværende stof f, hvor, δ 13 C W er isotopfraktionen i prøvetagningsboringen W og δ 13 C A er isotopfraktionen i boring A, som ligger i kildeområdet. ε er berigelsesfaktoren for stoffet for den specifikke nedbrydningsreaktion, som kan findes i litteraturen (se ref. 7 i litteraturlisten) Nedbrydningsraten kan således beregnes fra følgende ligning: hvor t er transporttiden fra prøvetagningspunkt A til W for stoffet (retardation skal tages i betragtning). 3 af 6

48 For begge metoder er det væsentligt at der foretages redoxzonering og nedbrydningsraten bestemmes individuelt for de enkelte redoxzoner. Bestemmelse af nedbrydningsraten er ved begge metoder baseret på at forureningsfanen kan antages som stationær. Forslag til supplement af testen: Bestemmelse af nedbrydningsraten kan altid foretages med større præcision ved at øge antallet af prøvetagningspunkter, således at de målte koncentrationer er mere repræsentative. 4 af 6

49 Kategori 3 - Bestemmelse af nedbrydningsrate, mættet zone Kategori 3 bestemmelse af nedbrydningsrater involverer opsætning af laboratorieforsøg eller in situ forsøg ved brug af Bio-Traps. Disse tests omfatter analyser og procedure som alene kan udføres af specialister fra specifikke laboratorier eller universiteter. Denne vejledning fokuserer på feltarbejdet tilknyttet disse metoder. Udførsel af selve forsøgene kan kun påtages af meget få specialiserede laboratorier da forsøgsspecifikationer (opsætning, prøvetagning og analyse) skal bestemmes individuelt for hver lokalitet. Princip: Bestemmelse af nedbrydningsraten i mikrokosmer Der opsættes laboratoriemikrokosmer (oftest i flasker) med grundvand og sediment fra lokaliteten. En kendt mængde forurening tilsættes i mikrokosmerne. Flaskerne inkuberes ved den aktuelle grundvandstemperatur, og der udtages prøver til analyse af forureningsstofferne. Ud fra ændringer i koncentrationerne kan der beregnes en nedbrydningsrate. Disse forsøg kan meget tit være langvarige. Forsøgene kan foretages både for at bestemme den naturlige nedbrydningsrate og effekten af forskellige tilsætninger (donor, elektronacceptor, specifikke bakterier osv.). Bestemmelse af nedbrydningsraten ved brug af stofmarkerede Bio-Traps Bio-Traps er en innovativ metode til bestemmelse af nedbrydningsraten in situ. Bio-Traps kan indføres i boringer under grundvandspejlet. De består af Bio-Sep perler, et patenteret materiale der tillader in situ mikroorganismerne at trænge ind. Perlerne kan markeres med et 13 C beriget stof. Når Bio-Traps hentes op igen, kan det ved brug af isotop fraktionering kombineret med PLFLA (Phospholipid Fatty Acid Analysis) bestemmes, hvor meget af det markerede stof, der er blevet nedbrudt, ved at måle på indholdet af 13 C i mirkoorganismernes lipider. På nuværende tidspunkt er der kun udviklet Bio-Traps for MTBE og BTEX forurening. Metoden er stadig i udviklingsfasen. Feltopstilling: Mikrokosmer Efter at lokaliteten er blevet kortlagt mht. redoxforhold, forureningsforhold, geologi og hydrogeologi kan det udvælges, hvorfra materialet til laboratorieforsøg skal hentes. Der udføres kerneboringer til udtagning af sediment. Der etableres filtre til udtagning af grundvand i de samme boringer, eller i boringer tæt på. Så vidt muligt skal der udtages materiale fra alle redoxzoner, der ønskes bestemt nedbrydningsrate for på lokaliteten. Hvis der findes store forskelle i permeabilitet skal materialet helst udtages fra de mest permeable lag, da forureningsspredning sandsynligvis vil foregå igennem disse. Principskitse: Bio-Traps Der udføres en filtersat moniteringsboring (Ø>22 mm) i fanen. Bio-Traps kan indføres i boringen ved hjælp af en snor. Bio-Traps skal placeres i centret af filteret. Så vidt muligt skal der placeres Bio-Traps i alle redoxzoner, der ønskes bestemt nedbrydningsrate for på lokaliteten. Bio- Traps kan hentes op efter dage. Bio- Traps og analyser for Bio-Traps er i øjeblikket kommercielt tilgængelige fra analyselaboratorier i Storbritannien (Envirogene.co.uk) og USA (Microbial Insights, inc). 5 af 6

50 Udførelse: Mikrokosmer Sediment og grundvand til opsætning af mikrokosmer skal holdes redox- intakt både ved prøvetagning og ved opsætning af forsøget. For anaerobe prøver skal materialet hurtigst muligt overføres til et diffusionstæt glas, som fyldes med grundvand helt til toppen, mens kerner skal opbevares i diffusionstætte poser som fyldes med N 2. Beholderne opbevares i mørke ved grundvandstemperatur, indtil materialet skal bruges til opsætning af mikrokosmer. Det anbefales at opsætte mikrokosmer i triplikater for materialet, der stammer fra den samme redoxzone, samt et kontrol mikrokosmos (abiotisk). Før hver mikrokosmos opsættes (og før tilsætning af kendt mængde forureningsstof), skal massen af forureningsstoffet bestemmes. Bio-Traps Før indførsel i moniteringsboringer skal Bio-Traps opbevares køligt 0-8 o C. Håndtering skal være steril, hvilket betyder, at der skal bruges handsker, og unødvendig kontakt med luft, vand og jord skal undgås. Bio-Traps sænkes ind i moniteringsboringer ved hjælp af en snor. Bio-Traps hentes op efter dage. Igen skal der bruges handsker. Bio-Traps gemmes i sterile plastikposer, og opbevares i is. Aftale med laboratoriet om aflevering af Bio-Traps skal altid laves, før de hentes op. Data, databehandling og rapportering: Der optegnes en situationsplan med angivelse af placering af prøvetagningsboringer til udtagning af materialet til mikrokosmer og/eller placering af Bio-Traps. Reduktion i koncentrationerne over forsøgsperioden i mikrokosmerne ift. til reduktionen i kontrol mikrokosmer (abiotiske) kan bruges til at beregne nedbrydningsraten. Beregning kan foretages efter følgende ligning: Hvor t er forsøgsperioden. For databehandling ved brug af Bio-Traps henvises til ref. 6 og 7 i litteraturlisten. Forslag til supplement af testen: Bestemmelse af nedbrydningsraten kan altid foretages med større præcision ved at øge antallet af prøvetagningspunkter til forsøgsopsætning eller antallet af Biotraps, således at de målte nedbrydningsrater er mere repræsentative. 6 af 6

51 Arbejdsseddel - Nedbrydningsrate - Kategori 2 1 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Boringer Benævnelse på boring Filterdimension Filterinterval [m u.t.- m u.t.] Kommentar Prøveboring Obs boring 1: Obs boring 2: Obs boring 3: Obs boring 4: Obs boring 5: Fakta: Fakta og usikkerhedsfaktorer: Pumpetype: Befæstelse: Loggertype: Bygninger: Bemærkninger: Kloakker og ledningstracé (dybde og placering): Bemærkninger: Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

52 Arbejdsseddel - Nedbrydningsrate - Kategori 2 2 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Laboratorie prøver skal sendes til Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Pumpeboring Målinger før stabilisering Prøvetagning til bestemmelse af nedbrydningsrate Boring nr. Filter Tid Flow [m3/t] O 2 Angiv hvlke stoffer prøven skal [mg/l] ph Eh [mv] analyseres før Kommentar Bemærkninger: Prøverne skal opbevares køligt

53 Arbejdsseddel - Nedbrydningsrate - Kategori 3 1 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Boringer Benævnelse på boring Filterdimension Filterinterval [m u.t.- m u.t.] Kommentar Prøveboring Obs boring 1: Obs boring 2: Obs boring 3: Obs boring 4: Kerneboringer Udtagelse af kerne [m u.t.- m u.t.] Kerneboring 1 Kerneboring 2 Kerneboring 3 Kerneboring 4 Fakta: Fakta og usikkerhedsfaktorer: Pumpetype: Befæstelse: Loggertype: Bygninger: Bemærkninger: Kloakker og ledningstracé (dybde og placering): Bemærkninger: Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

54 Arbejdsseddel - Nedbrydningsrate - Kategori 3 2 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Laboratorie prøver skal sendes til Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Pumpeboring Målinger før stabilisering Prøvetagning til opsætning af mikrokosmer Boring nr. Filter [mut-mut] Tid Flow [m3/t] O 2 [mg/l] ph Eh [mv] Flaske Sediment fra kerneboring nr. kernedybde (mut.m.u.t Grundvand fra boring nr Filter [mutmut] Kommentar Boring Nr Placering af biotraps Dybde for placering [mutmut] Dato for placering Dato for afhenting Bemærkninger: Prøverne skal opbevares køligt

55 3.2.3 Retardation

56 Retardation i mættet zone Definition af retardation Når opløste forureningskomponenter transporteres igennem en jordmatrice vil der ske en sorption til jordens partikler. Resultatet bliver, at stoffronten flytter sig langsommere end porevandet. Man taler om stoffets retardationsfaktor (R), der er enhedsløs, og udtrykker den faktor hvormed stoffet forsinkes i forhold til det vand det transporteres af; f.eks. betyder en retardationsfaktor på 2, at det tager stoffet dobbelt så lang tid som porevandet, at tilbagelægge en given afstand: v R v p s hvor: R er stoffets retardationsfaktor [-], v p er vandets porevandshastighed [m/år], v s er stoffets transporthastighed [m/år]. Retardationsfaktorens størrelse afhænger dels af forureningsstoffets kemiske egenskaber og dels af jordmatricens egenskaber. For transport igennem en homogen jordmatrice udtrykkes R ved: R 1 b K d hvor: b er jordens brutto volumenvægt [kg/l], er jordens effektive vandfyldte porøsitet [-], K d er stoffets distributionskoefficient i det givne sediment [L/kg]. Jordens volumenvægt kan bestemmes på baggrund af intaktprøver mens den effektive porøsitet kan estimeres på baggrund af tracerforsøg og grundvandsmodellering. Begge parametre estimeres dog oftest på baggrund af litteraturværdier (f.eks. angivet i JAGG-modellen). Generelt kan det antages at sorptionen af apolære organiske forureningsstoffer sker alene til den faste organiske fraktion i jorden; altså at K d er relateret til jordens indhold af organisk kulstof (f oc ). For dissocierbare polære stoffer, som eksempelvis phenoler og aniliner, er sorptionen udover indholdet af organisk stof styret af ph værdien, se Ref. 1 for formler. For typiske sandjorde og kun sandjorde - kan formel 2 reduceres til (Ref. 1): R 1 5 K d Bestemmelse af retardationsfaktoren er i det følgende beskrevet på to niveauer, svarende til en kategori 1 og kategori 2 metode. Litteratur 1. Kemiske stoffers opførsel i jord og grundvand Bind 1 og 2. P. Kjeldsen og T.H. Christensen. Projekt om jord og grundvand fra Miljøstyrelsen nr. 20, N. Romano og A. Santini. Effectiveness of using pedo-transfer functions to quantify the spatial variability of soil water retention characteristics. Journal of Hydrology, 202, , af 6

57 Forudsætninger for bestemmelse af retardation Prøveudtagning: For analyse på jordprøver kræves der adgang til jordprøver udtaget med almindeligt boreudstyr; eksempelvis et sneglebor. Prøverne kan med fordel udtages sammen med øvrige jordprøver til kemisk analyse eller under borearbejdet forbundet med etablering af filtersatte boringer. Prøveantal: Det bemærkes, at der kan være forholdsvist store rumlige variationer i sedimenternes indhold af organisk kulstof, hvorfor én enkelt prøve kun yderst sjældent kan stå alene. Der kan eventuelt foretages en blanding af flere prøver fra samme relevante geologiske lag. 2 af 6

58 Kategori 1 - Bestemmelse af retardationsfaktor Princip: Retardationsfaktoren bestemmes på baggrund af et indirekte estimat på distributionskoefficienten K d via måling af jordens fraktion af organisk kulstof (f oc ). K d estimeres ud fra en empirisk formel og én eller flere målinger af sedimentets indhold af organisk kulstof, samt viden om stoffets oktanol-vand fordelingskoefficient (tabelopslag). Feltopstilling: Repræsentative jordprøver udtaget i forbindelse med miljøteknisk borearbejde f.eks. fra sneglebor. Principskitse: Forerør Vandspejl Opløst forurening Udførelse: Specifikke forskrifter for prøvemængder aftales med analyselaboratoriet. Typisk kan prøveudtagning af jordprøver til bestemmelse af indhold af organisk kulstof foregå helt analogt til og sideløbende med udtagning af miljøprøver til kemisk analyse for indhold af forureningskomponenter f.eks. via snegleboringer. Prøverne udtages fra relevante geologiske lag og relevante steder i den forurenede matrice. Der udtages typisk gram repræsentativ jordprøve i glas eller pose. Et direkte estimat på fraktionen af organisk kulstof kan fås ved at indsende den til kemisk analyse for indhold af TOC (Total Organic Carbon), mens et indirekte estimat for prøvens indhold af organisk kulstof opnås ved en glødetabsanalyse, udført efter tørring til bestemmelse af prøvens vandindhold. I begge tilfælde udføres indledningsvist en syrebehandling for at fjerne eventuelt uorganisk kulstof (f.eks. kalk) i prøven. Bemærk også at høje indhold af organiske forureningskomponenter kan have indflydelse på resultatet, og at der evt. skal foretages en korrektion for dette. Et olie-/benzin-indhold på mg/kg TS (efter tørring) vil give et teoretisk bidrag til f oc på i størrelsesordenen 0,1 %. Data, databehandling og rapportering: For transport af opløste organiske forureningskomponenter igennem en homogen jordmatrice udtrykkes retardationsfaktoren ved (for f oc >0,1%): R 1 b Koc f oc hvor: b er jordens volumenvægt [kg/l], er jordens effektive porøsitet [-], f oc er jordens fraktion af organisk kulstof [-], K oc er stoffets oktanol-kulstof fordelingskoefficient [L/kg]. 3 af 6

59 I forhold til formel 2 er K d dermed bestemt ved (for f oc >0,1%): K K f d oc oc For typiske sandjorde kan formel 3 dermed omskrives til: R 1 5 K oc f oc For mange (upolære) organiske forureningskomponenter og typiske sedimenter (logk ow < 5 og f oc > 0,1%) kan K oc estimeres ved en empirisk relation (Abdul s formel): K oc 10 1,04log Kow 0,84 hvor K ow er stoffets oktanol-vand fordelingskoefficient [L/kg]; en opslagsværdi der f.eks. kan findes i Ref. 1 eller JAGG-modellen. Hvis der er foretaget en glødetabsanalyse (evt. korrigeret for indhold af uorganisk kulstof) kan prøvens fraktion af organisk kulstof (f oc ) estimeres ud fra fraktionen af naturligt organisk stof (f om ) ved følgende empiriske relation (Ref. 2): f 0, 58 oc f om hvor f om er prøvens fraktion af organisk stof [-]. Forslag til supplement af analysen: Hvis prøven til bestemmelse af organisk kulstof udtages i en forurenet matrice kan det være relevant, at udtage en parallelprøve til bestemmelse af forureningsindholdet. 4 af 6

60 Kategori 2 - Bestemmelse af retardationsfaktor Princip: Retardationsfaktoren bestemmes på baggrund af et direkte estimat på distributionskoefficienten K d. K d estimeres på baggrund af en serie batchforsøg, hvor parallelle flasker indeholdende samme mængde sediment fra lokaliteten tilsættes vand med forskellige opløste koncentrationer af forureningsstoffet. Efter ligevægt bestemmes koncentrationen i hhv. væske- og jordfasen. Jordkoncentrationen plottes mod væskekoncentrationen og hældningen er et estimat på K d. Da der ikke er tale om en standard laboratorieydelse skal der træffes forudgående aftale med et miljølaboratorium om udførelse af forsøget (jf. nedenstående procedurebeskrivelse). Feltopstilling: Repræsentative jordprøver udtaget i forbindelse med miljøteknisk borearbejde f.eks. fra sneglebor benyttes til opstilling af en serie batchforsøg. Principskitse: Forerør Vandspejl Opløst forurening CJ [mg/kg] K d = 8 L kg CL [mg/l] Udførelse: Prøveudtagning af sedimentprøver til bestemmelse K d foregår sideløbende med udtagning af miljøprøver til kemisk analyse for indhold af forureningskomponenter f.eks. via snegleboringer. Prøverne udtages fra relevante geologiske lag og relevante steder i den forurenede matrice. Prøver fra hot-spot er dog ikke umiddelbart egnede på grund af et meget højt forureningsindhold, der vil interferere med forsøget. Sedimentet bør indledningsvist tørres for at reducere det naturlige vandindhold i prøven til et minimum; f.eks. i ovn ved 50 C over natten eller ved lufttørring ved stuetemperatur (evt. i stinkskab). Ved tørring opnås også, at et eventuelt indhold af flygtige forureningskomponenter reduceres. Efterfølgende nedknuses jorden/aggregater og partikler større end 2 mm sigtes fra. Det residuale vægtmæssige vandindhold (w) bestemmes på en delprøve. Der afvejes f.eks. 200 gram ovn-/lufttørret jord i 4-6 stk. 1 L analyseflasker fremsendt af analyselaboratoriet; svarende til 200/(1+w) g TS pr. flaske. Den projekterende noterer den nøjagtige mængde TS i hver flaske. Evt. kan der træffes aftale med analyselaboratoriet om anvendelse af mindre voluminer i samme forhold mellem jordmængde og flaskevolumen. Efterfølgende designes en forsøgsrække ifht. de koncentrationer af opløst forureningsstof der skal tilsættes hver flaske, så de opnåede isotermdata ligger fornuftigt i forhold til relevante grundvandskoncentrationer for den undersøgte lokalitet. For BTEX og klorerede opløsningsmidler (PCE og TCE) skal startkoncentrationen i det tilsatte vand (ved et forhold imellem jord og vand på ca. 200 gram til 1 liter) være mellem ca. 1 og 3 gange den koncentration man slutteligt sigter efter at opnå i væskefasen (indenfor et f oc på 0,005 0,3). Varierer koncentrationen i fanen således mellem 100 og g/l kunne det være relevant, at lave startkoncentrationer i den tilsatte vandfase på mellem f.eks. 25 og g/l. JAGG-modellens fugacitetsmodul kan evt. bruges som redskab til at lave et nøjagtigt design, baseret på kemiske data for det relevante forureningsstof og et estimat på f oc (helst opnået via en måling). 5 af 6

61 Det resulterende design, sendes til analyselaboratoriet sammen med det ønskede antal flasker med de afvejede tørre jordmængder (gerne med dobbeltbestemmelse). Analyselaboratoriet fylder flaskerne med vand (med plads til den beregnede mængde stamopløsning). Flaskerne lukkes med gastæt låg og autoklaveres (gerne to gange) for at hindre biologisk omsætning af forureningskomponenterne (specielt vigtigt for BTEX er), alternativt anvendes et biocid. Efter autoklavering tilsætter analyselaboratoriet en mængde forureningsstof fra en koncentreret, steril stamopløsning. Tilsætningen til hver flaske tilpasses designet for den koncentrationsspredning man har beregnet i sit design (jf. beskrivelsen ovenfor). Laboratoriet noterer den nøjagtigt tilsatte mængde stamopløsning, og den tilsvarende koncentration, for hver flaske. Det er vigtigt, at der ikke er noget head-space efter endt tilsætning af vand og stamopløsning. Dernæst rystes flaskerne indtil der er opnået ligevægt imellem væske- og jordkoncentration (ca timer ved stuetemperatur). Efterfølgende foretager analyselaboratoriet en separation af vand- og jordfasen ved dekantering (standard laboratorieprocedure). Det er vigtigt, at der ikke kommer jordpartikler med i den dekanterede vandfase. Vandfasekoncentrationen måles ved analyselaboratoriets almindelige analyseprocedure for den relevante forureningskomponent (f.eks. ved GC-MS); evt. med en hævet detektionsgrænse ved anvendelse af mindre flasker. Analyselaboratoriet fremsender en analyserapport med angivelse af de målte vandfasekoncentrationer sammen med noterne om den nøjagtigt tilsatte mængde stamopløsning og koncentration for hver flaske. Data, databehandling og rapportering: På baggrund af den fremsendte analyserapport og de ovenfor anførte noter udføres, for hver flaske, en beregning af den koncentration, der befinder sig sorberet til jordfasen. Nedenfor er beregningen vist for én flaske. Den totale tilsatte mængde forureningsstof til flasken beregnes som: M T CV, start V V hvor: M T er den totale forureningsmængde i flasken [mg], C V,start er koncentrationen af forureningskomponenten i den tilsatte standardopløsning [mg/l], jf. laboratoriets optegnelser, V V er volumen af den tilsatte standardopløsning [L], jf. laboratoriets optegnelser. På baggrund af analyseresultatet for koncentrationen i væskefasen efter ligevægt, beregnes den mængde forureningsstof der er sorberet til sedimentet: M ads M T C V V V M J TS 1000, w hvor: M ads er den sorberede forureningsmængde [mg], C V er den målte væskekoncentration efter ligevægt [mg/l], jf. analyserapporten, M J,TS er vægten af jord i flasken [g TS], w er det vægtmæssige vandindhold i den tørrede jord tilsat flasken fra forsøgets start [g vand/g TS]. Slutteligt beregnes fraktionen der er sorberet til jordfasen: CJ M M ads /1000 J,TS hvor C J er sorberet fraktion til jordfasen efter ligevægt [mg/kg TS]. Nu optegnes et plot af den beregnede koncentration i jordfasen efter ligevægt (C J ) mod den oplyste væskefasekoncentration efter ligevægt (C V ), og der fittes en ret linje til data. Hældningen er K d [L/kg] og anvendes til beregning af retardationsfaktoren vha. formel 2 eller 3. 6 af 6

62 Abejdsseddel - Retardation - Kategori 1 1 af 1 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Fakta: Boreentreprenør: Boremetode: Prøveudvælgelse (boreprofiler vedlægges): Prøvenr. Boring Dybde [m u.t.] Sedimenttype Lugt * PID * Kommentar Skitse / situationsplan: Bemærkninger: * = Ved mistanke om organisk forurening bør der foretages en parallel kemisk analyse for indhold af forureningsstofferne, og efterfølgende korrektion af f om /f oc.

63 Abejdsseddel - Retardation - Kategori 2 1 af 1 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Fakta: Boreentreprenør: Boremetode: Prøveudvælgelse (boreprofiler vedlægges): Prøvenr. Boring Dybde [m u.t.] Sedimenttype Lugt * PID * Kommentar Laboratorienoter og beregninger (vedlæg analyserapporter): Prøvenr. g tør jord tilsat flasken w - tør jord [g vand/g TS] M J,TS [g TS/flaske] V V * [L] C V,start * [mg/l] C V * [mg/l] M ads [mg] C J [mg/kg TS] Kommentar Bemærkninger: * = oplyses af analyselaboratoriet. = beregningsfelt 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 CJ (mg/kg TS) 0,00 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 C V (mg/l) Hældningen i plottet er Kd-estimatet

64 3.2.4 Hydraulisk konduktivitet

65 Hydraulisk konduktivitet Definition af hydraulisk konduktivitet Den hydrauliske konduktivitet (K), også kaldet den hydrauliske ledningsevne, er ikke kun knyttet til det porøse medium, men også den strømmende væskes egenskaber. Det er vigtigt ikke at forveksle konduktiviteten med begrebet transmissivitet (T), der er defineret som konduktiviteten multipliceret med tykkelsen af det mættede porøse medium. Enheden for hydraulisk konduktivitet (K) er m/s, og er defineret ved: k g K hvor k er det porøse mediums (sediments) permeabilitet [m 2 ] ρ er væskens densitet [kg/m 3 ] g er tyngdeaccelerationen [m/s 2 ] µ er væskens dynamiske viskositet [kn s/m 2 ] I forbindelse med grundvandsstrømninger er det permeabiliteten, der er afgørende for konduktiviteten, da densiteten og den dynamiske viskositet som regel er konstante. Konduktiviteten kan bestemmes på baggrund af kornstørrelsesfordelingen i det porøse medium, eller direkte ved måling af væskers flow i mediet. I litteraturen er beskrevet mange måder at bestemme konduktiviteten på: Laboratoriemetoder, bestemmelse ved beregning ud fra kornstørrelsesfordeling, eller ved test på intakte kerner Feltmetoder, bestemmelse ved "slug-test" eller ved pumpeforsøg og monitering af vandstandsvariationer i selve pumpeboringen og/eller observationsboringer Laboratoriemetoderne er kun i ringe grad repræsentative for magasinet, da de kun giver informationer om konduktiviteten i det punkt hvor prøven er udtaget. Feltmetoderne giver en bedre bestemmelse af magasinets hydrauliske egenskaber end laboratoriemetoderne. "Slug tests" giver informationer om magasinets hydrauliske egenskaber i umiddelbar nærhed af boringen, mens egentlige pumpetests giver informationer om magasinets hydrauliske egenskaber i større afstand fra pumpeboringen. Hvis der benyttes observationsboringer i forbindelse med pumpetesten, opnås der yderlige informationer om magasinets hydrauliske egenskaber på strækningen mellem observationsboringerne og pumpeboringen. Den hydrauliske konduktivitet er en essentiel projekteringsparameter at kende ved følgende afværgemetoder: Afværgepumpning Termisk (ISTD og damp) Flerfase ekstraktion Kemisk oxidation / reduktion Stimuleret nedbrydning Naturlig nedbrydning Konduktiviteten i den mættede zone er i det følgende bestemt på 3 niveauer svarende til en kategori 1, kategori 2 og kategori 3 metode. 1 af 13

66 Litteratur 1. Analysis and Evaluation of Pumping Test Data. Second Edition. ILRI publication 47. Kruseman G.P & de Ridder N.A Boringers virkningsgrad, Vandteknik nr side 1-9. Sørensen, T. 3. Dimensionering af gruskastningsboringer. Vandteknik. Særtryk december Leo Glensvig. 4. Grundlæggende geologi og grundvand 1. Undervisningsserie. Miljø- og Energiministeriet (Publikationen kan hentes direkte fra Miljøstyrelsens hjemmeside 5. Prøvepumpningsteknik. ATV-komiteen vedrørende grundvandsforurening. SAS Scandinavia hotel. 5. okt Tolkning af prøvepumpningsdata. H. Kjærgaard 6. Slug tests. Environmental Protection Agency. United States. SOP #2046, Forudsætninger for bestemmelse af hydraulisk ledningsevne: Filtersætning af boringer; Boringen filtersættes i den mættede zone. For at opnå en god virkningsgrad på boringen, er det yderst vigtigt at gruskastningen omkring boringen udføres korrekt i forhold til kornstørrelsen i magasinet. Som udgangspunkt skal gruskastningskornene være 4 gange større end diameteren af kornene i magasinet. Udstyrets kapacitet: Ved "slug-test" benyttes en "slug" med et kendt volumen, det kan være en metalcylinder, eller alternativt et kendt vandvolumen. Ved en pumpetest benyttes en pumpe, hvis ydelse kan holdes konstant ynder hele testen. Dataindsamling: Vandstanden måles løbende med et vandstandspejl, og observationerne, samt tiden for observationen siden start af testen, noteres i et skema. Det bedste datagrundlag opnås ved at benytte en elektronisk datalogger, der kan registrere vandstanden med et givent interval. Databehandling: De indsamlede data behandles mest effektivt i et PC-baseret tolkningsprogram, men de indsamlede data kan alternativt behandles manuelt. 2 af 13

67 Kategori 1 - Bestemmelse hydraulisk konduktivitet Princip: Bestemmelse af hydraulisk konduktivitet (horisontal) på én boring ved "slug test". På en boring filtersat i den mættede zone kan der gennemføres en "slug test". Efter injektion af en "slug" med et kendt volumen måles ændringen af vandstanden over tid i boringen. Resultatet giver en god indikation af konduktiviteten i umiddelbar nærhed af boringen. Det skal bemærkes, at resultatet er særligt påvirket af boringens gruskastning og virkningsgrad. Det skal bemærkes, at den hydrauliske konduktivitet af et givet magasin, generelt bestemmes mere nøjagtigt ved at udføre en pumpetest i magasinet /1/. Se i øvrigt kategori 2 og 3 beskrivelserne. Feltopstilling: Afhængig af filterrørets diameter udvælges en "slug" der er ca. 1 cm mindre i diameter end filterrøret og ca. 1 meter lang. "Sluggen" skal være tung, og forsynet med en stålwire Principskitse: Alternativt kan der benyttes vand, som injiceres momentant i boringen. Det bør tilstræbes at opnå en stigning i boringen på min. 0,5 meter i boringen, uanset valg af metode. Testen udføres lettest i en Ø63 mm, og bør ikke udføres i en boring med en mindre diameter. Vandstandspejl til måling af vandstanden. Stopur til registrering af tid. 3 af 13

68 Udførelse: Indledningsvis pejles vandstanden. "Sluggen" injiceres momentant i boringen, samtidig med at et stopur startes. Stigningen i vandstanden registreres ved hjælp af pejlet. Vandstanden måles som funktion af tiden, indtil ro-vandstand er genetableret. Ved manuel pejling registreres vandstandsvariationerne i begyndelsen af testen så hyppigt som muligt. I boringer med høj hydraulisk konduktivitet, falder vandstanden så hurtigt, at det ikke er praktisk muligt at lave præcise håndpejlinger af vandstanden, hvorfor det anbefales at benytte en datalogger ved alle forsøg. Forsøget kan også udføres ved at fjerne et kendt volumen fra boringen. Konduktiviteten kan så beregnes på baggrund af vandstandsstigningen. Forsøget gentages mindst to gange i hver boring. Data, databehandling og rapportering: Under forsøget opsamles data om tid og vandstandsvariationer. Konduktiviteten beregnes ved hjælp af følgende formel: K = r 2 LN (L/R) / 2 L To For L/R > 8 K er konduktiviteten (m/s), r er filterrørets indre diameter (m), L er filterlængden (m), R er selve boringens radius, To er "basic time lag". Der optegnes en graf på semi-logaritmisk papir, med vandstandsvariationerne, udtrykt ved H-h/H-Ho, plottet mod tid, hvor H er ro-vandstanden, h er den målte vandstand for t>0, Ho er vandstanden ved t=0. Dataene skulle gerne plotte på en ret linje, og ved H- h/h-ho = 0.37 aflæses To på x aksen. Forslag til supplement af testen: Hvis der benyttes en vandstandslogger installeres den før forsøget påbegyndes. Vandstandsloggeren programmeres til at måle vandstanden med et interval på 2 sek. 4 af 13

69 Kategori 2 - Bestemmelse af hydraulisk konduktivitet Princip: Bestemmelse af den horisontale konduktivitet ved pumpetest i en boring. I en boring filtersat i den mættede zone, kan konduktiviteten af magasinet bestemmes ved at udføre en pumpetest. Det forudsættes at pumpens ydelse holdes konstant under hele forsøget, og at sænkningen og stigningen af vandstanden i boringen registreres under hele forløbet. Metoden anses ofte for at være mere robust og repræsentativ for større del af magasinet end metoden beskrevet under kategori 1 /1/. Ved at måle vandstandsvariationerne i magasiner der ikke er i direkte hydraulisk kontakt med det magasin der pumpes fra, er det muligt at opnå informationer om den vertikale permeabilitet. Feltopstilling: Der installeres en pumpe ca. 1 meter over bunden af boringen, der som min. skal være udført i Ø63 mm. Principskitse: Pumpens ydelse skal være tilstrækkelig til at skabe en sænkning på min. 1 meter i boringen. Testen kan gennemføres ved at måle vandstanden med et vandstandspejl, men det anbefales at benytte en datalogger, der logger vandstanden med et interval på 5 sek. Loggeren installeres umiddelbart under pumpen. Hvis vandstandsloggeren tillader det, kan loggerintervallet også indstilles logaritmisk, således at den hyppigste målefrekvens ligger i starten af pumpetesten. Hvis denne type loggere benyttes, skal de tappes og genstartes umiddelbart inden pumpen standses. Slanger til bortledning af vand. Vandet må ikke udledes i umiddelbart nærhed af boringen, således at det nedtrængende vand kan påvirke testen. Dette er særligt vigtigt i forbindelse med frie magasiner med et højt vandspejl. Vandstandspejl til måling af vandstanden. Stopur til registrering af tid. Spand med kendt volumen. 5 af 13

70 Udførelse: Inden opstart af pumpen pejles og noteres vandstanden i et skema. Pumpens ydelse under selve pumpetesten kan estimeres på baggrund af små kapacitetstests, der udføres førend selve forsøget påbegyndes, hvor der pumpes med forskellige ydelser, samtidig med at sænkningen måles. Det er vigtigt at vandstanden ikke sænkes ned til pumpeindtaget, og at vandstanden er tilbage til ro-vandstand, inden selve pumpetesten startes. Selve pumpetesten skal som minimum vare 60 min., og tilbageløbet bør pejles indtil vandstanden er tilbage til ro-vandspejl. Der bør tilstræbes en sænkning på min. 1 meter. Ved lave pumpeydelser kan pumpens ydelse måles ved at tage tid på hvor lang tid det tager at fylde en spand med et kendt volumen. Hvis der pumpes med ydelse større end 5 m 3 /time, bør der benyttes et vandur til at måle ydelsen. Hvis der benyttes en vandstandslogger skal vandstanden som minimum pejles før opstart, før pumpestop og før forsøget afsluttes. Data, databehandling og rapportering: Det skal bemærkes, at tolkning af prøvepumpningsdata er en videnskab i sig selv, og der skal henvises til litteraturen for en yderligere uddybning af emnet, se bla. litteraturhenvisningerne /4 og 5/. Under forsøget opsamles data om tid, vandstandsvariationer og pumpens ydelse. Parametre der sammen med oplysningerne om pumpeboringens udbygning, skal benyttes ved den videre tolkning. Data plottes med vandstandsvariationerne som funktion af tid. Da pumpetesten typisk er af kortere varighed, korrigeres data ikke for barometer effekt /1/. Data kan tolkes manuelt ved hjælp af typekurver og retlinjeplot, men tolkningsarbejdet lettes betydeligt ved at benytte et tolkningsprogram som for eksempelvis Aqtesolv eller Aquiferwin32 mfl. Data fra pumpeboringen tolkes med Cooper-Jacobs retlinjemetode for enten et frit- eller spændt magasin i tolkningsprogrammet. Der henvises til tolkningsprogrammets manual for en nærmere beskrivelse af hvordan programmet behandler data. I forbindelse med tolkningen af data er det vigtigt at vurdere, hvor lang tid sænknings- og stignings data er påvirket af borerørseffekten, idet der kun skal tolkes på data efter borerørseffektens ophør. Forerørseffektens ophør kan beregnes ved følgende ligning /4/: t c = 0,192 (d c 2 - d p 2 )* s/q hvor: t c er antal minutter fra pumpestart(pumpestop) til ophør af forerørseffekt d c er forerørsdiameter i m d p er pumperørsdiameter i m s/q er specifik sænkning m pr. m 3 /sek Det skal bemærkes, at magasintallet (S) ikke er troværdigt når tolkningen udføres på data fra pumpeboringen /4/. 6 af 13

71 Eksempel på tolkning af data i tolkningsprogrammet Aqtesolv. Sænkningsdata (m) fra pumpeboringen i et spændt magasin er plottet mod tid (sek). Typekurven (Cooper- Jacob), her en ret linje, er tilpasset sænkningsdata. Sænkning (m) Sænkning i pumpeboring Obs. Wells Pumpeboring Aquifer Model Confined Solution Cooper-Jacob Parameters T = m 2 /sec S = For at udføre tolkningen, er der indtastet oplysninger i programmet om boringens udbygning, samt pumpens ydelse og sænkningen til en givet tid E+4 1.0E+5 1.0E+6 Tid (sec) Sænknings- og stigningsdata fra pumpeboringen kan også behandles manuelt ved at følge vejledningen i /4, afsnit 3.6 og 5/. Hvor sænkningsdata eller stigningsdata plottes manuelt eller i et regneark eller på logaritmisk papir. Metoden er ligeledes beskrevet i det følgende. Eksempel på plotning af sænkningsdata fra en pumpeboring i et regneark. Tid (sek) Sænkningen (m) plottes mod tiden (sek) på logaritmisk papir. Tolkningen kan udføres tilsvarende på stigningsdata. Sænkning (m) s=0.55m af 13

72 Ved at aflæse hældningen over en dekade, kan transmissiviteten (T) beregnes. Det erindres, at transmissiviteten er konduktiviteten multipliceret med magasintykkelsen. hvor: T er transmissivitet (m 2 /sek) Q er ydelsen (m 3 /sek) s (m) er hældningen over en dekade. Afrapporteringen af de opnåede resultater bør som minimum indeholde oplysninger om boringens udbygning, magasinets tykkelse, og parameteren konduktivitet (eller transmissivitet, T). Boreprofil vedlægges rapporten. Forslag til supplement af testen: Pumpens ydelse kan måles kontinuerligt med en flow-logger. Ved ydelser over 5 m 3 /time, bør pumpens ydelse måles med et vandur. 8 af 13

73 Kategori 3 - Bestemmelse af konduktivitet Ved kategori 3 bestemmelse af den horisontale konduktivitet indgår en pumpetest, som beskrevet ved en kategori 2 test, samt en eller flere observationsboringer hvori der registreres en sænkning. Testen giver information om magasinets konduktivitet inden for det område der er dækket af observationsboringer. Oftest er magasinet ikke homogent og variationer i magasinets konduktivitet kan beregnes ved denne test. Ved spændte magasiner kan der ved en givet hydraulisk konduktivitet forventes en større udbredelse af sænkningstragten, end i et frit magasin, da magasintallet (S) er større for det frie magasin. Derfor bør observationsboringer i et frit magasin placeres nærmere pumpeboringen end ved en tilsvarende test i et spændt magasin. Ved at måle vandstandsvariationerne i magasiner der ikke er i direkte hydraulisk kontakt med det magasin der pumpes fra, er det muligt at opnå informationer om den vertikale permeabilitet. Feltopstilling: I pumpeboringen installeres en pumpe ca. 1 meter over bunden af boringen, der som min. bør være udført i Ø110 mm. Principskitse: Der installeres dataloggere, hvis indre ur er synkroniseret inden opstart, i både pumpeboringen og alle observationsboringer. Afhængig af testens varighed, og størrelsen på loggerens hukommelse, vælges den hyppigst mulige loggerfrekvens. I pumpeboringen installeres loggeren umiddelbart under pumpen. I observations-boringerne, der bør være min. Ø63mm, installeres loggerne et par meter over deres måleområde. De enkelte observationsboringers afstand og retning til pumpeboringen indmåles. Hvis vandstandsloggeren tillader det, kan loggerintervallet også indstilles logaritmisk, således at den hyppigste målefrekvens ligger i starten af pumpetesten. Hvis denne type loggere benyttes, skal de tappes og genstartes umiddelbart inden pumpen standses. Slanger til bortledning af vand. Vandet må ikke udledes i umiddelbart 9 af 13

74 nærhed af boringen, således at det nedtrængende vand kan påvirke testen. Særligt ved længerevarende tests skal vandet ledes effektivt væk fra boringen. Vandstandspejl til måling af vandstanden. Stopur til registrering af tid. Et vandur, der monteres for enden af udledningsslangen. Målebånd eller GPS. Udførelse: Inden opstart af pumpen pejles alle benyttede boringer og målingerne noteres i et skema. Pumpens ydelse under selve pumpetesten kan estimeres på baggrund af små kapacitetstests førend selve forsøget påbegyndes. Det er vigtigt at vandstanden ikke sænkes ned til pumpeindtaget. Selve pumpetesten bør som minimum vare 24 timer, eller indtil der er registreret en sænkning > 20 cm i observationsboringerne. Tilbageløbet bør pejles indtil vandstanden er tilbage til ro-vandspejl. Der bør tilstræbes så stor en sænkning som muligt i pumpeboringen, dog uden at vandstanden sænkes ned til pumpeindtaget, eller under toppen af filtret i boringen, således at vandstandssænkningen kan blive registreret i de benyttede observationsboringer. Hvis der pumpes med en ydelse større end 5 m 3 /time, bør der benyttes et vandur til at måle ydelsen. For at verificere vandstandsloggerens målinger, skal vandstanden som minimum pejles før opstart, før pumpestop og før forsøget afsluttes. Data, databehandling og rapportering: Under forsøget opsamles data om tid, vandstandsvariationer i både pumpe- og observationsboringerne og pumpens ydelse. Parametre der sammen med oplysningerne om boringernes udbygning, skal benyttes ved den videre tolkning. Der optegnes en situationsplan med angivelse af pumpeboringen og alle observationsboringernes placering på lokaliteten, samt deres indbyrdes afstand. Data plottes med vandstandsvariationerne som funktion af tid. Da pumpetesten typisk er af længere varighed korrigeres data for barometer effekt /1/. Data kan tolkes manuelt ved hjælp af typekurver, men tolkningsarbejdet lettes betydeligt ved at benytte et tolkningsprogram som for eksempelvis Aqtesolv eller Aquiferwin32 mfl. Afhængig af om magasinet er spændt eller frit vælges den rette typekurve eller tolkningsmodel i tolkningsprogrammet. Ved tolkning i et tolkningsprogram vælges Cooper-Jacobs retlinjemetode for enten et spændt- eller frit magasin, afhængig af de geologiske forhold. Der henvises til tolkningsprogrammets manual for en nærmere gennemgang af programmets funktioner. Det skal bemærkes, at magasintallet (S) ikke er troværdigt når tolkningen udføres på data fra pumpeboringen /4/. 10 af 13

75 Eksempel på tolkning af sænkningsdata fra en pumpeboring i Aqtesolv. Sænkningsdata (m) fra pumpeboringen i et spændt magasin er plottet mod tid (sek). Typekurven (Cooper- Jacob), her en ret linje, er tilpasset sænkningsdata. For at udføre tolkningen er der indtastet oplysninger i programmet om boringens udbygning, samt pumpens ydelse. Sænkning (m) Sænkning i pumpeboring Obs. Wells Pumpeboring Aquifer Model Confined Solution Cooper-Jacob Parameters T = m 2 /sec S = E+4 1.0E+5 1.0E+6 Tid (sec) Sænknings- og stigningsdata fra pumpeboringen og observationsboringerne kan også behandles manuelt ved at følge vejledningen i /4, afsnit 3.6/. Hvor sænkningsdata eller stigningsdata plottes manuelt eller i et regneark eller på logaritmisk papir. Metoden er ligeledes beskrevet i det følgende. Eksempel på plotning af sænkningsdata fra en pumpeboring i et regneark. Tid (sek) Sænkningen (m) plottes mod tiden (sek) på logaritmisk papir. Tolkningen kan udføres tilsvarende på stigningsdata. Testen skal vare minimum 60 min. Sænkning (m) s=0.55m af 13

76 Ved at aflæse hældningen over en dekade, kan transmissiviteten (T) beregnes. Det erindres, at transmissiviteten er konduktiviteten multipliceret med magasintykkelsen. Hvis ovenfor viste sænkning havde været i en observationsboring, kunne magasintallet (S) tillige have været beregnet på baggrund af data-liniens skæring med tids-aksen (t 0 ), her ca. 10 sek. I observationsboringen beregnes transmissiviteten (T) efter samme princip som i pumpeboringen. og Hvor: T er transmissivitet (m 2 /sek) Q er ydelsen (m 3 /sek) s er hældningen over en dekade (m) S er magasintallet t 0 er dataliniens skæring med tids-aksen (sek) r 2 er afstanden til pumpeboringen I observationsboringerne benyttes typisk en Theis tolkning ved tolkning af data i et tolkningsprogram, for et spændt eller frit magasin. Den valgte tolkning bør dog bero på en vurdering af sænkningsstigningsdataene og de geologiske oplysninger fra hver enkelt test. Sænknings og stigningsdata fra flere observationsboringer, min. 3, kan tolkes manuelt ved hjælp af et afstands/sænkningsplot, der viser sænkningen i observationsboringerne, plottet mod afstanden fra pumpeboringen på et semilogaritmisk papir. Ved et homogent magasin plotter observationerne på en ret linje, hvorfor metoden kan benyttes til at vurdere homogeniteten af et magasin, og hvor god hydraulisk forbindelse der er mellem de enkelte boringer. 12 af 13

77 Eksempel på plotning af sænkninger i 3 observationsboringer mod afstanden fra pumpeboringen i et regneark. 0 Afstand (m) Ved at aflæse sænkningen over en dekade, og linjens skæring med afstandsaksen, r 0. Det vil sige, den afstand fra pumpeboringen, hvor sænkningen er 0. Testen skal vare minimum 60 min. Sænkning (m) r 0 =400 s= Ved at aflæse hældningen over en dekade, kan transmissiviteten (T) beregnes. Det erindres, at transmissiviteten er konduktiviteten multipliceret med magasintykkelsen. Magasintallet (S) kan beregnes ved at aflæse r 0 på plottet. Nedenstående formler viser hvorledes transmissiviteten (T) og magasintallet (S) kan beregnes. og hvor: T er transmissivitet, Q er ydelsen (m 3 /sek), s er hældningen over en dekade. S er magasintallet, t er den tid som testen har varet (sek), r 0 er afstanden der svarer til en sænkning =0. Afrapporteringen af de opnåede resultater bør som minimum indeholde oplysninger om boringens udbygning, magasinets tykkelse, og parametrene konduktivitet (eller transmissivitet, T) og magasintal (S). Boreprofiler for samtlige boringer vedlægges rapporten med angivelse af filterplacering samt evt. vandspejl. Forslag til supplement af testen: For at vurdere den optimale ydelse under pumpetesten, kan der indledningsvist blive udført en mindre prøvepumpning i boringen af en times varighed, jævnfør kategori 2 testen, eller en step-test af ca. 6 timeres varighed i pumpeboringen. På baggrund af de indledende tests, kan konduktiviteten og boringens virkningsgrad beregnes, og indgå i en beregning af boringens maksimale ydelse under pumpetesten. Den indledende test kan også benyttes til at beregne den forventede udbredelse af sænkningstragten, og dermed den maksimale afstand for placering af observationsboringer, ved en givet ydelse. Pumpens ydelse kan måle kontinuerligt med en flow-logger. Antallet af observationsboringer er styrende for den opløsning hvormed konduktiviteten i magasinet bliver bestemt, så testen kan udvides med yderligere observationsboringer. Boringerne indmåles af landmåler i X, Y og Z planet. 13 af 13

78 Abejdsseddel - hydraulisk konduktivitet - Kategori 1 1 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: SAG Sagsnavn: Udført af: Sagsleder: Rekvirent navn: Borings-ID, Pumpeforsøg eller slug-test Testboring nr.: Filterinterval (m u.t.): Observationsboring nr.: Type forsøg: Målepunkt (MP), beskrivelse: Datalogger-ID, pumpeinstallation, m.v. Datalogger Serie nr.: Datalogger type (Diver/MicroDiver): Datalogger installeret/re-programmeret: Måleinterval for logger (m): Pumpeindtag, dybde (m u.mp): Metode, ydelsesmåling: Pejlinger Dato Tidspunkt Minutter siden Vandspejl Ydelse Bemærkninger (klokken) start/stop (m u.mp)

79 Abejdsseddel - hydraulisk konduktivitet - Kategori 1 2 af 2 SAG Sagsnavn: Udført af: Dato: Sagsleder: Rekvirent navn: Initialer: Borings-ID Testboring nr.: Observationsboring nr.: Pejlinger Dato Tidspunkt Minutter siden Vandspejl Ydelse Bemærkninger (klokken) start/stop (m u.mp)

80 Abejdsseddel - hydraulisk konduktivitet - Kategori 2 1 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: SAG Sagsnavn: Udført af: Sagsleder: Rekvirent navn: Borings-ID, Pumpeforsøg eller slug-test Testboring nr.: Filterinterval (m u.t.): Observationsboring nr.: Type forsøg: Målepunkt (MP), beskrivelse: Datalogger-ID, pumpeinstallation, m.v. Datalogger Serie nr.: Datalogger type (Diver/MicroDiver): Datalogger installeret/re-programmeret: Måleinterval for logger (m): Pumpeindtag, dybde (m u.mp): Metode, ydelsesmåling: Pejlinger Dato Tidspunkt Minutter siden Vandspejl Ydelse Bemærkninger (klokken) start/stop (m u.mp)

81 Abejdsseddel - hydraulisk konduktivitet - Kategori 2 2 af 2 SAG Sagsnavn: Udført af: Dato: Sagsleder: Rekvirent navn: Initialer: Borings-ID Testboring nr.: Observationsboring nr.: Pejlinger Dato Tidspunkt Minutter siden Vandspejl Ydelse Bemærkninger (klokken) start/stop (m u.mp)

82 Abejdsseddel - hydraulisk konduktivitet - Kategori 3 1 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: SAG Sagsnavn: Udført af: Sagsleder: Rekvirent navn: Borings-ID, Pumpeforsøg eller slug-test Testboring nr.: Filterinterval (m u.t.): Observationsboring nr.: Type forsøg: Målepunkt (MP), beskrivelse: Datalogger-ID, pumpeinstallation, m.v. Datalogger Serie nr.: Datalogger type (Diver/MicroDiver): Datalogger installeret/re-programmeret: Måleinterval for logger (m): Pumpeindtag, dybde (m u.mp): Metode, ydelsesmåling: Pejlinger Dato Tidspunkt Minutter siden Vandspejl Ydelse Bemærkninger (klokken) start/stop (m u.mp)

83 Abejdsseddel - hydraulisk konduktivitet - Kategori 3 2 af 2 SAG Sagsnavn: Udført af: Dato: Sagsleder: Rekvirent navn: Initialer: Borings-ID Testboring nr.: Observationsboring nr.: Pejlinger Dato Tidspunkt Minutter siden Vandspejl Ydelse Bemærkninger (klokken) start/stop (m u.mp)

84 3.2.5 Permeabilitet umættet zone

85 Permeabilitet i umættet zone Definition af permeabilitet i umættet zone Permeabilitet (k), beskriver transport gennem et medie. Permeabiliteten er kun afhængig af mediet og ikke afhængig af væskens eller luftartens egenskaber. Størrelsen af permeabiliteten afhænger af mediets porøsitet (størrelse, sammenhæng og form). Enheden for permeabilitet er darcy (D), millidarcy (md) eller cm 2. Permeabiliteten kan estimeres eller bestemmes direkte ved måling. Luft permeabilitet i den umættede zone bestemmes ved hjælp af: indirekte metoder, bestemmelse ved beregninger eller modeller laboratorie metoder, bestemmelse ved beregning ud fra kornstørrelsesfordeling, eller ved test på intakte kerner feltmetoder, bestemmelse ved pumpeforsøg og monitering af flow og modtryk enten ved hurtige forsøg eller ved steady-state forsøg feltmetoder, bestemmelse ved anvendelse af sporgasser Både de indirekte metoder og laboratoriemetoderne er usikre og mere følsomme over for både prøvetagningen og inhomogeniteten i jorden end feltmetoderne. Disse metoder kan derfor ikke anbefales som eneste undersøgelsesmetoder. Permeabiliteten i den umættede zone er i det følgende bestemt på 3 niveauer svarende til en kategori 1, kategori 2 og kategori 3 metode. Litteratur /1/ Handbook for investigations and corrective action requirements for discharge from storage tanks, piping systems and other releases. The South Dakota Department of Environment and Natural Ressources. Ground-Water Quality Program. Version 2.0 March 2003 /2/ Soil Vapour Extraction and Bioventing. US Army Corps of Engineers. Engineer Manual EM June /3/ OM-Kvalitetsmanual, Afsnit 3.23 Paradigma for In-situ Test. Rev.: /4/ A practical Approach to the design, operation and monitoring of In Situ Soil- Venting Systems. GWMR Spring /5/ Dingmann, Physical Hydrologi, second edition, ISBN /6/ Falta, Analytical Solutions for Gas flow due to Gas injection and Extraction from Horizontal Wells, Vol. 33, No.2 Ground Water March-April /7/ Falta, A Program for Analyzing Transient and Steady-State Soil Gas Pump Tests. Vol. 34, No. 4 Ground Water July-August, /8/ Johnson et. al, A Practical Approach to the Design, Operation, and Monitoring of In Situ Soil- Venting Systems, Spring 1990, GWMR. /9/ Johnson et. al, Considerations for the Design of In Situ Vapor Extraction Systems: Radius of Influence vs. Zone of Remediation, Summer 1994, GWMR. /10/ MODFLOW (MODFLOW-SURFACT Flow), 3D program for simulering. /11/ Beckett, G.D., Huntley, D., 1994, Characterization of flow parameters controlling soil vapor extraction: Ground Water, Vol. 32, No. 2, pp af 17

86 Forudsætninger for bestemmelse af permeabilitet i umættet zone: Ved bestemmelse af permeabilitet i den umættede zone i felten, skal følgende punkter opfyldes: Utætheder i testsystem og boringer; Hele testsystemet i form af pumpe, koblinger og slanger tjekkes for utætheder under vakuum. Boringer afproppes med cementstabiliseret bentonit eller lign. sikker afpropning, så der undgås eventuelle lækager langs filterrøret. Filtersætning af boringer; Boringer filtersættes i umættede zone. Ved opstart af forsøg skal boringen pejles for kontrol af om der er vand i filteret. Er boringen filtersat så en del af filteret er i den mættede zone, kan det have stor indflydelse på resultaterne i forbindelse med bestemmelse af permeabiliteten. Modsat kan det også give forkerte resultater, hvis filtersætningen er for kort, og der ikke tages forbehold for dette i analysen af data. Udstyrets kapacitet; Test udstyret skal have den fornødne kapacitet til at levere et tilstrækkeligt flow og vakuum og alle loggere skal kunne logge med den ønskede nøjagtighed og inden for det nødvendige tidsrum. Analytiske forudsætninger Det forudsættes, at de involverede lags udbredelse er uendelig, samt at de er homogene og ensartede i tykkelsen Det forudsættes, at pumpe-/injektionsboringen er filtersat i hele dybden af det målte umættede lag Det forudsættes, at diameteren af pumpe-/injektionsboringen er så lille at opmagasinering kan negligeres Det forudsættes, at trykændringen er øjeblikkelig ved opstart af forsøget Det forudsættes, at densiteten og viskositeten er konstant gennem hele forsøget. Dette vil typisk indtræde hurtigt i forsøget, men større koncentrations og trykændringer kan påvirke densiteten Det forudsættes, at strømningsretningen af damp gennem den umættede zone er laminar. Hvorvidt turbulensen i mediet overstiger det tilladte kan tjekkes ved anvendelse af Reynolds nummer Det forudsættes, at de afgrænsende lag i bund og top er enten; impermeable (Theis) eller med en impermeabel bund og lækage i top laget (Hantush-Jacob), hvor den dominerende strømningsretning i det overliggende lag er vertikal 2 af 17

87 Kategori 1 - Bestemmelse af permeabilitet i umættet zone Princip: På én boring filtersat i den umættede zone kan der gennemføres en måling af flow og modtryk ved at påføre boringen et vakuum. Resultatet giver en indikation af permeabiliteten i det filtersatte lag, i form af en registrering af hvilken luftvolumen det er muligt at trække ud af formationen ved et givent tryk/påtrykt vakuum. Feltopstilling: På boringen tilkobles en vakuumpumpe med en kapacitet på mindst m³/h ved et rimeligt modtryk (minimum 0,3 bar). Principskitse: På slangen mellem filter og pumpe monteres et manometer til registrering af modtryk, og der etableres en flowmåler på slangen til registrering af flow fra sugeboringen. Udførelse: Pumpen opstartes, og der foretages en løbende registrering af tryk og flow. Tryk og flow registreres manuelt ved aflæsning og registrering i skema. Ved manuel aflæsning skal der gennemføres registreringer af begge parametre for hvert 15 sek. i de første 2 minutter og herefter for hvert 30 sek. i de næste 10 min. Herefter fortsætter forsøget i mindst 30 min med aflæsninger hvert 2 minut. Data, databehandling og rapportering: Under forsøget opsamles data om tid, flow og modtryk. Der optegnes en graf med tryk og flow som funktion af tiden. Forsøget viser i hvor høj grad, det er muligt at suge luft ud af mediet til hver af de testede flows. Permeabiliteten bestemmes derved ikke specifikt ved denne kategori. Der optegnes en situationsplan med angivelse af placering af sugeboring på lokaliteten. Boreprofil vedlægges rapporten med angivelse af filterplacering samt evt. vandspejl. Forslag til supplement af testen: Anvend dataloggere og/eller tryktransducere nedsænket i boringen til registrering af modtryk. Der bør anvendes en indstilling med logning for hvert sek. Anvend en elektronisk flowmåler til logning af data. 3 af 17

88 Etabler en prøvetagningsmulighed ved tilkoblingen af boringen til pumpen. Prøvetagningsmuligheden kan anvendes til: at gennemføre en løbende måling og registrering på den opsugede luft for O 2, CO 2 og CH 4 til en vurdering af nedbrydning og biologisk aktivitet i området. Data giver også en vurdering af hvor luften kommer fra, herunder identifikation på evt. lækage i systemet. at gennemføre en løbende PID-måling på den opsugede luft for en vurdering af forureningspotentialet (forureningsomfang og vedvarende forureningsstyrke). at gennemføre prøvetagning på kulrør i starten og i slutningen af pumpeforsøget. Formålet er en præcis bestemmelse af en eventuel forurening samt den vedvarende forureningsstyrke. Ved prøvetagningen skal man være opmærksom på, at det er prøvetagning under vakuum og at prøvetagningen derfor skal ske under grundig kontrol af den luftmængde, der suges gennem kulrøret. 4 af 17

89 Kategori 2 - Bestemmelse af permeabilitet i umættet zone Princip: Steady- State metoden: På en boring filtersat i den umættede zone kan permeabiliteten bestemmes ved at der gennemføres en måling af flow og modtryk indtil steady-state er opnået. Forsøget gentages ved 3 forskellige flow hastigheder. Sugeboringen påføres et vakuum ved, at der suges luft ud ved mindst 3 forskellige lufthastigheder/testflow (eksempelvis 5, 10 og 20 m³/t, men vurderes i den konkrete sag). Der etableres mindst 3 observationsboringer i forskellig retning og horisontale afstande fra sugeboringen (eksempelvis 2, 5 og 10 meter, men vurderes ligeledes i den konkrete sag med baggrund i bl.a. geologien). Feltopstilling: På sugeboringen tilkobles, med en tætsluttende samling, en vakuumpumpe med en kapacitet på mindst 25-50m³/h ved et rimeligt modtryk (minimum 0,3 bar). På slangen mellem filter og pumpe etableres en vandudskiller, en ventil for regulering af luftflowet og en kontraventil til sikring mod tilbageløb. Der monteres endvidere en flowmåler på slangen til elektronisk logning af flow fra boringen og et manometer til visuel overvågning af modtrykket. Der etableres en prøvetagningsmulighed ved tilkoblingen af sugeboringen til pumpen. Flow indstilles til eksempelvis 5 m³/t (første testflow), og der testes indtil udviklingen i modtrykket i pumpeboringen er ophørt, eller er mindre end 10 % pr. time. Herefter reguleres flow op til 10 m³/t (anden testflow) og til sidst til 20 m³/t (tredje testflow) eller højere, hvis dette er nødvendigt. Hvis der for- Principskitse: 3 Observationsboringer Sugeboring Prøvetagningsmulighed Manometer Kondens udskiller Manometer Flowmåler Vakuumpumpe I sugeboringen og observationsboringerne etableres manometre og elektroniske tryktransducere til konstant logning af trykforholdene. Loggeren skal kunne logge hvert sekund med en usikkerhed på ikke over 0,25 mbar. Tryktransducere Filter Der etableres mindst 3 observationsboringer i forskellig retning og horisontale afstande fra sugeboringen (eksempelvis 2, 5 og 10 meter, men vurderes ligeledes i den konkrete sag med baggrund i bl.a. geologien). I observationsboringerne monteres tryktransducere til logning af data og boringerne lukkes tæt til. Vandspejl Der etableres et manometer til visuel inspektion og en prøvetagningsmulighed i proppen til hver observationsboring. Udførelse: Pumpen opstartes, og der foretages en løbende registrering af flow og tryk i både sugeboring og observationsboringer. Flow skal registreres med datalogger og tryktransducerne i boringerne skal indstilles til logning hvert sekund med en usikkerhed på ikke over 0,25 mbar. 5 af 17

90 inden opstart er konstateret vand over en væsentlig del af filterstrækningen, og der er konstateret tættere jordlag omkring filteret (ler, silt eller stærkt organisk), skal der opstartes ved lav ydelse (eksempelvis 2,5 m³/t) for at minimere risikoen for at trække vand op over øverste kant af filtret i sugeboringen. Hvis der er trukket vand op over øverste kant af filtret, kan udførelsen først genoptages når det naturlige vandspejl i både boring og jorden omkring filtersætningen har retableret sig. Forsøget skal for de enkelte pumpeydelser fortsætte i 3 timer eller ind til trykændringen i den fjerneste observationsboring er mindre end 10 % pr. time. Data, databehandling og rapportering: Under forsøget måles data i form af tid, flow og modtryk i sugeboringen. Modtrykket i observationsboringerne måles ligeledes. Der optegnes en situationsplan med angivelse af placering af sugeboring og observationsboringer på lokaliteten samt specifik angivelse af boringernes indbyrdes afstand. Boreprofiler for samtlige boringer vedlægges rapporten med angivelse af filterplacering samt evt. vandspejl. Der optegnes en graf med tryk og flow som funktion af tiden. Den effektive virkningsradius bestemmes ved de forskellige pumpeydelser (defineret som den afstand hvor der måles eller beregnes et undertryk på 1 mbar ved stationære tryk og flowforhold) /3/. Bestemmelse af permeabilitet ved to løsningsmetoder (Theis og Hantush-Jacob): Theis løsningsmodel: Med sænknings- og stigningskurvens dekadehældninger beregnes den horisontale permeabilitet i den umættede zone beregnes ved hjælp af følgende formel, der er en tilnærmelse til Theis løsningsmodel /8/. P ' Q v Wu, 4 b k 2 r u 4 k P t hvor P er trykafvigelsen fra begyndelsestrykket (typisk atmosfærisk tryk) (P-P 0 ), Q er volumetriske pumpe flow fra sugeboring, µ er dynamiske viskositet af luft, b er tykkelsen af det ventilerede jordlag, k er mediets horisontale permeabilitet, r er den radiale afstand til ekstraktionsbrønden, P er trykket og P o er begyndelsestrykket (atmosfærisk tryk), er luftporøsiteten og t er tiden. W(u) er Thies brøndfunktion. Hvis u < 0,1 kan ovenstående ligning omskrives ved at anvende de to første led af en Taylor tilnærmelse /8/: P ' 2 Q V r 0,5772 ln 4 b k 4 k Po o ln t Ved plotning af P som en funktion af ln(t) fås en ret linje med dekade hældningen A, hvor A er lig med udtrykket: Q V A 4 b k dog er det mere anvendelig at plotte P som en funktion af 10-talslogaritmen til t (semilogaritmisk papir), herved skal A blot ganges med en faktor 2,3 (ln(t)/log(t) 2,3): Q V 2,3 A 4 b k 6 af 17

91 Ved aflæsning af dekade hældningen A, hvor flowet Q og tykkelsen m af det ventilerede jordlag er kendt, kan permeabiliteten beregnes: Q V 2,3 k 4 b A Eksempel, Theis løsningsmodel ved brug af Cooper Jacob s approksimation: Eksempel på beregning af permeabiliteten ved brug af Cooper Jacob s approksimation. Beregning af permeabilitet med V1 som sugeboring og V2 som observationsboring. Dekadehældningen (ændringen i tryk inden for en dekade i pascal) findes ved at plotte trykdata fra observationsboringerne som en funktion af logaritmen til tiden i sekunder, se figur. Trykændring i observationsboring V2 ved oppumpning i boring V Målt trykændering Trykændring [Pa] Tid[sek] Volumetriske pumpe flow, Q v 21 m 3 /time = 0,00583 m 3 /s Ventileret dybde, b 2,0 m Dynamisk viskositet, µ 1, kg/(ms) Afstand, r 2,4 A 115 Pa kg/m s 2 Med ovenstående input kan permeabiliteten (k) beregnes: 3 5 0,00583m / s 1,8110 kg /(m s) 2,3 k 85 darcy 4 115Pa 2 m Kontrol af betingelser, idet det porøsitet antages at være 0.25 : 7 af 17

92 u 0,1 2 2,4m 0,251, Pa ,7s t 5 kg /(m s) 2 m t Dette betyder, at dekadehældningen kun må være beregnet ud fra tiden efter 10 sekunder, hvilket er opfyldt, da det kun er punkter fra og med 8 sekunder, der er blevet anvendt til beregning af dekadehældning. Hantush-Jacob løsningsmodel: Den horisontale permeabilitet kan også bestemmes ved hjælp af Hantush-Jacob (1955) ligning, som adskiller sig fra en Theis (1935) løsning ved at medtage en lækage parameter. Hantush-Jacob ligningen i forhold til gastryk 2 r hvor u 4 k Po t W(u, r ), Q v P' P P W(u, r o ) 4 b k k' og k' er permeabilitet af dæklaget og k b d' ' er Hantushs brøndfunktion. d er tykkelsen af dæklaget. For at kunne anvende de gængse prøvepumpningsprogrammer kan ligningen omskrives til H Q v 4T W(u, r ) B, hvor B er B K' d' T H relaterer sig tryk via H=P'/(ρg), permeabilitet k relateres sig til transmissivitet via T=k(ρg/µ) og S er magasintallet er givet ved S=ρgεb/P o, idet mediet antages usammentrykkelig, Lækagen er givet ved K'/d' hvor K' er dæklagets hydrauliske ledningsevne og dæklagets permeabilitet fås direkte som k'=k' µ /( ρg), hvor g er tyngdeaccelerationen, ρ densiteten. Sammenhængen mellem den hydrauliske lækagekoefficienter og gas-lækagekoefficienter er således: k' b' K' b' g Volumen, som berøres under forsøget: Tiden ( p ) for at oppumpe et pore-volumen kan estimeres ved at antage, at volumen udgøres er cylinderformet med radius r samt at luftstrømningen igennem dæklaget er neglicibelt p V Q p v 2 r b Q v r 2 q, hvor V p er pore-volumen og q er Darcy-hastigheden Eksempel, Hantush-Jacob løsningsmodel: Eksempel på beregning af permeabiliteten ved brug af Hantush-Jacob løsningsmodel. Beregningen er foretaget med det samme datamateriale som for eksemplet med Theis løsningen i forrige eksempel. I nedenstående figur er der gennemført en fitning af data med baggrund i både en Theis løsning og en løsning baseret på Hantush-Jacob løsningsformler. 8 af 17

93 100 Dobbeltlog Trykændering [m] 10 1 Sænkning Theis sænkning Hantush-Jacob Tid (sec) Som det fremgår af figuren opnås med Hantush-Jacob løsningen en bedre fitning af data, da lækagen til terræn medtages i beregningerne. Ved Hantush-Jacob beregnes i det aktuelle eksempel følgende: Horisontal permeabilitet k: 25 darcy k ' Lækage til terræn på : m og hvis dæklagets tykkelse antages at være 0.25 m er b' dæklagets k: = 1 darcy Alternativ løsningsmodel: Alternativt til de simple beregningsmetoder for bestemmelse af den horisontale permeabilitet findes der flere modelværktøjer, der kan anvendes til at foretage beregningerne af horisontal og vertikal permeabilitet samt lækage til terræn såsom eksempelvis Gassolve og MODFLOW mfl. /7,10/. Følgende parametre kan beregnes på baggrund af modellerne: Den horisontale og vertikale permeabilitet i observationsboringerne K h, og K v og eventuel lagdeling kan medtages i modellen. Filterniveauerne for sugeboringens filtre, men også for observationsboringerne kan bedre implementeres. Den effektive luftporøsitet kan vurderes. Et sporstof forsøg kan også modelleres (Kategori 3) via advektion-dispersion ligningen. Nedenstående figur viser sammenhængen mellem permeabilitet og den type af materiale den er tilknyttet /5/. 9 af 17

94 Forslag til supplement af testen: Der etableres yderligere observationsboringer med filtre placeret vertikalt forskudt i forhold til sugeboringen til bestemmelse af variationer i den vertikale permeabilitet. Disse filtre bør generelt altid placeres over sugeboringens filtre, da den tilstrømmende luft altid vil komme oppefra. Etabler en prøvetagningsmulighed ved tilkoblingen af boringen til pumpen. Prøvetagningsmuligheden kan anvendes til: at gennemføre en løbende måling og registrering på den opsugede luft for O 2, CO 2 og CH 4 til en vurdering af nedbrydning og biologisk aktivitet i området. Data giver også en vurdering af hvor luften kommer fra herunder identifikation på evt. lækage i systemet. at gennemføre en løbende PID-måling på den opsugede luft for en vurdering af forureningspotentialet (forureningsomfang og vedvarende forureningsstyrke). at gennemføre prøvetagning på kulrør i starten og i slutningen af pumpeforsøget. Formålet er en præcis bestemmelse af en eventuel forurening samt den vedvarende forureningsstyrke. Ved prøvetagningen skal man være opmærksom på, at det er prøvetagning under vakuum og at prøvetagningen derfor skal ske under grundig kontrol af den luftmængde, der suges gennem kulrøret. 10 af 17

95 Kategori 3 - Bestemmelse af permeabilitet i umættet zone Ved kategori 3 bestemmelse af permeabiliteten foretages både en bestemmelse af permeabiliteten ved en kategori 2 test, samt en test af det aktuelle flow mellem 2 boringer med anvendelse af sporgas som beskrevet i det følgende. Sporstoftest: Ved sporstoftesten tilsættes der en eller flere typer af tracergasser i forskellige filtre placeret i forskellige afstande og dybder fra pumpeboringen, idet der oppumpes luft fra pumpeboringen som analyseres for den/de tilsatte sporstoffer/tracergasser. Feltopstilling: På pumpeboringen tilkobles med en tætsluttende samling en pumpe med en kapacitet på mindst m³/h ved et rimeligt modtryk (0,3bar). På slangen mellem filter og pumpe monteres et manometer til visuel måling af modtryk. Der etableres endvidere en flowmåler på slangen til elektronisk logning af flow fra boringen, og der etableres en tilsætningsmulighed for sporgassen. Principskitse: Pumpetest: Boringerne lukkes tæt til, men der etableres en prøvetagningsmulighed for udtagning af luftprøver til analyse og et manometer til visuel observation af trykudviklingen. 3 Observationsboringer Sugeboring Prøvetagningsmulighed Manometer Kondens udskiller Manometer Flowmåler Vakuumpumpe I pumpeboringen og observationsboringerne etableres manometre og elektroniske tryktransducere til konstant logning af trykforholdene. Loggeren skal kunne logge hvert sekund med en usikkerhed på ikke over 0,25 mbar. Der etableres mindst 3 observationsboringer i forskellig retning og horisontale afstande fra sugeboringen (eksempelvis 2, 5 og 10 meter, men vurderes ligeledes i den konkrete sag med baggrund i bl.a. geologien). Der etableres et manometer til visuel inspektion og en prøvetagningsmulighed i proppen til hver observationsboring. Sporstoftest: Tryktransducere Filter Vandspejl 11 af 17

96 Udførelse: Pumpetest, som beskrevet under kategori 2: Pumpen opstartes, og der foretages en løbende registrering af flow og tryk i både sugeboring og observationsboringer. Flow skal registreres med datalogger og tryktransducerne i boringerne skal indstilles til logning hvert sekund med en usikkerhed på ikke over 0,25 mbar. Flow indstilles til eksempelvis 5 m³/t (første testflow), og der testes indtil udviklingen i modtrykket i pumpeboringen er ophørt, eller er mindre end 10 % pr. time. Herefter reguleres flow op til 10 m³/t (anden testflow) og til sidst til 20 m³/t (tredje testflow) eller højere, hvis dette er nødvendigt. Hvis der forinden opstart er konstateret vand over en væsentlig del af filterstrækningen, og der er konstateret tættere jordlag omkring filteret (ler, silt eller stærkt organisk), skal der opstartes ved lav ydelse (eksempelvis 2,5 m³/t) for at minimere risikoen for at trække vand op over øverste kant af filtret i sugeboringen. Hvis der er trukket vand op over øverste kant af filtret, kan udførelsen først genoptages når det naturlige vandspejl i både boring og jorden omkring filtersætningen har retableret sig. Forsøget skal for de enkelte pumpeydelser fortsætte i 3 timer eller ind til trykændringen i den fjerneste observationsboring er mindre end 10 % pr. time. Sporstoftest: Ved sporstoftesten tilsættes der en eller flere typer af tracergasser i forskellige filtre placeret i forskellige afstande og dybder fra pumpeboringen, idet der oppumpes luft fra pumpeboringen. Ved brug af flere tracergasser (en type gas i hver boring) kan forsøget udføres i en og samme omgang, mens der ved brug af samme tracergas anbefales at teste en boring af gangen. Pumpeydelsen i pumpeboringen vælges eventuelt med baggrund i resultater fra en indledende pumpetest som beskrevet ovenfor. Der føres med datalogger en løbende registrering af flow og modtryk i pumpeboringen, samt tidspunkt for injektion af en kendt mængde af sporgas i de ønskede boringer (bemærk at sporgassen tilsættes under overtryk og der skal derfor sikres, en god dokumentation for, at sporgassen er ført ind i systemet). Af mulige sporgasser kan nævnes helium, kulmonooxid, argon, svovlhexaflurid, halon 1301/2402, BCF etc. Typen af sporstof vælges med baggrund i de aktuelle geologiske forhold, og sammensætning af den forurening af VOC, der findes i poreluften. Enkelte af de nævnte sporstoffer er giftige og myndighederne kræver certifikat og tilladelse til at anvende dem. Procedure for måling af sporestofkoncentration er afhængig af valg af sporestof, men målingen skal om muligt kunne angives i en specifik koncentration. Tryktransducere og flowmålere i pumpeboring indstilles til at logge data hvert 5 sek. Data, databehandling og rapportering: Under forsøget måles data i form af tid, flow og modtryk i sugeboringen. Modtrykket i observationsboringerne måles ligeledes. Der optegnes en situationsplan med angivelse af placering af sugeboring og observationsboringer på lokaliteten samt specifik angivelse af boringernes indbyrdes afstand. Boreprofiler for samtlige boringer vedlægges rapporten med angivelse af filterplacering samt evt. vandspejl. Der optegnes en graf med tryk og flow som funktion af tiden. Den effektive virkningsradius bestemmes ved de forskellige pumpeydelser (defineret som den afstand hvor der måles eller beregnes et undertryk på 1 mbar ved stationære tryk og flowforhold) /3/. Bestemmelse af permeabilitet ved to løsningsmetoder (Theis og Hantush-Jacob): Theis løsningsmodel: Med sænknings- og stigningskurvens dekadehældninger beregnes den horisontale permeabilitet i den umættede zone beregnes ved hjælp af følgende formel, der er en tilnærmelse til Theis løsningsmodel /8/. 12 af 17

97 P ' Q v Wu, 4 b k u 2 r 4 k P t o hvor P er trykafvigelsen fra begyndelsestrykket (typisk atmosfærisk tryk) (P-P 0 ), Q er volumetriske pumpe flow fra sugeboring, µ er dynamiske viskositet af luft, b er tykkelsen af det ventilerede jordlag, k er mediets horisontale permeabilitet, r er den radiale afstand til ekstraktionsbrønden, P er trykket og P o er begyndelsestrykket (atmosfærisk tryk), er luftporøsiteten og t er tiden. W(u) er Thies brøndfunktion. Hvis u < 0,1 kan ovenstående ligning omskrives ved at anvende de to første led af en Taylor tilnærmelse /8/: P ' 2 Q V r 0,5772 ln 4 b k 4 k Po ln t Ved plotning af P som en funktion af ln(t) fås en ret linje med dekade hældningen A, hvor A er lig med udtrykket: Q V A 4 b k dog er det mere anvendelig at plotte P som en funktion af 10-talslogaritmen til t (semilogaritmisk papir), herved skal A blot ganges med en faktor 2,3 (ln(t)/log(t) 2,3): Q V 2,3 A 4 b k Ved aflæsning af dekade hældningen A, hvor flowet Q og tykkelsen m af det ventilerede jordlag er kendt, kan permeabiliteten beregnes: Q V 2,3 k 4 b A Eksempel, Theis løsningsmodel ved brug af Cooper Jacob s approksimation: Eksempel på beregning af permeabiliteten ved brug af Cooper Jacob s approksimation. Beregning af permeabilitet med V1 som sugeboring og V2 som observationsboring. Dekadehældningen (ændringen i tryk inden for en dekade i pascal) findes ved at plotte trykdata fra observationsboringerne som en funktion af logaritmen til tiden i sekunder, se figur. 13 af 17

98 Trykændring i observationsboring V2 ved oppumpning i boring V Målt trykændering Trykændring [Pa] Tid[sek] Volumetriske pumpe flow, Q v 21 m 3 /time = 0,00583 m 3 /s Ventileret dybde, b 2,0 m Dynamisk viskositet, µ 1, kg/(ms) Afstand, r 2,4 A 115 Pa kg/m s 2 Med ovenstående input kan permeabiliteten (k) beregnes: 3 5 0,00583m / s 1,8110 kg /(m s) 2,3 k 85 darcy 4 115Pa 2 m Kontrol af betingelser, idet det porøsitet antages at være 0.25 : u 0,1 2 2,4m 0,251, Pa ,7s t 5 kg /(m s) 2 m t Dette betyder, at dekadehældningen kun må være beregnet ud fra tiden efter 10 sekund, hvilket er opfyldt, da det kun er punkter fra og med 8 sekunder, der er blevet anvendt til beregning af dekadehældning. Hantush-Jacob løsningsmodel: Den horisontale permeabilitet kan også bestemmes ved hjælp af Hantush-Jacob (1955) ligning, som adskiller sig fra en Theis (1935) løsning ved at medtage en lækage parameter. Hantush-Jacob ligningen i forhold til gastryk P' P o Q v P W(u, 4 b k r ) 14 af 17

99 2 r hvor u 4 k Po t W(u, r ), k' og k' er permeabilitet af dæklaget og ' k b d' er Hantushs brøndfunktion. d er tykkelsen af dæklaget. For at kunne anvende de gængse prøvepumpningsprogrammer kan ligningen omskrives til H Q v 4T W(u, r ) B, hvor B er B K' d' T H relaterer sig tryk via H=P'/(ρg), permeabilitet k relateres sig til transmissivitet via T=k(ρg/µ) og S er magasintallet er givet ved S=ρgεb/P o, idet mediet antages usammentrykkelig, Lækagen er givet ved K'/d' hvor K' er dæklagets hydrauliske ledningsevne og dæklagets permeabilitet fås direkte som k'=k' µ /( ρg), hvor g er tyngdeaccelerationen, ρ densiteten. Sammenhængen mellem den hydrauliske lækagekoefficienter og gas-lækagekoefficienter er således: k' b' K' b' g Volumen, som berøres under forsøget: Tiden ( p ) for at oppumpe et pore-volumen kan estimeres ved at antage, at volumen udgøres er cylinderformet med radius r samt at luftstrømningen igennem dæklaget er neglicibelt p V Q p v 2 r b Q v r 2 q, hvor V p er pore-volumen og q er Darcy-hastigheden Eksempel, Hantush-Jacob løsningsmodel: Eksempel på beregning af permeabiliteten ved brug af Hantush-Jacob løsningsmodel. Beregningen er foretaget med det samme datamateriale som for eksemplet med Theis løsningen i forrige eksempel. I nedenstående figur er der gennemført en fitning af data med baggrund i både en Theis løsning og en løsning baseret på Hantush-Jacob løsningsformler. 15 af 17

100 100 Dobbeltlog Trykændering [m] 10 1 Sænkning Theis sænkning Hantush-Jacob Tid (sec) Som det fremgår af figuren opnås med Hantush-Jacob løsningen en bedre fitning af data, da lækagen til terræn medtages i beregningerne. Ved Hantush-Jacob beregnes i det aktuelle eksempel følgende: Horisontal permeabilitet k: 25 darcy k ' Lækage til terræn på : m og hvis dæklagets tykkelse antages at være 0.25 m er b' dæklagets k: = 1 darcy Alternativ løsningsmodel: Alternativt til de simple beregningsmetoder for bestemmelse af den horisontale permeabilitet findes der flere modelværktøjer, der kan anvendes til at foretage beregningerne af horisontal og vertikal permeabilitet samt lækage til terræn såsom eksempelvis Gassolve og MODFLOW mfl. /7,10/. Følgende parametre kan beregnes på baggrund af modellerne: Den horisontale og vertikale permeabilitet i observationsboringerne K h, og K v og eventuel lagdeling kan medtages i modellen. Filter niveauerne for sugeboringens filtre, men også for observationsboringerne kan bedre implementeres. Den effektive luftporøsitet kan vurderes. Analyse af gennembrudskurven ved sporstoftest: Ved sporstoftesten kan et plot af gennembrudskurven for gassen vise gennembrudstiden, koncentrationsvariationer og haledannelse. Gennembrudskurven afspejler gassens vej gennem mediet og giver information om diffusion og dispersionspåvirkninger. Gennembrudskurven kan give et indtryk af succesraten for en eventuel oprensning af området. Dette gøres ved at fitte en 2-D analytisk (radial) advektion-dispersionsmodel til gennembrudskurven, for bestemmelse af den effektive dispersionskoefficient, den effektive permeabilitet og den effektive porøsitet 16 af 17

101 (EPM model). Derved er det muligt at ændre gennemstrømningshastigheden og aflæse reaktionen i gennembruddet, forudsat at den anvendte advektions-dispersion løsning passer til det geologiske medium. Yderligere kan den akkumulerede mængde beregnes, for at se hvor stor en mængde af gassen, som gennemløber systemet. Nedenstående figur viser sammenhængen mellem permeabilitet og den type af materiale den er tilknyttet /5/. Forslag til supplement af testen: Der etableres yderligere observationsboringer med filtre placeret vertikalt forskudt i forhold til pumpeboringen til bestemmelse af den vertikale permeabilitet. Disse bør generelt altid placeres over pumpeboringens filtre da luften altid vil bevæge sig op at gennemføre en løbende måling og registrering på den opsugede luft for O 2, CO 2 og CH 4 til en vurdering af nedbrydning og biologisk aktivitet i området. Data giver også en vurdering af hvor luften kommer fra herunder identifikation på evt. lækage i systemet. at gennemføre en løbende PID-måling på den opsugede luft for en vurdering af forureningspotentialet (forureningsomfang og vedvarende forureningsstyrke). at gennemføre prøvetagning på kulrør i starten og i slutningen af pumpeforsøget. Formålet er en præcis bestemmelse af en eventuel forurening samt den vedvarende forureningsstyrke. Ved prøvetagningen skal man være opmærksom på, at det er prøvetagning under vakuum og at prøvetagningen derfor skal ske under grundig kontrol af den luftmængde, der suges gennem kulrøret. 17 af 17

102 Abejdsseddel - Permeabilitet - Kategori 1 1 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Boringer Benævnelse på boring Filterdimension [mm] Filterinterval [m u.t.- m u.t.] Pejl boring [m u.t.] Afstand til pumpeboring [m] Pumpe boring: Obs boring 1: Obs boring 2: Obs boring 3: Fakta: Fakta og usikkerhedsfaktorer: Pumpetype: Befæstelse: Loggertype: Bygninger: Bemærkninger: Kloakker og ledningstracé (dybde og placering): Bemærkninger: Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

103 Abejdsseddel - Permeabilitet - Kategori 1 2 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Pumpeboring Obs boring 1 Obs boring 2 Obs boring 3 Eventuelle målinger Tid Flow [m3/t] Undertryk [mbar] Undertryk [mbar] Undertryk [mbar] Undertryk [mbar] O2 [%] CO2 [%] CH4 [%] PID Kulrør Kommentar Bemærkninger:

104 Abejdsseddel - Permeabilitet - Kategori 2 1 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Boringer Benævnelse på boring Filterdimension [mm] Filterinterval [m u.t.- m u.t.] Pejl boring [m u.t.] Afstand til pumpeboring [m] Pumpe boring: Obs boring 1: Obs boring 2: Obs boring 3: Fakta: Fakta og usikkerhedsfaktorer: Pumpetype: Befæstelse: Loggertype: Bygninger: Bemærkninger: Kloakker og ledningstracé (dybde og placering): Bemærkninger: Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

105 Abejdsseddel - Permeabilitet - Kategori 2 2 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Manuelle aflæsninger - data fra loggere vedlægges rapporten Pumpeboring Obs boring 1 Obs boring 2 Obs boring 3 Eventuelle målinger Tid Flow [m3/t] Undertryk [mbar] Undertryk [mbar] Undertryk [mbar] Undertryk [mbar] O2 [%] CO2 [%] CH4 [%] PID Kulrør Kommentar Bemærkninger:

106 Abejdsseddel - Permeabilitet - Kategori 3 1 af 2 (der foretages ved denne test også en test som beskrevet under kategori 2) Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Boringer Benævnelse på boring Filterdimension [mm] Filterinterval [m u.t.- m u.t.] Pejl boring [m u.t.] Afstand til pumpeboring [m] Pumpe boring: Obs boring 1: Obs boring 2: Obs boring 3: Fakta: Fakta og usikkerhedsfaktorer: Pumpetype: Befæstelse: Loggertype: Bygninger: Bemærkninger: Kloakker og ledningstracé (dybde og placering): Type af sporgas: Bemærkninger: Bemærkninger: Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

107 Abejdsseddel - Permeabilitet - Kategori 3 2 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Manuelle målinger - dadta fra loggere vedlægges rapport Pumpeboring Sporgas Obs boring 1 Obs boring 2 Obs boring 3 Pumpeboring Obs boring 1 Obs boring 2 Obs boring 3 Tid Flow [m3/t] Undertryk [mbar] Flow [l/t] Undertryk [mbar] Undertryk [mbar] Undertryk [mbar] Konc sporgas [mg/m 3 ] Konc sporgas [mg/m 3 ] Konc sporgas [mg/m 3 ] Konc sporgas [mg/m 3 ] Kommentar Bemærkninger:

108 3.2.6 Jordens naturlige vandindhold

109 Jordens naturlige vandindhold Definition af jordens vandindhold Jordens aktuelle vandindhold er defineret som jordprøvens massetab ved tørring i varmeskab i en temperatur ved 105 o C til konstant masse. Enheden for vandindholdet angives enten som vægtprocent eller i volumenprocent. Jordprøven udtages intakt f.eks. i en stålring med skærpet skær og et kendt volumen. Vandindholdet kan eventuelt bestemmes ved forskellige ligevægtstensioner (undertryk), hvorved der bestemmes en karakteristisk vandretensionskurve for den pågældende jordprøve. Denne kurve kan være nyttig, hvis vandindholdet ønskes vurderet ved forskellige udtørringsgrader, f.eks. ved anvendelse af vakuumekstraktion. Den umættede zone er defineret ved at have et porevandstryk, der er mindre end atmosfæretrykket, mens porevandstrykket er lig atmosfæretrykket, hvor grundvandsspejlet er beliggende. Vand i den umættede zone betegnes det vadose vand og inddeles i det kapillært bundne vand, gravitationsvand (frit vand) og vand bundet i jordens mellem- og finporesystemer, samt det kemisk bundne vand. Det kapillært bundne vand findes i en zone lige over grundvandsspejlet og er betinget af den kapillære stigning, hvor laget er mere eller mindre vandmættet. Jordens porer kan betragtes som et system af forbundne kapillære rør af forskellig størrelse og form. Den kapillære stighøjde er afhængig af porens radius og væskens overfladespænding. Den kapillære stighøjde er omvendt proportional med poreradius og aftager med stigende temperatur. Den kapillære stighøjde kan forenklet findes af (Aslyng 1968): H=0,15/r hvor: H = stighøjden, cm r = poreradius, cm På figur 1 på næste side ses vandindholdet for henholdsvis en typisk lerjord og sandjord angivet ved forskellige tensioner. Tensionen kan angives i cm vandsøjle eller som pf, som er 10-talslogaritmen til tensionen målt i cm vandsøjle. Gravitationsvandet (frit vand) er det vand, der frit kan bevæge sig mellem jordens porer kun påvirket af tyngdekraften. Dette vand knytter sig til jordens grovporesystem og vil normalt afdrænes til grundvandsmagasinet, se figur 1. Den maksimale vandmængde, som jordmatricen kan tilbageholde under fri dræning, benævnes traditionelt markkapacitet eller residual mætning. Markkapaciteten defineres normalt svarende til pf 2 eller 100 cm vandsøjle. På figuren er markkapaciteten angivet som et interval mellem pf 1,7 og pf 2,3. Det fremgår, at indholdet af frit vand kan udgøre ca vol% (godt 50 % af porevolumet) for en sandjord og vol% (ca. 25 % af porevolumet) for en lerjord. 1 af 3

110 Figur 1 Vandindholdet i en typisk lerjord og sandjord ved forskellige tensioner samt jordvandets tilgængelighed (fra Aslyng 1968). Af figur 1 fremgår, at det plantetilgængelige vand udgør forskellen mellem vandindholdet ved markkapacitet og visnegrænsen (pf 2 minus pf 4,2). Det findes i poresystemet med porediametre på 0,2-60 μm. I en typisk sandjord er det plantetilgængelige vandindhold ca vol %, mens en lerjord indeholder hele 20 % plantetilgængeligt vand. Der findes derfor en del vand, som planter ikke kan få ud af jorden. Dette kan være vigtigt i vurderingen af afværgetiltag. Vakuum ekstraktion kan ofte få fat i noget vand som Phytoremediering ikke kan få ud af jorden. Efter en periode med høj nettonedbør eller efter tøbrud kan infiltrerende regnvand gennemfugte de øvre jordlag i såkaldte våde horisonter, der trænger ned gennem den umættede zone. Det medfører en midlertidig blokering af luftdifusionen og en midlertidig lagdeling af den umættede zone. I litteraturen er beskrevet flere måder at bestemme jordens vandindhold på; Laboratoriemetode, bestemmelse ved tørring på intakte prøver Andre laboratoriemetoder fx ved vejning ved forskellige tensioner på intakte prøver Indirekte metoder, bestemmelse ved beregninger eller modeller baseret på teksturen og vandbalancen Feltmetoder, bestemmelse ved TDR (Time Domaine Reflectometry) tensiometre, neutronmåling eller gammamåling Førstnævnte metode er den mest almindelige og vil blive anvendt i denne beskrivelse. Både de indirekte metoder og laboratoriemetoderne er behæftet med usikkerhed og følsomme over for både prøvetagningen og inhomogeniteten i jorden. 2 af 3

111 Bestemmelsen af vandindholdet i den umættede zone vil normalt blive bestemt ved laboratorie-forsøg (tørring) svarende til en kategori 1, mens de mere avancerede feltmetoder vil ligge i kategori 2 og kategori 3. Disse metoder anvendes ofte kun i meget komplekse projekter, og vil derfor ikke blive beskrevet nærmere. Litteratur Henrik Breuning Madsen og Lars Krogh Kompendium i Jordbundsgeografi. Institut for Geografi og Geologi, Københavns Universitet Geoteknisk undersøgelse og prøvning Laboratorieprøvning af jord Del 1, DS/CEN ISO/TS :2004 Dansk Geoteknisk Forening Laboratoriehåndbogen. Dgf-bulletin nr. 15 Bent Hasholt Kompendium i Hydrologi. Institut for Geografi og Geologi, Københavns Universitet Anton Thomsen og Mathias Neumann Andersen 1991 H.C. Aslyng Klima, jord og vandbalance i jordbruget. Kulturteknik I, 4. udgave. DSR forlag Forudsætninger for bestemmelse af jordens vandindhold: Bestemmelsen af vandindholdet anbefales udført på intakte jordprøver udtaget med skærpet metalring hvor volumet er nøjagtigt efter afskæring af overskydende jord. Efter udtagningen bør prøven afskærmes mod yderligere vandtab (fordampning) ved påsætning af plastiklåg eller lignende. Bemærk, at for organiske jorde er det kun vol % vand der giver mening, da vægten af jordmatrix udgør en mindre del (2-35 %) afhængig af humificeringsgraden. Kategori 1 - Bestemmelse af jordens vandindhold - analyselaboratorium Prøvetagning 1) En intakt jordprøve udtages fx ved anvendelse af Direct Push teknik 2) Prøven sikres mod fordampning fx ved påsætning af plastiklåg 3) Prøven overføres til køletaske og sendes til forarbejdning på analyselaboratorium 4) Bestemmelsen af jorden vandindhold bør foretages efter DS ) Herunder at prøven bør vejes inden for 24 timer med en nøjagtighed på ± 3 6) Prøven tørres ved 105 o C i ca. 24 timer 7) Den overføres til eksikator med silicagel til normal temperering 8) Prøven vejes igen 9) Vandindholdet beregnes Kategori 2/3 - Bestemmelse af jordens vandindhold - feltmetoder Anvendelse af feltmetoder til bestemmelse af vandindhold kan normalt udføres i kategori 2 hvis udstyret forefindes. Anvendelse af neutron- eller gammasonde ligger dog i kategori 3. Udstyret skal kalibreres inden målinger. Ved måling med tensiometer bør vandretentionskurve for jordlaget forefindes. Da det er forholdsvis sjældent, at disse metoder (udover vandretentionsforsøg) bliver udført, er der ikke udarbejdet feltskemaer til disse metoder. Et laboratorieskema til vandretentionsforsøg er medtaget. 3 af 3

112 Felt skema - Bestemmelse af vandindhold - Kategori 1 Kunde: Kunde sagsnr: Prøvetager: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Prøvebeskrivelse Identifikation af intakt prøve Prøve nr. Dybde (m.u.t.) Fugtighed Prøvetagnings udstyr Beskrivelse af prøve Tør (+) Fugtig (+) Vandmættet (+) Farve Identifikation af prøve Prøve udtaget til analyse for vandindhold (+) Prøve-ID Bemærkning:

113 Laboratorieskema til vandretentionsbestemmelse - kategori 2 Kunde: Kunde sagsnr: Prøvetager: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Dato: Vægt af prøve ved tension (g) Ring nr Volumen af ring (cm 3 ) Ring (g) Vægt af intaktprøve inkl. ring (g) Vægt af tørret prøve inkl. ring (g)

114 3.2.7 Jordens indhold af organisk materiale

115 Jordens indhold af organisk materiale Definition Det organiske materiale i jorden er rester af levende organismer, som siden afsætningen er blevet omdannet af det mikrobielle miljø i jorden. Noget af det organiske materiale består af svært omsættelige nedbrydningsprodukter, som har ligget i jorden længe. Andre stoffer er nydannede og nemmere omsættelige. En mindre del af det organiske indhold i jorden består af levende organismer. Indholdet af organisk stof er højest i de øverste jordlag (i størrelsesorden 1 %) pga. nærheden til kilden til det organiske materiale, mens indholdet i de dybereliggende lag typisk vil være lavere (i størrelsesordenen 0,1 %). Der kan dog være dybereliggende lag med højt organisk indhold, som f.eks. tørve/gytje-aflejringer. Det organiske indhold i jordprøven bestemmes i laboratoriet ved glødning med ilt og måling af vægtforandring samt produceret mængde CO 2 (ISO 10694). Man kan gennemføre mere detaljerede undersøgelser for at fastslå sammensætningen af det organiske materiale (humussyrer, fulvosyrer mm.) Indholdet af organisk materiale (TOC) opgives i mg/kg TS eller som et %-tal. Indholdet af organisk stof i jorden bestemmer jordens evne til at sorbere organiske stoffer og i nogen grad metaller. Endvidere vil indholdet af organisk stof i jorden være en vigtig parameter for dimensionering af forbrug af f.eks. oxidant til kemisk oxidation. Der kan endvidere optræde lag bestående af materiale med meget højt indhold af organisk materiale, f.eks. tørv. Dette vil være af interesse i forbindelse med vurdering af sætninger ved afvanding og evt. opvarmning. Det organiske indhold i jorden er i det følgende bestemt på 1 niveau svarende til en kategori 1 metode. Litteratur Håndbog i prøvetagning af jord og grundvand. Teknik og Administration, Nr. 3, AVJ. Organic Matter Management Soil Scientist, 2002 ( En bekvem jord: hvad betyder det og hvordan opnås det?. Dansk Jordbrugsforskning, Forskningscenter Foulum ( Uncertainty from sampling A Nordtest Handbook for Sampling Planners on Sampling Quality Assurance and Uncertainty Estimation, Nordtest Forudsætninger for bestemmelse af indhold af organisk stof: Det organiske indhold i jorden vil typisk ikke være flygtigt, og der kræves derfor ikke særlige foranstaltninger for at forhindre fordampning i forbindelse med prøvetagningen. Den væsentligste udfordring ved prøvetagning til bestemmelse af det organiske indhold i jorden vil være at sikre repræsentativitet. 1 af 4

116 Kategori 1 - Bestemmelse af indhold af organisk stof i jord ved borearbejde med snegl Princip: Skitse af borerig (fra AVJ, 2003) Ud fra planlægningen af borearbejdet, udarbejdes der en overordnet plan for prøvetagningen. Som udgangspunkt tages ved borearbejde en prøve per halve meter til karakterisering af jordlag og yderligere prøver ved lagskift. Typisk vil der ikke skulle udtages prøver til analyse af organisk stof i alle disse prøver, og det er således ikke muligt at planlægge alle detaljer i prøvetagningsplanen i forvejen. I forbindelse med udførelsen af prøvetagningen skal der udfyldes en prøvetagningsrapport, som indeholder alle oplysninger, der er væsentlige i forhold prøvetagningsopgaven og det efterfølgende analysearbejde. Det udstyr, der anvendes til prøvetagningen skal fremgå af prøvetagningsplanen og angives i prøvetagningsrapporten. Til bestemmelse af organisk stof (TOC), skal der bruges ca. 50 g prøve til hver analyse. Jordprøver til organiske analyser opbevares køl ved max. 4 ºC indtil analyse. Udførelse 1) Efter boret er kommet op af borehullet skrabes det yderste lag jordmateriale af med en ren kniv eller murerske. 2) Det vurderes hvilken type materiale der er kommet til syne, og i hvilken dybde der skal udtages punktprøve fra. 3) Jordtype tilknyttet prøvetagningsdybde samt andre væsentlige bemærkninger noteres i prøvetagningsrapporten. 4) Rilsan poser mærkes med lokalitetsnavn, boringsnummer, prøvetagningsdybde og dato. 5) Prøverne udtages med en 60 ml engangssprøjte, hvor spidsen er afskåret. 6) Sprøjtecylinderen presses ind i prøvepunktet mod centrum af sneglen. 7) Sprøjten skal mindst være fyldt til 30 ml mærket, svarende til mindst 50 g jord per prøvepunkt. 8) Prøvematerialet overføres herefter til en mærket rilsanpose ved at det presses ud i posen med sprøjtestemplet. 9) Poserne lukkes ved at folde åbningen og fastholdes med en plastikstrip. 10) Prøveposerne anbringes hurtigst muligt i en køletaske. 11) Prøverne udtages på en sådan måde at afsmitning og krydskontaminering undgås fra f.eks. handsker, hænder eller skæreredskaber. 12) Poser og engangssprøjter skal være ubrugt. 13) Efter forudgående aftale transporteres prøverne til analyselaboratoriet samme dag. 14) Ved modtagelse af analyseresultater udføres kvalitetssikring og statistisk behandling af analyseresultater. Forslag til supplement af undersøgelsen Dyberegående analyse af sammensætningen af det organiske stof med henblik på at vurdere reaktiviteten af dette stof. Anvendelse af jordprøver i forsøg til bestemmelse af f.eks.: Jordens sorptionsevne Jordens kemiske iltforbrug 2 af 4

117 Kategori 1 - Bestemmelse af indhold af organisk stof i jord ved udtagning af arealspecifikke jordprøver Princip Prøvetagningsudstyr (fra AVJ, 2003) Metoden anvendes til prøvetagning af overfladejord fra et specifikt areal. Prøverne udtages med jordspyd (karteringsspyd) eller andet håndbor. Som udgangspunkt skal der udtages 1 prøve fra dybderne 0-10 cm og cm til analyse per 200 m 2. Hver af disse prøver sammenstikkes af mindst 3 delprøver. Prøvelokaliteten opdeles i felter på 200 m 2 og placeringen af delprøvepunkterne indtegnes på skitse under hensyntagen til ledningsplaner, kloakker mm.. De skitserede punkter og dybderne anvendes til at lave en prøvetagningsplan. De planlagte placeringer af prøvetagningspunkter kan blive justeret på baggrund af de konkrete forhold på lokaliteten. Det udstyr, der anvendes til prøvetagningen skal fremgå af prøvetagningsplanen og angives i prøvetagningsrapporten. Til bestemmelse af organisk stof (TOC), skal der bruges ca. 50 g prøve fra hver dybde. Jordprøver til organiske analyser opbevares køl ved max. 4 ºC indtil analyse. Udførelse 1) Efter at jordspyddet er trukket tilbage fra borehullet skrabes forsigtigt det yderste lag jordmateriale af med en ren kniv. Græstørv fjernes ligeledes. 2) Det vurderes hvilken type jordmateriale der er prøvetaget, og om der er væsentlige bemærkninger omkring farve, spor af affald eller lignende samt i hvilken dybde det i så fald indtræder. 3) Bemærkninger vedr. karakterisering jordprofilen noteres i prøvetagningsrapporten. 4) Rilsan poser mærkes med lokalitetsnavn, boringsnummer, prøvetagningsdybde og dato. 5) Prøvematerialet fra samme dybdeinterval og fra de 3 prøvetagningspunkter sammenstikkes til en blandprøve, således at det tilsammen giver 2 blandprøver en fra hver dybdeinterval. 6) Blandprøverne homogeniseres grundigt før der udtages delprøver til TOC-analyse. 7) Delprøverne udtages fra de 2 blandprøver med en 60 ml engangssprøjte, hvor spidsen er afskåret. 8) Sprøjtecylinderen presses ned i blandprøven indtil sprøjten fyldt til 30 ml mærket, svarende til mindst 50 g jord. 9) Prøvematerialet overføres herefter til en mærket rilsanpose ved at det presses ud i posen med sprøjtestemplet. 10) Poserne lukkes ved at folde åbningen og fastholdes med en plastikstrip. 11) Prøveposerne anbringes hurtigst muligt i en køletaske. 12) Prøverne udtages på en sådan måde at afsmitning og krydskontaminering undgås fra f.eks. handsker, hænder eller skæreredskaber. 13) Poser og engangssprøjter skal være ubrugt. 14) Efter forudgående aftale transporteres prøverne til analyselaboratoriet samme dag. 15) Ved modtagelse af analyseresultater udføres kvalitetssikring og statistisk behandling af analyseresultater. Forslag til supplement af undersøgelsen Dyberegående analyse af sammensætningen af det organiske stof med henblik på at vurdere reaktiviteten af dette stof. Anvendelse af jordprøver i forsøg til bestemmelse af f.eks.: Jordens sorptionsevne Jordens kemiske iltforbrug 3 af 4

118 Kategori 1 - Bestemmelse af indhold af organisk stof i jord ved prøvetagning fra bunke eller mile Princip Prøvetagningsudstyr (fra AVJ, 2003) Det antages som udgangspunkt, at der er tale om prøvetagning af jord, som skal håndteres. Den samlede jordmængde estimeres og der planlægges udtagning af det prøveantal, som er tilstrækkeligt til at opfylde kravene til håndtering af jorden (som udgangspunkt én analyse per 30 tons). Hver af disse prøver sammenstikkes af minimum fem delprøver. På denne baggrund udarbejdes en prøvetagningsplan. Det udstyr, der anvendes til prøvetagningen afhænger af jordmaterialets beskaffenhed. Det anvendte udstyr skal fremgå af prøvetagningsplanen og angives i prøvetagningsrapporten. Prøvetagning 1) Der udtages mindst 5 delprøver à 0,2 kg per 30 tons jord. Delprøverne udtages med håndboregrej eller jordspyd. 2) Delprøverne stikkes sammen i en metalspand med låg 3) Prøven hjemtages og tørres ved stuetemperatur og sigtes efterfølgende gennem en 2 mm sigte. 4) Frasorteret materialetyper noteres i prøvetagningsrapporten 5) Den gennemsigtet prøvefraktion homogeniseres efterfølgende grundigt ved rystning i en metalspand 6) Herefter udtages en repræsentativ delprøve i rilsanpose på ca. 50 g jord til analyse. 7) Rilsan poser mærkes med lokalitetsnavn, prøvetagningsparti, og dato 8) Poserne lukkes ved at folde åbningen og fastholdes med en plastikstrip. 9) Efter forudgående aftale transporteres prøverne til analyselaboratoriet samme dag. 10) Ved modtagelse af analyseresultater udføres kvalitetssikring og statistisk behandling af analyseresultater Forslag til supplement af undersøgelsen Dyberegående analyse af sammensætningen af det organiske stof med henblik på at vurdere reaktiviteten af dette stof. Anvendelse af jordprøver i forsøg til bestemmelse af f.eks.: Jordens sorptionsevne Jordens kemiske iltforbrug 4 af 4

119 Prøvetagningsrapport - Indhold af organisk materiale i jord - Kategori 1 1 af 1 Snegleboring Kunde: Prøvetager: Dato: Lokalitet: Firma: Sagsnr: Identifikation af prøvested Beskrivelse af prøve Identifikation af prøve Boring nr. Dybde (m.u.t.) Prøvetagnings udstyr Prøvebeskrivelse Tør (+) Fugtig (+) Vandmættet (+) Farve Prøve udtaget til analyse (+) Prøve-ID Kommentar Bemærkninger:

120 Prøvetagningsrapport- Indhold af organisk materiale i jord - Kategori 1 1 af 1 Arealprøver Kunde: Prøvetager: Dato: Lokalitet: Firma: Sagsnr: Skitse over placering af arealspecifikke prøvepunkter: Identifikation af prøvepunkt og dybde Beskrivelse af prøve Identifikation af prøve Boring nr. Dybde (m.u.t.) Prøvetagnings udstyr Prøvemængde udtaget Prøvebeskrivelse Tør (+) Fugtig (+) Vandmættet (+) Farve Prøve udtaget til analyse (+) Prøve-ID Kommentar Fremstilling af blandprøve til analyse Blandprøve Dybde Prøvetagning udstyr Prøvemængde udtaget Dato for prøveforsendelse Bemærkninger:

121 Prøvetagningsrapport - indhold af organisk materiale i jord - kategori 1 Jordbunker /miler 1 af 1 Kunde: Lokalitet: Sagsnavn: Firma: Sagsnr.: Prøvetager: dato: Formål med prøvetagning: Jordtype: Prøvningsparti i tons: Dimensioner i m (H x B x L) Kundens prøvemærkning Jordparti anvist af: Udstyr og andre hjælpemidler anvendt i forbindelse med prøvetagningen: Antal og størrelse på delprøver som er udtaget: Vægt på primærprøve (kg) Forbehandling Frasorteret materialetype: Vægt på sekundær delprøve (kg): Emballering af prøve Dato for prøveforsendelse Bemærkninger:

122 3.2.8 Jordens styrke

123 Jordens styrke Definition af jordens styrke Jordens styrke er evnen til at modstå forskydning i jordskelettet fremkaldt af en ydre påvirkning. De Danske jordarter (udenfor Bornholm) kan deles op i to hovedgrupper. De sandede jordarter benævnt som friktionsjord og de lerede jordarter benævnt som kohæsionjord. Friktionsjord defineres som aflejringer med et plasticitetsindeks mindre end 4 % et lerindhold (kornstørrelsen under 0,002 mm) mindre end 10 % Kohæsionsjord defineres som aflejringer med plasticitetsindeks større end 7 á 10 % og lerindhold større end 15 á 20 %. Overgangsjord beliggende mellem ovennævnte plasticitetsindeks og lerindhold. Til bestemmelse af jordens styrkeparametre udføres en geoteknisk undersøgelse. Den mest simple bestemmelse af styrken i kohæsionsjord er anvendelse af vingeforsøg og i friktionsjords ved anvendelse af forskellige ramme- og tryksonderinger. Styrkeparametrene kan også bestemmes ved avancerede laboratorieanalyser, men vil normalt kun ske når der skal foretages en bestemmelse af langtidsstyrkerne. Det kræver skærpet opmærksomhed ved fedt ler og styrkeparametre, der er faldende med dybden. På grundlag af felt- og laboratorieforsøgene fremkommer der styrkeparametre, hvoraf der på grundlag af teori, korrelation eller empiri bestemmes udledte parametre, hvorefter der ved et forsigtigt skøn kan fastlægges karakteristiske styrkeparametre. EN1997 1, Eurocode 7 generelle regler angiver 3 funderingskategorier til fastlæggelse af geotekniske dimensioneringskrav og disse 3 kategorier vil være hensigtsmæssig at anvende ved de 3 forskellige motodebeskrivelser, der er bestemt i de efterfølgende afsnit. Metodebeskrivelse kategori 1, svare til geoteknisk kategori 1 og omfatter små og simple konstruktioner og udgravninger over grundvandsspejlet og med ubetydelig risiko for skader på mennesker og værdier. Metodebeskrivelse kategori 2, svare til geoteknisk kategori 2 og omfatter sædvanlige konstruktionstyper og udgravninger i begrænset dybde under grundvandsspejlet, udgravninger med støttede konstruktioner og udgravninger nær konstruktive anlæg. Metodebeskrivelse kategori 3, svare til geoteknisk kategori både 2 og 3 og omfatter konstruktioner og udgravninger udover ovennævnte kategorier, samt særlig store og usædvanlige konstruktioner, udgravninger og strømmende grundvand, hvor der er risiko for stabilitetsbrud eller vedvarende jordbevægelser, som kræver særlige tiltag og foranstaltninger. Til bestemmelse af jordens styrke anvendes der i kohæsionjord den udrænede forskydningsstyrke, c u, i korttidstilstand og den effektive kohæsion, c, og den effektive friktionsvinkel, φ, i langtidstilstand. I friktionsjord anvendes den plane friktionsvinkel, φ pl. Litteratur - Referenceblade EN1997-1, Eurocode 7, del 1. Generelle regler. EN1997-1, DK NA. Dansk Nationale Anneks. DGF Bulletin 1. Vejledning i Ingeniørgeologisk prøvebeskrivelse. DGF Bulletin 5. Markundersøgelsesmetoder mekaniske. DGF Bulletin 7. Correlation of CPT and Field Vane for Clay Tills. DGF Bulletin 14. Felthåndbogen. DGF Referenceblad 1. Referenceblad for vingeforsøg. DGF Referenceblad 2. Referenceblad for geotekniske profiler. 1 af 16

124 DGF Referenceblad 3. Referenceblad for SPT forsøg. SBI anvisning nr Fundering af mindre bygninger. Forudsætninger for bestemmelse af jordens styrke: Aflejringstype: På grundlag af en geologisk beskrivelse af jorden kan denne klassificeres som friktions- eller kohæsionsjord. For overgangsjord kan det blive aktuelt at behandle dette både som friktions- og kohæsionsjord. Udstyrets kalibrering: Det skal sikres, at udstyret overholder de mål og retningslinierne over holdes i henhold til vedlagte DGFreferenceblade for vingeforsøg og SPT - forsøg. Normer: EN1997-1, Eurocode 7, del 1. Generelle regler. EN1997-1, DK NA. Dansk Nationale Anneks. EN1997-2, Eurocode 7, del 2. Jordbundsundersøgelser og prøvning. 2 af 16

125 Kategori 1 - Bestemmelse jordens styrke Princip: For små konstruktioner kan jordens styrke evt. baseres på kvalificeret bedømmelse af styrken ud fra den geologiske bedømmelse, men kan også baseres på egentlige geotekniske feltforsøg. Bestemmelse af jordens styrke ved vingeforsøg og rammesonderinger i enkelte boringer eller gravninger. Forsøgene kan udføres i forureningsboringerne, men kræver at feltmandskabet har erfaring med udførelse af geotekniske feltforsøg. Vingeforsøg: Ved forsøg måles jorden in situ vingestyrke, der normalt er et udtryk for jordens udrænede forskydningsstyrke. Vingeforsøget er en vejledende måling. Forsøget gælder ikke for sprækket ler. Vingeforsøg er en væsentlig måling i ler- og siltaflejringer. Der udføres mindst ét forsøg pr. meter. Ved håndvingeforsøg dog pr. 0, 2 m dybde. Dybdevinge: Der anvendes fire standardiserede vingestørrelser, betegnet V4, V5, V7,5 og V9,2. Tallet angiver vingens diameter i cm. Vingernes mål fremgår af nedenstående skitse. Vingeforsøget udføres med en momentarm på 30 cm, og kraften måles på et 50 kg kraftur. Opstillingen er vist i nedenstående principskitser. Håndvinge: Håndvingeforsøg anvendes især ved kontrol af fundamentsudgravninger i ler. Håndvingeforsøg kan anvendes i forbindelse med boringer, oftest i de øverste 2-3 m under terræn (omfang skal fremgå af boreinstruks). Der anvendes to standardiserede vingestørrelser, betegnet vinge 3,3, diameter 3,3 cm, også betegnet som vinge A og vinge 4,8, diameter 4,8 cm, også betegnet som vinge B. Vingeforsøget udføres med en momentarm på mindst 16 cm, og kraften måles på en 25 kg vægt. Opstillingen er vist i nedenstående principskitse. Rammeforsøg: Rammesondering er en dynamisk sonderingsmetode, som kan anvendes direkte fra terræn. Den følgende beskrivelse dækker sonderingsmetoden, som er standardiseret i den tyske norm DIN 4094, hvor den betegnes LRS 5 let rammesonde. Ved let rammesonde anvendes en sonderingsspids på 25 mm, 10 kg faldlod og 0,50 m i faldhøjde. Med forhåndskendskab til jordbundsforholdene vil rammesonderinger ofte kunne identificere lagserier. I sand anvendes metoden til vurdering af den relative lejringstæthed. Principskitser: Vinge: d = vingens diameter h = vingens højde r = vingebladets afrundingsradius t = vingebladets tykkelse d 1 = vingestangens diameter d 2 = friktionsringens diameter Vingedimensioner 3 af 16

126 Dybdevinge: Vinger h (cm) d (cm) r (cm) t (cm) M (cm 3 ) K for A=30 cm V4 8,0 4,0 1,00 0,3 209,7 14,30 V5 10,0 5,0 1,25 0, ,32 V7,5 15,0 7,5 1,88 0, ,17 V9,2 35,0 9,2 2,30 0, ,63 Opstilling dybdevinge Håndvinge: Vinge V3,3 (A) V4,8 (B) h (cm) d (cm) r (cm) t (cm) M (cm 3 ) K for A=16 cm 6,6 3,3 0,80 0,25 118,2 13,32 9,6 4,8 1,20 0,25 362,4 4,32 Dimensioner af håndvinger Opstilling håndvinge Udførelse: Vingeforsøg: Inden vingeforsøget udføres, skal det kontrolleres, at vingebladet ikke er beskadiget. I det oprensede borehul presses eller rammes vingen ned (forsigtigt og uden omdrejning), indtil vingebladets nederste punkt er mindst 20 cm under boringens bund. For vinge V7,5 og V9,2 kræves der større dybde, som angivet i boreinstruks. Drejning af håndtaget skal foretages med en støt og vedvarende kraft med maksimal omdrejningshastighed på en omdrejning pr. minut. Den målte maksimale kraft og vingestørrelse angives på borejournalen tillige med dybden under terræn til vingens dybeste punkt. 4 af 16

127 Ved valget af vingestørrelse skal det tilstræbes, at aflæsning på vægten/krafturet ligger så tæt på maksimum som muligt, idet dette forøger målesikkerheden. Efter udførelsen af det intakte vingeforsøg gentages forsøget, idet vingen forinden drejes 10 hele omgange. Den målte kraft ved det omrørte forsøg angives ligeledes på borejournalen. Ovenstående procedure kan gentages (måling af intakte og omrørte værdier) i en større (mindst 20 cm for håndvinge og mindst 40 cm for dybdevinge) dybde ved forsigtigt at presse (eller ramme) vingen til denne dybde. I forbindelse med udførelsen af forsøget skal man være opmærksom på eventuel ujævn omdrejning af vingen, f.eks. forårsaget af sten eller lignende. Ved vingeforsøg i bløde jordarter skal vingen hindres i at synke ved ophængning i en friktionssvag svirvel. Rammeforsøg: Inden sonderingen påbegyndes, kontrollers det, at spidsen ikke er slidt. Sonderinger i sand- og gruslag slider på spidsen, som skal udskiftes, når den bliver afrundet. Ved starten af forsøget er det vigtigt at holde de første stænger i vertikal position. Forsøget udføres kontinuerligt uden stop (kun påsætning af ekstra stænger) ved manuelt at lade faldloddet frit falde 50 cm ned på rammehovedet. Antallet af slag pr. 20 cm nedsynkning registreres. Hvis antallet af slag overstiger 100 pr. 20 cm nedsynkning, eller hvis der forekommer markant tilbageslag på grund af sten eller lignende, bør sonderingen indstilles, og et nyt forsøg kan eventuelt foretages tæt ved. Med mindre andet er krævet, kan sonderingen afsluttes, nå antallet af slag pr. 20 cm nedsynkning er voksende og større end 70 på sidste tre 20 cm-tællinger. Efter afsluttet forsøg trækkes stængerne op ved brug af manuel optrækker. Når let rammesonde anvendes i forbindelse med boringer foretages nedramning af de øverste 2-3 m fra terræn. Rammesonderingen i borehullet rammes 1 m af gangen. Resultaterne af forsøgene noteres på borejournalen. Data, databehandling og rapportering: Resultatet af vingeforsøgene angives på særlig journal eller borejournalen. Der skal som minimum anføres følgende: vingestørrelse/type dybde under terræn til vingens dybeste punkt maksimal kraft ved intakt forsøg maksimal kraft ved omrørt forsøg eventuelle bemærkninger (ujævnt forløb f.eks. på grund af sand/grus eller sten) Resultatet af sonderingerne angives borejournal eller sonderingsjournal. Der skal minimum anføres følgende antal slag pr. hver 20 cm nedsynkning i tilfælde af pludselig stor rammemodstand og dermed stop angives den registrerede nedsynkning på sidste tællingsløb øvrige observationer, som kan være af betydning, f.eks. formodet gennemramning af sten og iagttagelse af silt eller ler på sonderingsspidsen efter endt forsøg Resultaterne af ovenstående sammenholdes med resultaterne af den geologiske bedømmelse af jorden og bestemmelse af naturligt vandindhold og på dette grundlag udarbejdes der en geoteknisk rapport eller geoteknisk notat, hvor karakteristiske styrkeparametre oplyses. 5 af 16

128 6 af 16

129 Håndvingeforsøg Sagsnr.: Sagsnavn: Dato: Init.: Beregn.: af Kontrol: af: Forsøg nr. Dybde (m) Kote (m) Vinge nr. Kraft (kg) Forskydningsst. (kn/m²) Bemærkninger (jordart m.v.) Intakt Omrørt Intakt cv Omrørt cvr 7 af 16

130 8 af 16

131 Kategori 2 - Bestemmelse af jordens styrke Princip: I metodekategori 2 er der forudsat begrænsede midler til forundersøgelser og anvendelse af traditionelle geotekniske undersøgelsesmetoder. Bestemmelse af jordens styrke ved vingeforsøg og SPT- sonderinger i boringer udført med en indbyrdes afstand af m. Jordens styrke bestemmelse i korttidstilstand og fastlægges i langtidstilstand ved en kvalificeret vurdering. Forsøgene kan udføres i forureningsboringer, men de geotekniske undersøgelser skal udføres af erfarne geotekniske firmaer. Vingeforsøg: Ved forsøg måles jorden in situ vingestyrke, der normalt er et udtryk for jordens udrænede forskydningsstyrke. Vingeforsøget er en vejledende måling. Forsøget gælder ikke for sprækket ler. Vingeforsøg er en væsentlig måling i ler- og siltaflejringer. Der udføres mindst ét forsøg pr. meter. Ved håndvingeforsøg dog pr. 0, 2 m dybde. Dybdevinge: Der anvendes fire standardiserede vingestørrelser, betegnet V4, V5, V7,5 og V9,2. Tallet angiver vingens diameter i cm. Vingernes mål fremgår af nedenstående skitse. Vingeforsøget udføres med en momentarm på 30 cm, og kraften måles på et 50 kg kraftur. Opstillingen er vist i nedenstående principskitser. Håndvinge: Håndvingeforsøg anvendes især ved kontrol af fundamentsudgravninger i ler. Håndvingeforsøg kan anvendes i forbindelse med boringer, oftest i de øverste 2-3 m under terræn (omfang skal fremgå af boreinstruks). Der anvendes to standardiserede vingestørrelser, betegnet vinge 3,3, diameter 3,3 cm, også betegnet som vinge A og vinge 4,8, diameter 4,8 cm, også betegnet som vinge B. Vingeforsøget udføres med en momentarm på mindst 16 cm, og kraften måles på en 25 kg vægt. Opstillingen er vist i nedenstående principskitse Vingeforsøg udføres som dybdevingeforsøg, men håndvinge kan anvendes i de øverste 3 til 5 m. SPT sondering: SPT-forsøg (Standard Penetration Test) udføres normalt i forbindelse med geotekniske boringer og har gennem mange år været meget brugt internationalt. Forsøget er specielt velegnet i sandaflejringer til en vejledende vurdering af sandets lejringstæthed. Der udføres normalt et SPT-forsøg pr. meter. 9 af 16

132 SPT - forsøg Principskitser: Vinge: Se under kategori 1 Dybdevinge: Se under kategori 1 Håndvinge: Se under kategori 1 Opstilling SPT forsøg SPT spids Udførelse: Vingeforsøg: Inden vingeforsøget udføres, skal det kontrolleres, at vingebladet ikke er beskadiget. I det oprensede borehul presses eller rammes vingen ned (forsigtigt og uden omdrejning), indtil vingebladets nederste punkt er mindst 20 cm under boringens bund. For vinge V7,5 og V9,2 kræves der større dybde, som angivet i boreinstruks. Drejning af håndtaget skal foretages med en støt og vedvarende kraft med maksimal omdrejningshastighed på en omdrejning pr. minut. Den målte maksimale kraft og vingestørrelse angives på borejournalen tillige med dybden under terræn til vingens dybeste punkt. Ved valget af vingestørrelse skal det tilstræbes, at aflæsning på krafturet ligger så tæt på maksimum som muligt, idet dette forøger målesikkerheden. 10 af 16

133 Efter udførelsen af det intakte vingeforsøg gentages forsøget, idet vingen forinden drejes 10 hele omgange. Den målte kraft ved det omrørte forsøg angives ligeledes på borejournalen. Ovenstående procedure kan gentages (måling af intakte og omrørte værdier) i en større (mindst 20 cm for håndvinge og mindst 40 cm for dybdevinge) dybde ved forsigtigt at presse (eller ramme) vingen til denne dybde. I forbindelse med udførelsen af forsøget skal man være opmærksom på eventuel ujævn omdrejning af vingen, f.eks. forårsaget af sten eller lignende. Ved vingeforsøg i bløde jordarter skal vingen hindres i at synke ved ophængning i en friktionssvag svirvel. SPT-forsøg: Før nedføring af SPT-sonden i borehullet skal denne rengøres effektivt. Det skal specielt sikres, at hullerne i toppen af sonden ikke er tilstoppede således, at der ikke opstår luftovertryk i røret under udførelse af forsøget. Under grundvandet udføres boringen med foring. Før udførelse af hvert SPT-forsøg skal borehullet omhyggeligt oprenses for nedfaldne materialer. Boreudstyret og oprensningsmaterialet skal være udformet således, at bunden af borehullet forbliver intakt. Når forsøget udføres under grundvandsspejlet skal foringsrøret løbende efterfyldes med vand således, at vandtrykket i boringen ved dennes bund er mindst lige så stort som vandtrykket i den omliggende formation. Efter nedføring af sonden i borehullet og påsætning af rammeanordning skal denne rammes til ca. 15 cm under bunden (inklusiv nedsynkning ved prøveudstyrets egenvægt). Det nødvendige antal slag med rammeudstyret for at opnå 15 cm s nedsynkning skal noteres (2 x 7,5 cm). Herefter skal sonden rammes yderligere 30 cm dybere, og antallet af ramslag skal noteres for hver 7,5 cm s nedsynkning. Det totale antal slag, der er nødvendig for de 30 cm nedsynkning, er defineret som SPT-værdien (N). Ramningen skal være jævn uden pauser og med en rammehastighed, der ikke overstiger 30 slag pr. minut. Hvis de 30 cm s nedsynkning ikke er opnået efter 50 slag, standes forsøget, og den faktiske nedsynkning noteres. Det skal sikres, at mægleren under hele forsøget fastholdes i en lodret position, og at faldhammeren kan glide friktionsløst på denne. Efter optagning af SPT-sonden udtages en omrørt jordprøve fra de nederste 30 cm af røret. Prøven beskrives visuelt og placeres i lufttæt prøvebeholder. Hvis der i de nederste 30 cm af røret træffes flere jordtyper, beskrives lagserien, og der udtages prøver af hvert lag. Såfremt borehullet er dybere end ca. 15 m, skal stængerne forsynes med et styr for hver anden meter til hindring af vandret udbøjning. Data, databehandling og rapportering: Resultatet af vingeforsøgene angives på særlig journal eller borejournalen. Der skal som minimum anføres følgende: vingestørrelse/type dybde under terræn til vingens dybeste punkt maksimal kraft ved intakt forsøg 11 af 16

134 maksimal kraft ved omrørt forsøg eventuelle bemærkninger (ujævnt forløb f.eks. på grund af sand/grus eller sten) Resultatet af SPT-forsøget angives på borejournalen med oplysning om antal slag for hver af de 7,5 cm s nedsynkning dybdeinterval for de totale 45 cm nedsynkning antal slag og tilhørende nedsynkning i tilfælde af stop inden fuld dybde Resultaterne af ovenstående sammenholdes med resultaterne af den geologiske bedømmelse af jorden og bestemmelse af naturligt vandindhold og på dette grundlag udarbejdes der en geoteknisk rapport eller geoteknisk notat, hvor karakteristiske styrkeparametre oplyses. Borejournal, håndvingeskema og boreprofil, se under kategori af 16

135 Kategori 3 - Bestemmelse af jordens styrke Princip: Bestemmelse af jordens styrke ved vingeforsøg og SPT - sonderinger i boringer udført med en indbyrdes afstand af maksimalt 30 m, evt. suppleret med CPT- tryksonderinger. Der kan suppleres med avancerede feltforsøg og laboratorieanalyser, f.eks. belastningsforsøg, modelforsøg, konsoliderings-, triaxial- og trykforsøg. Omfanget af felt- og laboratorieforsøg fastlægges af geotekniker. Der er specielt i geoteknisk kategori 3, at der udvides med avancerede feltforsøg og laboratorieanalyser. Jordens styrke bestemmelse i korttidstilstand og langtidstilstand. Nogle af forsøgene kan udføres i forureningsboringer, men de geotekniske undersøgelser skal udføres af geotekniske firmaer med stor erfaring med komplekse bygge- og anlægsopgaver. Vingeforsøg: Ved forsøg måles jorden in situ vingestyrke, der normalt er et udtryk for jordens udrænede forskydningsstyrke. Vingeforsøget er en vejledende måling. Forsøget gælder ikke for sprækket ler. Vingeforsøg er en væsentlig måling i ler- og siltaflejringer. Der udføres mindst ét forsøg pr. meter. Ved håndvingeforsøg dog pr. 0, 2 m dybde. Dybdevinge: Der anvendes fire standardiserede vingestørrelser, betegnet V4, V5, V7,5 og V9,2. Tallet angiver vingens diameter i cm. Vingernes mål fremgår af nedenstående skitse. Vingeforsøget udføres med en momentarm på 30 cm, og kraften måles på et 50 kg kraftur. Opstillingen er vist i nedenstående principskitser. Håndvinge: Håndvingeforsøg anvendes især ved kontrol af fundamentsudgravninger i ler. Håndvingeforsøg kan anvendes i forbindelse med boringer, oftest i de øverste 2-3 m under terræn (omfang skal fremgå af boreinstruks). Der anvendes to standardiserede vingestørrelser, betegnet vinge 3,3, diameter 3,3 cm, også betegnet som vinge A og vinge 4,8, diameter 4,8 cm, også betegnet som vinge B. Vingeforsøget udføres med en momentarm på mindst 16 cm, og kraften måles på en 25 kg vægt. Opstillingen er vist i nedenstående principskitse Vingeforsøg udføres som dybdevingeforsøg. SPT sondering: SPT-forsøg (Standard Penetration Test) udføres normalt i forbindelse med geotekniske boringer og har gennem mange år været meget brugt internationalt. Forsøget er specielt velegnet i sandaflejringer til en vejledende vurdering af sandets lejringstæthed. Der udføres normalt et SPT-forsøg pr. meter. CPT tryksonderinger: CPT står for Cone Penetration Test eller tryksondering på dansk. Ved tryksonderingen bestemmes spids- og overflademodstanden på de gennempressede lag. CPT tryksonderinger udføres typisk for at bestemme jordens styrkeparametre og stratigrafien i et større område ved kalibrering med lagfølgeboringer. CPT tryksonderinger giver en meget præcis fastlæggelse af laggrænser, idet der sker en registering af poretryk, spids- og overflademodstanden pr. få cm. 13 af 16

136 CPT udføres fra terræn og til den ønskede dybde. Konsolidering-, triaxial- og trykforsøg: Vil ikke blive beskrevet nærmere, men omfatter geotekniske laboratorieanalyser på udtagne intakte jordprøver. Journaler Principskitser: Vinge: Se under kategori 1 Dybdevinge: Se under kategori 1 SPT - forsøg Se under kategori 2 CPT forsøg CPT profil med lagfølgeboring CPT spidser Snit af CPT - spids 14 af 16

137 Udførelse: Vingeforsøg: Inden vingeforsøget udføres, skal det kontrolleres, at vingebladet ikke er beskadiget. I det oprensede borehul presses eller rammes vingen ned (forsigtigt og uden omdrejning), indtil vingebladets nederste punkt er mindst 20 cm under boringens bund. For vinge V7,5 og V9,2 kræves der større dybde, som angivet i boreinstruks. Drejning af håndtaget skal foretages med en støt og vedvarende kraft med maksimal omdrejningshastighed på en omdrejning pr. minut. Den målte maksimale kraft og vingestørrelse angives på borejournalen tillige med dybden under terræn til vingens dybeste punkt. Ved valget af vingestørrelse skal det tilstræbes, at aflæsning på krafturet ligger så tæt på maksimum som muligt, idet dette forøger målesikkerheden. Efter udførelsen af det intakte vingeforsøg gentages forsøget, idet vingen forinden drejes 10 hele omgange. Den målte kraft ved det omrørte forsøg angives ligeledes på borejournalen. Ovenstående procedure kan gentages (måling af intakte og omrørte værdier) i en større (mindst 20 cm for håndvinge og mindst 40 cm for dybdevinge) dybde ved forsigtigt at presse (eller ramme) vingen til denne dybde. I forbindelse med udførelsen af forsøget skal man være opmærksom på eventuel ujævn omdrejning af vingen, f.eks. forårsaget af sten eller lignende. Ved vingeforsøg i bløde jordarter skal vingen hindres i at synke ved ophængning i en friktionssvag svirvel. SPT-forsøg: Før nedføring af SPT-sonden i borehullet skal denne rengøres effektivt. Det skal specielt sikres, at hullerne i toppen af sonden ikke er tilstoppede således, at der ikke opstår luftovertryk i røret under udførelse af forsøget. Før udførelse af hvert SPT-forsøg skal borehullet omhyggeligt oprenses for nedfaldne materialer. Boreudstyret og oprensningsmaterialet skal være udformet således, at bunden af borehullet forbliver intakt. Når forsøget udføres under grundvandsspejlet skal foringsrøret løbende efterfyldes med vand således, at vandtrykket i boringen ved dennes bund er mindst lige så stort som vandtrykket i den omliggende formation. Efter nedføring af sonden i borehullet og påsætning af rammeanordning skal denne rammes til ca. 15 cm under bunden (inklusiv nedsynkning ved prøveudstyrets egenvægt). Det nødvendige antal slag med rammeudstyret for at opnå 15 cm s nedsynkning skal noteres (2 x 7,5 cm). Herefter skal sonden rammes yderligere 30 cm dybere, og antallet af ramslag skal noteres for hver 7,5 cm s nedsynkning. Det totale antal slag, der er nødvendig for de 30 cm nedsynkning, er defineret som SPT-værdien (N). Ramningen skal være jævn uden pauser og med en rammehastighed, der ikke overstiger 30 slag pr. minut. Hvis de 30 cm s nedsynkning ikke er opnået efter 50 slag, standes forsøget, og den faktiske nedsynkning noteres. Det skal sikres, at mægleren under hele forsøget fastholdes i en lodret position, og at faldhammeren kan glide friktionsløst på denne. 15 af 16

138 Efter optagning af SPT-sonden udtages en omrørt jordprøve fra de nederste 30 cm af røret. Prøven beskrives visuelt og placeres i lufttæt prøvebeholder. Hvis der i de nederste 30 cm af røret træffes flere jordtyper, beskrives lagserien, og der udtages prøver af hvert lag. Såfremt borehullet er dybere end ca. 15 m, skal stængerne forsynes med et styr for hver anden meter til hindring af vandret udbøjning. CPT tryksondering: Inden CPT sonderingen iværksættes skal det sikres, at spidsen ikke er slidt. CPT sonderingen udføres under kontinuert nedpresning med borebil eller lignende som modhold. Nedpresningen sker med en hastighed på 20 mm/s. Under nedpresningen måles spidsmodstanden, q c, kappemodstanden, f s, og poretrykket, u. Efterhånden som sonden pressen ned monteres nye stænger. Alle data registreres digitalt i datalogger og computer. Der findes udstyr med ledninger trukket gennem de monterede stænger, således at der løbende gives data til loggeren og computeren og der findes udstyr, som gemmer data i spidsen, som kan overføres til computeren, efter sonderingens afslutning når spidsen er trukket op og de nyeste udstyr anvender trådløs dataoverførelse. Tryksonderingen afbrydes, hvis hindringer i jorden bevirker at sonden udsættes for et defineret maksimaltryk. Der findes udstyr til CPT sonderingen som kan anvendes til miljøundersøgelser til måling og prøvetagning af porevand og poreluft. Data, databehandling og rapportering: Resultatet af vingeforsøgene angives på særlig journal eller borejournalen. Der skal som minimum anføres følgende: vingestørrelse/type dybde under terræn til vingens dybeste punkt maksimal kraft ved intakt forsøg maksimal kraft ved omrørt forsøg eventuelle bemærkninger (ujævnt forløb f.eks. på grund af sand/grus eller sten) Resultatet af SPT-forsøget angives på borejournalen med oplysning om antal slag for hver af de 7,5 cm s nedsynkning dybdeinterval for de totale 45 cm nedsynkning antal slag og tilhørende nedsynkning i tilfælde af stop inden fuld dybde Resultatet af CPT tryksonderingerne angives digitalt. Der optegnes CPT profil og/eller boreprofil, hvor spidsmodstand, q c, kappemodstanden, f s og poretrykket, u, angives. Resultaterne af ovenstående sammenholdes med resultaterne af den geologiske bedømmelse af jorden og bestemmelse af naturligt vandindhold og på dette grundlag udarbejdes der en geoteknisk rapport eller geoteknisk notat, hvor karakteristiske styrkeparametre oplyses. Borejournal, håndvingeskema og boreprofil, se under kategori af 16

139 Filter Prøver og lag Jordartsbeskrivelse Filter Sand Bentonit Prøve nr. Prøve Dybde m 0 Laggrænse Hovedbestanddel m.m. Farve Dybde m 0 Vinge nr./ Rammesonde kg/slag/0,2 m c v / RS / SPT kg c vr Metode Snegl / spand fræser / kop 0,2 0,2 0,4 0,4 0,6 0,6 0,8 0, ,2 1,2 1,4 1,4 1,6 1,6 1,8 1, ,2 2,2 2,4 2,4 2,6 2,6 2,8 2, ,2 3,2 3,4 3,4 3,6 3,6 3,8 3, ,2 4,2 4,4 4,4 4,6 4,6 4,8 4, ,2 5,2 5,4 5,4 5,6 5,6 5,8 5,8 6 Bemærkninger: VSP før filtersætning mut. SAG Tidspunkt VSP efter filtersætning mut.; Sagsnummer: Boring: Tidspunkt Pejlerør over terræn Filter dia: m Type: Bil: Dato: Udført af: Side: 1 af Koordinater: EUREF 89, UTM 32 Boredimension tommer E: _. _ Forerør: Ja Nej KOTE: m: Rel /DNN/DVR90 N: _. _. _ Z: _, _ 6 Firma Borejournal 0 Rev

140 Filter Prøver og lag Jordartsbeskrivelse Filter Sand Bentonit Prøve nr. Prøve Dybde m Laggrænse Hovedbestanddel m.m. Farve 6 6 Dybde m Vinge nr./ Rammesonde kg/slag/0,2 m c v / RS / SPT kg c vr Metode Snegl / spand fræser / kop 6,2 6,2 6,4 6,4 6,6 6,6 6,8 6, ,2 7,2 7,4 7,4 7,6 7,6 7,8 7, ,2 8,2 8,4 8,4 8,6 8,6 8,8 8, ,2 9,2 9,4 9,4 9,6 9,6 9,8 9, ,2 10,2 10,4 10,4 10,6 10,6 10,8 10, ,2 11,2 11,4 11,4 11,6 11,6 11,8 11, Bemærkninger: VSP før filtersætning mut. SAG Tidspunkt VSP efter filtersætning mut.; Sagsnummer: Boring: Tidspunkt Pejlerør over terræn m Bil: Dato: Udført af: Side: Filter dia: Type: 0 Koordinater: EUREF 89, UTM 32 Boredimension tommer E: _. _ Firma KOTE: N: _. _. _ Forerør: Ja Nej Borejournal Z: _, _ m: Rel /DNN/DVR90 Rev

141 Håndvingeforsøg Sagsnr.: Sagsnavn: Dato: Init.: Beregn.: Dato af Forsøg Dybde Vinge Kontrol: af: Kote Kraft (kg) Forskydningsst. (kn/m²) Bemærkninger (jordart m.v.) nr. (m) (m) nr. Intakt Omrørt Intakt Omrørt cv cvr

142 Filter Prøver og lag Jordartsbeskrivelse Filter Sand Bentonit Prøve nr. Prøve Dybde m 0 Laggrænse Hovedbestanddel m.m. Farve Dybde m 0 Vinge nr./ Rammesonde kg/slag/0,2 m c v / RS / SPT kg c vr Metode Snegl / spand fræser / kop 0,2 0,2 0,4 0,4 0,6 0,6 0,8 0, ,2 1,2 1,4 1,4 1,6 1,6 1,8 1, ,2 2,2 2,4 2,4 2,6 2,6 2,8 2, ,2 3,2 3,4 3,4 3,6 3,6 3,8 3, ,2 4,2 4,4 4,4 4,6 4,6 4,8 4, ,2 5,2 5,4 5,4 5,6 5,6 5,8 5,8 6 Bemærkninger: VSP før filtersætning mut. SAG Tidspunkt VSP efter filtersætning mut.; Sagsnummer: Boring: Tidspunkt Pejlerør over terræn Filter dia: m Type: Bil: Dato: Udført af: Side: 1 af Koordinater: EUREF 89, UTM 32 Boredimension tommer E: _. _ Forerør: Ja Nej KOTE: m: Rel /DNN/DVR90 N: _. _. _ Z: _, _ 6 Firma Borejournal 0 Rev

143 Filter Prøver og lag Jordartsbeskrivelse Filter Sand Bentonit Prøve nr. Prøve Dybde m Laggrænse Hovedbestanddel m.m. Farve 6 6 Dybde m Vinge nr./ Rammesonde kg/slag/0,2 m c v / RS / SPT kg c vr Metode Snegl / spand fræser / kop 6,2 6,2 6,4 6,4 6,6 6,6 6,8 6, ,2 7,2 7,4 7,4 7,6 7,6 7,8 7, ,2 8,2 8,4 8,4 8,6 8,6 8,8 8, ,2 9,2 9,4 9,4 9,6 9,6 9,8 9, ,2 10,2 10,4 10,4 10,6 10,6 10,8 10, ,2 11,2 11,4 11,4 11,6 11,6 11,8 11, Bemærkninger: VSP før filtersætning mut. SAG Tidspunkt VSP efter filtersætning mut.; Sagsnummer: Boring: Tidspunkt Pejlerør over terræn m Bil: Dato: Udført af: Side: Filter dia: Type: 0 Koordinater: EUREF 89, UTM 32 Boredimension tommer E: _. _ Firma KOTE: N: _. _. _ Forerør: Ja Nej Borejournal Z: _, _ m: Rel /DNN/DVR90 Rev

144 Håndvingeforsøg Sagsnr.: Sagsnavn: Dato: Init.: Beregn.: Dato af Forsøg Dybde Vinge Kontrol: af: Kote Kraft (kg) Forskydningsst. (kn/m²) Bemærkninger (jordart m.v.) nr. (m) (m) nr. Intakt Omrørt Intakt Omrørt cv cvr

145 Filter Prøver og lag Jordartsbeskrivelse Filter Sand Bentonit Prøve nr. Prøve Dybde m 0 Laggrænse Hovedbestanddel m.m. Farve Dybde m 0 Vinge nr./ Rammesonde kg/slag/0,2 m c v / RS / SPT kg c vr Metode Snegl / spand fræser / kop 0,2 0,2 0,4 0,4 0,6 0,6 0,8 0, ,2 1,2 1,4 1,4 1,6 1,6 1,8 1, ,2 2,2 2,4 2,4 2,6 2,6 2,8 2, ,2 3,2 3,4 3,4 3,6 3,6 3,8 3, ,2 4,2 4,4 4,4 4,6 4,6 4,8 4, ,2 5,2 5,4 5,4 5,6 5,6 5,8 5,8 6 Bemærkninger: VSP før filtersætning mut. SAG Tidspunkt VSP efter filtersætning mut.; Sagsnummer: Boring: Tidspunkt Pejlerør over terræn Filter dia: m Type: Bil: Dato: Udført af: Side: 1 af Koordinater: EUREF 89, UTM 32 Boredimension tommer E: _. _ Forerør: Ja Nej KOTE: m: Rel /DNN/DVR90 N: _. _. _ Z: _, _ 6 Firma Borejournal 0 Rev

146 Filter Prøver og lag Jordartsbeskrivelse Filter Sand Bentonit Prøve nr. Prøve Dybde m Laggrænse Hovedbestanddel m.m. Farve 6 6 Dybde m Vinge nr./ Rammesonde kg/slag/0,2 m c v / RS / SPT kg c vr Metode Snegl / spand fræser / kop 6,2 6,2 6,4 6,4 6,6 6,6 6,8 6, ,2 7,2 7,4 7,4 7,6 7,6 7,8 7, ,2 8,2 8,4 8,4 8,6 8,6 8,8 8, ,2 9,2 9,4 9,4 9,6 9,6 9,8 9, ,2 10,2 10,4 10,4 10,6 10,6 10,8 10, ,2 11,2 11,4 11,4 11,6 11,6 11,8 11, Bemærkninger: VSP før filtersætning mut. SAG Tidspunkt VSP efter filtersætning mut.; Sagsnummer: Boring: Tidspunkt Pejlerør over terræn m Bil: Dato: Udført af: Side: Filter dia: Type: 0 Koordinater: EUREF 89, UTM 32 Boredimension tommer E: _. _ Firma KOTE: N: _. _. _ Forerør: Ja Nej Borejournal Z: _, _ m: Rel /DNN/DVR90 Rev

147 Håndvingeforsøg Sagsnr.: Sagsnavn: Dato: Init.: Beregn.: Dato af Forsøg Dybde Vinge Kontrol: af: Kote Kraft (kg) Forskydningsst. (kn/m²) Bemærkninger (jordart m.v.) nr. (m) (m) nr. Intakt Omrørt Intakt Omrørt cv cvr

148 3.2.9 Redoxforhold mættet zone

149 Redoxforhold mættet zone Definition af redoxforhold mættet zone Redoxforhold er en samlet betegnelse for en række parametre der beskriver hvilke redoxprocesser der er dominerende i den pågældende mættede zone. De vigtigste specier, som bliver påvirket af redoxprocesser i grundvand er: O 2, NO 3 -, SO 4 2-, Fe 2+, Mn 2+ og methan. Figuren viser et skematisk forløb af redoxparametre ved naturlig grundvandsdannelse. ph og redoxpotentialet (pe eller Eh) kan bruges som indikatorparametre for redoxforhold. Tabel 1 viser de vigtigste redox reaktioner i forureningssammenhænge. For at bestemme redoxforholdene i den mættede zone skal følgende parametre måles: opløst ilt (O 2 ), nitrat (NO 3 - ), sulfat (SO 4 2- ), opløst jern (Fe 2+ ), opløst mangan (Mn 2+ ) og methan (CH 4 ). Kilde: Appelo & Postma 1999 I forureningssammenhænge er det vigtigt at bestemme redoxforholdene, da de kan være afgørende for omfanget af /potentialet for biologisk nedbrydning. Nedbrydning af forurening kan påvirke redoxforholdene, hvorfor ændringer i redox parametre kan være indikation for nedbrydning. En sammenstilling af de målte værdier kan anvendes til at vurdere, hvilke redoxforhold der er dominerende på lokaliteten. Tabel 1. Redoxreaktioner. Benzen er brugt som substrat, E o ph=7 og T=25 o C aerob C 6 H O 2 6 CO H 2 O E o h = 820 mv respiration - nitratreduktion C 6 H NO 3 + 6H + 6 CO H 2 O + 3 N 2 E o h = 750 mv manganreduktio C 6 H MnO H + 6 CO H 2 O + 15 Mn 2+ E o h = 520 mv n jernreduktion C 6 H Fe(OH) H + 6 CO Fe 2+ o + 78 H 2 O E h = -50 mv 2- sulfatreduktion 4 C 6 H SO H + o 24 CO H 2 S + 12 H 2 O E h = -220 mv methanogenese 4C 6 H H 2 O 9 CO CH 4 E h o = -240 mv Bestemmelse af redoxforhold bruges som input til dimensionering af flere afværgemetoder, herunder: Stimuleret reduktiv dechlorering, hvor redoxforhold er afgørende for beregning af donor tilsætning Naturlig nedbrydning, hvor redoxforhold kan belyse hvorvidt der sker, eller kan ske naturlig nedbrydning på lokaliteten In situ kemisk oxidation, hvor redoxforhold kan bruges som input til beregning af oxidant mængde (stærk reducerende forhold kan betyde højere oxidantforbrug) Redoxforhold i den mættede zone er i det følgende bestemt på 3 niveauer svarende til en kategori 1, kategori 2 og kategori 3 metode. 1 af 8

150 Litteratur 1. Technical protocol for implementing natural attenuation of chlorinated solvents in groundwater. US EPA report EPA/6000/R-98/128, September Technical protocol for implementing intrinsic bioremediation with long term monitoring for natural attenuation of fuel contamination dissolved in groundwater. Air Force center for Environmental Excellence. Technology Transfer division, Volume 1, Geochemistry, groundwater and pollution. C.A.I. Appelo and D. Postma, A.A. Balkema, Rotterdam, Brookfield, Kemiske stoffers opførsel i jord og grundvand: Bind 1. Projekt om jord og grundvand fra Miljøstyrelsen, Nr Håndbog i prøvetagning af jord og grundvand, Teknik og Administration, Nr. 3, 2003, Hovedrapport. 6. Characterization of redox conditions in groundwater contaminant plumes, Review article, Christensen, T.H., Bjerg, P.L., Banwart, S.A., Jakobsen, R., Heron, G., Albrechtsen, H-J. Journal of Contaminant Hydrology 45, 2000, pp Speciation of Fe II and Fe III in contaminated aquifer sediments using chemical extraction techniques. Heron, G., Crouzet, C., Bourg, A.C.M., Christensen, T.H., Environ. Sci. Technol. 28, Forudsætninger for bestemmelse af redoxforhold: Til bestemmelse af redoxforhold i den mættede zone skal følgende forudsætninger opfyldes: Etablering af filtersatte prøvetagningsboringer med korte filtre En aftale med analyselaboratorium, så prøverne kan analyseres rettidigt Det nødvendige udstyr (pumpe, specielle prøveflasker, filtre, konserveringsmidler og køletasker til opbevaring) skal medbringes i felten 2 af 8

151 Kategori 1 - Bestemmelse redoxforhold - Mættet zone Princip: Bestemmelse af redoxforhold i mættet zone ved feltmåling af opløst ilt, redoxpotentialet og ph i grundvandet. Forholdene kan overordnet beskrives som aerobe eller anaerobe/reducerende. Feltopstilling: Vand udtages fra en prøvetagningsboring. For at undgå blandingsvand, anbefales det at bruge korte filtre. Der tilkobles en gennemstrømningsbeholder (flowcell). Elektroder til måling af ilt, ph, og redoxpotentialet og en temperaturføler er koblet til gennemstrømningsbeholderen og tilsluttes et potentiometer til aflæsning af værdierne. Principskitse: Redoxparametrene er følsomme og ustabile. Derfor er det vigtigt at prøverne ikke bliver iltet i forbindelse med prøvetagningen (og/eller transport til laboratoriet). Systemet fra pumpe til pumpeslangen og beholder til målesonder skal være tæt og der må ikke være luftbobler i gennemstrømningsbeholderen. For at kunne tolke på resultater af redoxmålinger er det vigtigt at placere prøvetagningsboringer således, at redox parametrene i forureningsområdet kan sammenlignes med baggrundsværdier. Det anbefales derfor at måle både i og udenfor(opstrøms) det forurenede område. Det er vigtigt at kalibrere elektroderne før målingen ved at følge instrumentets instruktionsmanual. Udførelse: Pumpen opstartes, og der foretages en forpumpning (renpumpning) for at bringe upåvirket formationsvand frem til pumpen. Pumpens indstilles på en ydelse lavere end 1 L/min. Pumpen er tilknyttet en gennemstrømningsbeholder hvor der er monteret en ilt, ph og redox måler. Boringen kan først prøvetages når der er opnået stabile ilt (3 gentagne aflæsninger med 3-5 minutters mellemrum) værdier for alle parametre: iltmålinger afviger med mindre end ±0,05 mg/l, ph med ±0,05 og Eh med ± 10mV. Værdien for de tre parametre aflæses. Ligeledes bør ledningsevne være stabil (± 3%). Nu kan boringen prøvetages for de øvrige redoxparametre (se Kategori 2). Data, databehandling og rapportering: Der optegnes en situationsplan med angivelse af placeringen af prøvetagningsboringer på lokaliteten. Boreprofil vedlægges i rapporten med angivelse af filterplacering samt vandspejl. Hvis koncentrationen af opløst ilt er >1 mg/l kan forholdene beskrives som aerobe. Hvis koncentrationen af opløst ilt er < 1 mg/l beskrives forholdene som anaerobe. 3 af 8

152 Der er ikke muligt at anvende målinger af redoxpotentiale til at bestemme om forholdene er nitrat/jern/sulfat/mangan reducerende, da værdien i stor grad kan påvirkes af blandingsvand. Negative værdier er dog en stærk indikation af anaerobe forhold. Redoxparametre kan forandre sig i en forurenet zone såfremt der sker nedbrydning i forhold til baggrundsværdier. Disse ændringer kan vise hvorvidt der sker aerob eller anaerob nedbrydning på lokaliteten. Forslag til supplement af testen: Ledningsevne kan også bestemmes i gennemstrømningsbeholder. 4 af 8

153 Kategori 2 - Bestemmelse af redoxforhold Ved kategori 2 bestemmelse af redoxforhold foretages både en kategori 1 bestemmelse samt en bestemmelse af yderlige redoxparametre i vandprøver ved laboratorieanalyse. Denne vejledning fokuserer på prøvetagning og opbevaring da akkrediterede laboratorier har veldefinerede metoder for de forskellige analyser. Princip: Bestemmelse af redoxforhold ved feltmåling af opløst ilt, ph, og redoxpotentiale samt prøvetagning til måling af nitrat, opløst jern og sulfat. Feltopstilling: Feltopstillingen er den samme som for kategori 1. Derfor er det valgt i principskitse at vise et forslag til placering af prøvetagningsboringer. For at kunne tolke på resultater fra redoxmålinger er det vigtigt at placere prøvetagningsboringer således at redoxparametrene i forureningsområdet kan sammenlignes med baggrundsværdier. Det er vigtigt, at der findes mindst en måling opstrøms forureningskilden (A), og to i kildezonen (B, C). Hvis naturlig nedbrydning skal vurderes, anbefales det at placere mindst 3 boringer i forureningsfanen. Principskitse: Placering af prøvetagningsboringer på en forurenet lokalitet. Prøvetagning til bestemmelse af de øvrige redoxparametre kan foretages fra slangen. Prøverne skal filtreres og konserveres efter behov (se udførelse) samt i henhold til instruktioner fra analyselaboratoriet. Udførelse: Til måling af ilt, ph og redoxpotentialet følges samme procedure som ved en kategori 1 test. Når værdierne for ph, ilt, og redox potentialet er stabile kan der udtages prøver til bestemmelse af de øvrige redoxparametre. Hvis prøverne har et højt partikelindhold bør de filtreres. Prøverne til opløst jern skal filtreres igennem et 0,45 µm polycarbonatfilter og konserveres med ca. 2 ml koncentreret HNO 3 per liter prøve. Det anbefales at tilsætte syren i prøveflaskerne før prøven overføres. 5 af 8

154 Oftest kan forberedte flasker (hvori der allerede er tilsat syre) til disse analyser bestilles direkte fra analyselaboratoriet. Filtrering sikrer at det kun er opløst jern der måles, og konservering sikrer at jernet ikke udfælder som jern (III). Den filtrerede og konserverede prøve analyseres for total jern, hvilket i dette tilfælde svarer til opløst jern (Fe 2+ ). Prøver til bestemmelse af nitrat og sulfat kan konserveres med saltsyre i felten eller ved frysning ved ankomst til laboratoriet. Prøverne skal opbevares i køletaske/på køl og afleveres til laboratoriet samme/senest næste dag. Data, databehandling og rapportering: Der optegnes en situationsplan med angivelse af placeringen af prøvetagningsboringer på lokaliteten. Alle boringer bør være GPS indmålt og kotesat. Boreprofil vedlægges i rapporten med angivelse af filterplacering samt vandspejl. Dataene for ilt, ph og redoxpotentialet fra feltmålinger samt analysedata fra laboratoriet kan bruges til at bestemme redoxforholdene. Redoxparametre vil forandre sig i en forurenet zone i forhold til baggrundsværdier. Disse ændringer kan vise om der sker aerob eller anaerob nedbrydning på lokaliteten. Nedenstående skema viser hvordan ændringer i de forskellige parametre kan fortolkes. Hvis koncentrationen af opløst ilt er under 1 mg/l og redox potentialet er under 700mV kan forholdene beskrives som reducerende. Parameter Forandring ift. Proces baggrundsværdier Opløst ilt Aftager Aerob respiration Nitrat Aftager Nitratreduktion Opløst jern Stiger Jernreduktion Sulfat Aftager Sulfatreduktion Redoxpotentiale Aftager Alle ovennævnte processer Der kan endvidere optegnes en situationsplan med angivelse af de forskellige redoxparametre (f. eks konturkort) for ilt, nitrat, opløst jern og sulfat. Disse kort giver en visualisering af redoxforholdene. Følgende kriterier kan bruges til karakterisering af redoxforholdene a) Opløst ilt > 1 mg/l Aerobe forhold b) Der observeres nitrat aerobe eller nitratreducerende forhold c) Forhøjede opløst Fe koncentrationer jernreduktion, dog vil opløst jern aftage igen ved sulfat reduktion pga. af udfældning som jern sulfid d) Der observeres lavere sulfatkoncentrationer end baggrundsværdier sulfat reducerende forhold e) Der observeres opløst jern samtidigt med at der er målt O 2 > 1 mg/l. Der er sket en fejl (blandingsvand, utæthed i gennemstrømningsbeholder, prøven er ikke blevet filtreret osv.) Forslag til supplement af testen: Mangan kan også bestemmes i prøverne (se Kategori 3). Som supplement til testen kan ledningsevne bestemmes i gennemstrømningsbeholder. Overensstemmelse i værdier for ledningsevnen i de forskellige boringer kan bruges til at bekræfte at prøverne stammer fra et sammenhængende grundvandssystem, forudsat at ledningsevnen ikke bliver påvirket af forureningen. 6 af 8

155 Kategori 3 - Bestemmelse af redoxforhold Ved kategori 3 bestemmelse af redoxforhold foretages både en kategori 2 bestemmelse samt en bestemmelse af mangan og methan i vandprøver ved laboratorieanalyse Princip: Bestemmelse af redoxforhold ved feltmåling af ph, opløst ilt og redoxpotentialet samt prøvetagning til måling af nitrat, opløst jern, opløst mangan, sulfat og methan. Feltopstilling: Principskitse: Feltopstillingen for Kategori 3 bestemmelse af redox er fuldstændig magen til Kategori 2. Prøvetagning af methan (se principskitsen) kræver specielle flasker efter aftale fra analyselaboratoriet. Udførelse: Protokollen for Kategori 1 og 2 bestemmelse følges. Vandprøven til opløst mangan behandles som prøven til opløst jern. Dvs. at prøven filtreres igennem en 0,45 µm nylon filter og gemmes i en flaske hvor der er tilsat koncentreret salpetersyre. Det antages at den opløste mængde mangan målt i prøven vil svare til mangan (II). Prøven til methan tages fra en ubrudt vandstråle. Til opsamling af methan bruges der særlige evakuerede glas med gummiprop som forinden er konserveret med svovlsyre. Prøven overføres i flasken med en sprøjte igennem gummiproppen. Aftal altid den præcise procedure med laboratoriet. Data, databehandling og rapportering: Der optegnes en situationsplan med angivelse af placeringen af prøvetagningsboringer på lokaliteten. Alle boringer bør være GPS indmålt og kotesat. Boreprofil vedlægges i rapporten med angivelse af filterplacering samt vandspejl. Data fra feltmålinger og analysedata fra laboratoriet kan bruges til at bestemme redoxforholdene. Redox parametre vil forandre sig i en forurenet zone i forhold til baggrundsværdier. Disse ændringer kan vise om der sker aerob eller anaerob nedbrydning på lokaliteten. Nedenstående skema viser hvordan ændringer i de forskellige parametre kan fortolkes. Det henvises endvidere til Kategori 2 for karakterisering af redoxforholdene. Parameter Forandring ift. Proces baggrundsværdier Opløst ilt Aftager Aerob respiration Nitrat Aftager Nitratreduktion Opløst mangan Stiger Manganreduktion Opløst jern Stiger Jernreduktion Sulfat Aftager Sulfatreduktion Redoxpotentialet Aftager Alle ovennævnte processer Methan Stiger Methanogenese 7 af 8

156 Betydning af mangan og methan Hvis der ikke observeres markante ændringer i sulfat eller jern koncentrationer, men der er en markant stigning i opløst mangan, kan det tolkes som et tegn på at der foregår biologisk nedbrydning. Methandannelse er et tegn på stærkt anaerobe forhold. Det skal bemærkes at methan kan transporteres med grundvandsstrømmen, hvilket betyder at der kan måles høje methankoncentrationer nedstrøms forureningsområdet, uden at forholdene længere er stærkt reducerede. Ligeledes kan methan stamme fra methanogene forhold et andet sted - opstrøms eller dybere i magasinet. Så detektion af methan ikke nødvendigvis er dokumentation for methanogene forhold i det forurenede område. Der kan endvidere optegnes en situationsplan med angivelse af de forskellige redox parametre (f. eks konturkort) for ilt, nitrat, opløst mangan, opløst jern, sulfat og methan. Disse kort giver en visualisering af redoxforhold på lokaliteten, og den tidsmæssige udvikling. Forslag til supplement af testen: Hvis der er tale om en stor forurening anbefales det at forøge antallet af prøvetagningspunkter opstrøms og i kildezonen. Hvis en biologisk afværgemetode skal projekteres kan det være hensigtsmæssigt at foretage flere målerunder med nogle måneders mellemrum for at vurdere tidslige variationer. Der kan udtages prøver til analyse af sulfid (tegn på sulfat reduktion) Der kan også udtages jordprøver til bestemmelse af reducerbar Fe(III) i sedimentet. Hvis der udtages jordprøver til bestemmelse af reducerbar Fe(III) i sedimentet kan dette bruges til beregning af hvor meget elektrondonor, der skal tilsættes i forbindelse med stimuleret reduktiv deklorering, da sedimentbundet jern bidrager væsentlig til donorforbrug. Dette er dog ikke en kommerciel tilgængelig analyse. Det henvises til ref. 7 i litteraturlisten for et forslag til analysemetode. Hvis baggrundsalkaliniteten ikke er for høj kan der evt. foretages analyse af alkalinitet. En stigning i alkalinitet er tegn på naturlig nedbrydning. 8 af 8

157 Arbejdsseddel - Redoxforhold mættet zone - Kategori 1 1 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Boringer Benævnelse på boring Filterdimension Filterinterval [m u.t.- m u.t.] Kommentar Prøveboring Obs boring 1: Obs boring 2: Obs boring 3: Obs boring 4: Obs boring 5: Fakta: Fakta og usikkerhedsfaktorer: Pumpetype: Befæstelse: Loggertype: Bygninger: Bemærkninger: Kloakker og ledningstracé (dybde og placering): Bemærkninger: Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

158 Arbejdsseddel - Redoxforhold mættet zone - Kategori 1 2 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Pumpeboring Målinger før stabilisering Endelig aflæsning Boring Nr. Tid Flow [m3/t] Undertryk* [mbar] O 2 [mg/l] ph Eh [mv] O 2 [mg/l] ph Eh [mv] Temperatur [ o C] Kommentar Bemærkninger: * Hvis vacuumpumpen anvendes

159 Arbejdsseddel - Redoxforhold mættet zone - Kategori 2 1 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Boringer Benævnelse på boring Filterdimension Filterinterval [m u.t.- m u.t.] Kommentar Prøveboring Obs boring 1: Obs boring 2: Obs boring 3: Obs boring 4: Obs boring 5: Fakta: Fakta og usikkerhedsfaktorer: Pumpetype: Befæstelse: Loggertype: Bygninger: Bemærkninger: Kloakker og ledningstracé (dybde og placering): Bemærkninger: Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

160 Arbejdsseddel - Redoxforhold mættet zone - Kategori 2 2 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Pumpeboring Målinger før stabilisering Endelig aflæsning Boring nr. Tid Flow [m3/t] Undertryk* [mbar] O 2 [mg/l] ph Eh [mv] O 2 [mg/l] ph Eh [mv] Temperatur [ o C] Kommentar Prøvetagning til nitrat, sulfat og opløst jern Boring Nr. Nitrat Sulfat opløst jern Vejledning Skal filtreres i felten Filtrering Kun hvis der er mange partikler Altid (0,45µM) Konservering Saltsyre eller Salpetersyre nedfrysning** Bemærkninger: * Hvis vakuumpumpe anvendes ** Afhænger af analyse metoden. Brug ALDRIG salpetersyre til nitrat prøver

161 Arbejdsseddel - Redoxforhold mættet zone - Kategori 3 1 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Boringer Benævnelse på boring Filterdimension Filterinterval [m u.t.- m u.t.] Kommentar Prøveboring Obs boring 1: Obs boring 2: Obs boring 3: Obs boring 4: Obs boring 5: Jordprøveboring Benævnelse på boring Diameter Type (snegl, geoprobe, etc) jordprøve udtaget fra dybde [mut] boring 1 Fakta: Fakta og usikkerhedsfaktorer: Pumpetype: Befæstelse: Loggertype: Bygninger: Bemærkninger: Kloakker og ledningstracé (dybde og placering): Bemærkninger: Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

162 Arbejdsseddel - Redoxforhold mættet zone - Kategori 3 2 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Pumpeboring Målinger før stabilisering Endelig Aflæsning Boring nr. Tid Flow [m3/t] Undertryk [mbar] O 2 [mg/l] ph Eh [mv] O 2 [mg/l] ph Eh [mv] Temperatur [ o C] Kommentar Prøvetagning til nitrat, sulfat, opløst jern, opløst mangan, og methan Boring Nr. Nitrat Sulfat Opløst jern Opløst mangan Methan Vejledning Filtrering Konservering Kun hvis der er mange partikler Saltsyre eller nedfrysning** Skal filtreres i felten Altid (0,45µM) Nej Salpetersyre Svovlsyre Bemærkninger: * Hvis vakuumpumpe anvendes ** Afhænger af analyse metoden. Brug ALDRIG salpetersyre til nitrat prøver

163 Redoxforhold umættet zone

164 Redoxforhold i umættet zone (Bestemmelse af ilt, kuldioxid, svovlbrinte og metan i poreluft) Definition af redoxforhold i umættet zone De fleste kemiske og biologiske processer i jord og grundvand er styret af redox potentialet, som er et udtryk for to sammenhængende processer, iltning og reduktion. I modsætning til måling og vurdering af redox potentiale i den mættede zone, hvor der måles på opløste specier af redox par, vil en vurdering af redox potentialet i den umættede zone i poreluften skulle foretages på baggrund af komponenter, som er flygtige. Det drejer sig især om ilt, svovlbrinte og metan. Derudover måles ofte for kuldioxid, som kan sige noget om, der er sket en nedbrydning af organisk stof enten i form af naturligt forekommende materiale eller i form af forurening. I atmosfærisk luft er der ca. 21 % (vol) ilt og 0,03 % kuldioxid, mens hovedparten af resten udgøres af nitrogen (78 %) og argon (0,9 %). Normalt vil der ikke kunne påvises metan eller svovlbrinte i atmosfæren. Under forudsætning af at der ikke sker nogle kemiske eller biologiske processer i jorden, vil indholdet af gasserne i den umættede zone svare til indholdet i atmosfæren, idet der vil være en diffusiv og konvektiv transport ned gennem jordlagene. Normalt vil forskellige kemiske og biologiske processer kunne reducere indholdet af ilt, således at der kan opstå anaerobe forhold i den umættede zone. Hvis der er tale om en nedbrydning af organisk stof, vil der blive dannet kuldioxid, og hvis der er tale om meget stærkt reducerede forhold, vil der kunne blive dannet svovlbrinte og metan. De tre sidstnævnte gasarter vil dog også kunne forekomme i poreluften i den umættede zone ved en diffusion fra grundvandet. Viden om de forskellige gasarter i den umættede zone kan bl.a. anvendes til at vurdere det biologiske nedbrydningspotentiale over for en forurening, dels anvendes hvis nedbrydningen ønskes stimuleret ved tilsætning af iltningsmidler / reduktionsmidler. Bestemmelsen af ilt, kuldioxid, svovlbrinte og metan i poreluft vil normalt ske på kategori 1 niveau. Litteratur 1. Håndbog for Poreluftundersøgelser. Teknik og Administration, Nr. 7, 1998, AVJ 2. Transport af gasformig forurening i umættet zone og i bygninger. Teknik og Administration, Nr. 7, 2004, AVJ 3. Prøvetagning af poreluft, Fyns Amt, marts Poreluftprojekt - Styrende parametre for tidslige variationer af indholdet af klorerede opløsningsmidler i sand- og lerjorde, Miljøprojekt nr. 1094, 2006 ( Forudsætninger for bestemmelse af ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid i poreluft: Ved prøvetagning af poreluftprøver er det vigtigste at sikre, at der udtages en repræsentativ prøve af poreluften herunder at sikre, at der ikke trænger falsk (atmosfærisk) luft ned under prøvetagningen. Det forudsættes, at prøven til bestemmelse af ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid i poreluften udtages i forbindelse med udtagning af prøver til bestemmelse af forureningsniveau alternativt fra eksisterende boringer / poreluftspyd. Etableringen af målepunkter er derfor ikke en del af nærværende metode, og det vil derfor ikke blive beskrevet nærmere i det følgende, hvorledes etableringen af målepunkter bør ske. 1 af 5

165 Princip for bestemmelse af ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid i poreluft Prøve til bestemmelse af ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid i poreluften kan udtages dels fra normale poreluftspyd, fra eksisterende miljøtekniske boringer filtersatte i den umættede zone og dels under insitu tests / drift af afværgeanlæg. Disse tre tilfælde er beskrevet nedenfor. Der findes forskellige typer af feltmåleinstrumenter (fx lossepladsmåler ), som kan anvendes til målinger af de forskellige gasarter. Typisk er der tale om IR-sensorer, katalytiske eller elektrokemiske sensorer. Afhængig af instrumentet skal det bemærkes, at målingen af ilt i felten kan være både tryk- og fugtighedsfølsomt, ligesom der kan være interferens fra andre gasarter på analysen af metan, svovlbrinte og kuldioxid. Alternativt kan prøven sendes til akkrediteret laboratorium. Prøven skal i givet fald opbevares ved lav temperatur (5 C) i en diffusionstæt pose. Samtidig skal prøven indleveres til laboratorium hurtigt muligt, og selve analysen skal påbegyndes, så snart den er modtaget. Kontinuerte feltanalyser af ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid kan anvendes til at vurdere dels forpumpningstiden inden prøvetagningen, dels til at vurdere evt. udbredelse af en forurening i poreluften. 2 af 5

166 Kategori 1 Redoxforhold i umættet zone (Bestemmelse af indhold af ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid i poreluft ved prøvetagning med poreluftspyd) Feltopstilling Til et nedrammet poreluftspyd tilkobles en evakueringsbeholder med tilhørende prøvepose (fx rilsan eller tedlar pose) samt vakuumpumpe. Ved denne opstilling sikres, at prøven ikke kommer i kontakt med vakuumpumpen. Efter en forpumpning af luften i poreluftspyddet, ændres opstillingen således, at poreluften suges ind i prøveposen. For at undgå en krydskontaminering, er det vigtigt, at posen er helt tømt for luft, før prøvetagningen starter. Dette sikres ved at suge posen tom med vakuumpumpen før prøvetagningen. Alternativt til denne metode kan der udtages en poreluftprøve ved hjælp af en gastæt sprøjte direkte fra den ekstraherede luftstrøm. I forbindelse med prøvetagningen udfyldes et prøvetagningsskema, som indeholder alle oplysninger, der er væsentlige i forhold prøvetagningen. Prøvetagning Principskitse af prøvetagning af poreluft(fra AVJ, 1998) 1) Opstillingen etableres som beskrevet i princip skitsen 2) Der tjekkes for lækager og utætheder 3) Prøveposen tømmes for luft ved at åbne ventiler 4) Der forpumpes svarende til ca. 200 % af det samlede volumen for det etablerede porevolumen i formationen samt spyd og slanger 5) Modtrykket må ikke overstige ca. 300 mbar ved en formation med lav permeabilitet og ca. 150 mbar for en formation med høj permeabilitet 6) Efter forpumpningen drejes ventiler, således at poreluften nu suges direkte ned i prøveposen 7) Prøveposen tømmes og fyldes 2 3 gange inden den endelige prøvetagning 8) Når der er opsamlet tilstrækkeligt poreluft, drejes ventiler, således at prøveposen lukkes 9) Vakuumpumpe slukkes 10) Der måles på indholdet af ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid i den opsamlede luft i posen 11) Når stationære værdier bliver observeret, noteres værdierne i feltskemaet Hvis prøven skal sendes til akkrediteret analyselaboratorium opbevares prøven ved ca. 5 C og transporteres til analyse hurtigst muligt derefter. 3 af 5

167 Kategori 1 - Redoxforhold i umættet zone (Bestemmelse af indhold af ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid i poreluft ved prøvetagning i boring filtersat i umættet zone) Feltopstilling Til en eksisterende boring, som er filtersat i den umættede zone tilkobles en vakuumpumpe med en fornuftig ydelse og kapacitet i forhold til ønsket forpumpningsvolumen. Der måles kontinuert for ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid i den ekstraherede luft evt. kombineret med målinger med PID/FID for forureningskomponenter. I forbindelse med prøvetagningen udfyldes et prøvetagningsskema, som indeholder alle oplysninger, der er væsentlige i forhold prøvetagningen. Skitse af prøvetagning af poreluft, boring (fra AVJ, 1998) Prøvetagning 1) Opstillingen etableres som beskrevet i princip skitsen 2) Der tjekkes for lækager og utætheder, således at det sikres, at der ikke kommer frisk atmosfærisk luft ind og kontaminere den ekstraherede poreluft 3) Der forpumpes svarende til ca. 200 % af det samlede volumen for det etablerede porevolumen i formationen samt spyd og slanger 4) Modtrykket må ikke overstige ca. 300 mbar ved en formation med lav permeabilitet og ca. 150 mbar for en formation med høj permeabilitet 5) Der måles kontinuert på indholdet af ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid i den ekstraherede luft 6) Når stationære værdier bliver observeret, noteres værdierne i feltskemaet 7) En evt. udviklingen i værdierne noteres Alternativt kan den foregående metode beskrevet under poreluftspyd anvendes. Det betyder dog, at der ikke kan måles kontinuert for gasarterne. 4 af 5

168 Kategori 1 - Redoxforhold i umættet zone (Bestemmelse af indhold af ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid i poreluft ved prøvetagning på afværgeanlæg (vakuumekstraktionsanlæg)) Feltopstilling Principskitse (udviklet fra AVJ, 2003) Til streng på en manifold tilkobles en evakueringsbeholder med tilhørende prøvepose (fx rilsan eller tedlar pose) samt vakuumpumpe. Vakuumpumpen skal kunne generere et højere differensvakuum end driftsvakuummet på afværgeanlægget. Efter en forpumpning af luften i prøvetagningsslangen, ændres opstillingen således, at poreluften suges ind i prøveposen. For at undgå en krydskontaminering, er det vigtigt, at posen er helt tømt for luft, før prøvetagningen starter. Dette sikres ved at suge posen tom med vakuumpumpen før prøvetagningen. Streng på manifold I forbindelse med prøvetagningen udfyldes et prøvetagningsskema, som indeholder alle oplysninger, der er væsentlige i forhold prøvetagningen. Prøvetagning 1) Opstillingen etableres som beskrevet i princip skitsen 2) Der tjekkes for lækager og utætheder i opstillingen 3) Prøveposen tømmes for luft ved at åbne de forskellige ventiler 4) Prøvetagningsslangen mellem manifold og prøvepose forpumpes, således at luft fra strengen kommer ind i prøvetagningsslangen 5) Efter forpumpningen drejes ventiler, således at poreluften nu suges direkte ned i prøveposen 6) Prøveposen tømmes og fyldes 2 3 gange inden den endelige prøvetagning 7) Når der er opsamlet tilstrækkeligt poreluft, drejes ventiler, således at prøveposen lukkes 8) Vakuumpumpe slukkes 9) Når undertrykket er faldet til atmosfæretryk, foretages målingen af indholdet af ilt, metan, svovlbrinte og kuldioxid i den opsamlede luft i posen enten ved at frakoble prøveposen, eller ved at måle direkte på en separat ventil. 10) Når stationære værdier bliver observeret, noteres værdierne i feltskemaet Hvis prøven skal sendes til akkrediteret analyselaboratorium opbevares prøven ved ca. 5 C, og transporteres til analyse hurtigst muligt derefter. 5 af 5

169 Feltskema - Redoxforhold i umættet zone - måling af ilt, kuldioxid, svovlbrinte og metan - poreluftspyd - Kategori 1 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Apparat: Målepkt nr. Nedramning (m.u.t.) Prøvetagning (m.u.t.) Forpumpningsvolumen (l) O 2 [%] CO 2 [%] H 2 S [%] CH 4 [%] PID Kulrør Faktuelle oplysninger om målepunkterne (udfyldes kun med relevante data, udendørs / indendørs) Målepunkt nr. Tykkelse af gulv / belægning (m) Rumlængde (m) Rumbredde (m) Lofthøjde (m) Modtryk (inden prøvetagning) (mbar) Temp. ( C) Atm. tryk (mbar) Bemærkning Placering af målepunkter (skitse) Andre oplysninger Vejrforhold, generelt Bemærkninger, generelt Kommentar

170 Feltskema - Redoxforhold i umættet zone - måling af ilt, kuldioxid, svovlbrinte og metan - Boringer - Kategori 1 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Apparat: Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Tid Boring Filterinterval Grundvandsspejl? Forpumpningsvolumen Modtryk (mbar) O 2 [%] CO 2 [%] H 2 S [%] CH 4 [%] PID Kulrør Kommentar Bemærkninger:

171 Feltskema - Redoxforhold i umættet zone - måling af ilt, kuldioxid, svovlbrinte og metan - afværge - Kategori 1 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Apparat: Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Boring / streng Flow på streng [m 3 /t] Undertryk [mbar] O 2 [%] CO 2 [%] H 2 S [%] CH 4 [%] PID Kulrør Kommentar Bemærkninger:

172 Specifikke nedbrydere

173 Specifikke nedbrydere Definition af specifikke nedbrydere Specifikke nedbrydere er i denne beskrivelse defineret som tilstedeværelsen af de mikroorganismer, der foretager nedbrydningen af et givent forureningsstof, og/eller de enzymsystemer de nedbrydende mikroorganismer benytter sig af. Resultatet kan gives enten som et Ja/Nej svar (specifikke nedbrydere forekommer / forekommer ikke) eller som et kvantitativt svar, der udtrykker et nedbrydningspotentiale. Der findes indirekte måder at undersøge tilstedeværelsen af specifikke nedbrydere på (via en dokumenteret nedbrydningsaktivitet): Feltdata, via analyse af prøver (jord, grundvand og poreluft) fra boringer/filtre installeret på lokaliteten, der påviser, at de rette betingelser for en nedbrydning er til stede og, at der foregår en massefjernelse af forureningsstoffet over tid Laboratorieforsøg i batch eller kolonne, med sediment og grundvand fra lokaliteten, der påviser fjernelse af forureningsstoffet, og/eller dannelse af metabolitter, over tid. Forsøgene udføres under betingelser, der simulerer feltbetingelserne mest muligt Påvisning af nedbrydningsaktivitet (via specifikke nedbrydere) ud fra feltdata er ofte forholdsvist usikkert og omkostningstungt, specielt mht. tolkningen af resultaterne, men vil altid være en integreret del af opgaveløsningen i forbindelse med igangsatte biologiske afværgeprojekter. Udførelse af laboratorieforsøg kræver laboratoriefaciliteter, som de fleste projekterende ikke umiddelbart har adgang til, og er generelt usikre og følsomme over for prøvetagning/ håndtering og forsøgsudførelse. Laboratorieforsøg kan derfor ikke anbefales som eneste undersøgelsesmetode. Derfor anbefales det, at de indirekte metoder så vidt muligt suppleres med direkte metoder til påvisning af specifikke nedbrydere: Dyrkningsafhængige metoder, der kræver kultivering af mikroorganismerne under veldefinerede betingelser i suspension eller på et agarmedium Dyrkningsuafhængige metoder, der er baseret på en detektion af mikroorganismernes arvemateriale (DNA) De dyrkningsafhængige metoder kræver adgang til et speciallaboratorium og er forholdsvist arbejds- og tidskrævende. Det er endvidere velkendt, at det typisk er mindre end 5 % af mikroorganismerne i en miljøprøve, der sig lader opdyrke under laboratorieforhold. Derfor er der i det følgende valgt at fokusere på én kommercielt tilgængelig dyrkningsuafhængig metode, der vurderes at være velegnet i forbindelse med projektering af afværgeforanstaltninger, og som tilmed er hurtig og forholdsvis billig. Metoden er baseret på PCR (Polymerase Chain Reaction) og er primært relevant i forhold til afværge overfor forureningskomponenter, der kræver tilstedeværelse af helt specifikke arter eller grupper af mikroorganismer eller produktion af helt specifikke enzymer. Der vil typisk være tale om situationer hvor nedbrydning kun finder sted når meget stringente miljøkrav er opfyldt (eks. specielle redoxforhold). Tilstedeværelsen af specifikke nedbrydere er i det følgende beskrevet på et niveau svarende til en kategori 1 metode. 1 af 4

174 Litteratur 1. A.M. Cupples. Review. Real-time PCR quantification of Dehalococcoides populations: Methods and applications. Journal of Microbiological Methods, 72, 1-11, Stimuleret in situ reduktiv deklorering. Vidensopsamling og screening af lokaliteter. Hovedrapport. T.H. Jørgensen, C. Scheutz, N.D. Durant, E. Cox, N.E. Bordum. P. Rasmussen og P.L. Bjerg. Miljøprojekt nr. 983, Detection and quantification of subsurface pesticide degrading microbial populations. PhD thesis. E. Lindberg. Institute of Environment & Resources. DTU. March Remediation of monoaromatic pollutants in groundwater. A review. M. Farhadian, C. Vachelard, D. Duchez og C. Larroche. Bioresource Technology 99, , Assessment of anaerobic benzene degradation potential using 16S rrna gene-targeted real-time PCR. M.L.B. Da Silva og P.J.J. Alvarez. Env. Microbiol. 9(1), 72-80, Forudsætninger for bestemmelse af specifikke nedbrydere Forureningskomponenter: Ifht. teknologiens udviklingsstadie, vurderes potentialet pt. (forår 2009) at være i forhold til reduktiv deklorering af klorerede opløsningsmidler (TCE og PCE) samt nedbrydningsprodukter heraf. I forhold til denne anvendelse findes der pt. kommercielle analysemuligheder. I disse år foregår der dog en massiv forskningsmæssig indsats på området; både metodemæssigt og anvendelsesmæssigt, hvorfor det vurderes kun at være et spørgsmål om (kort) tid før der findes mange laboratorier, der kommercielt udbyder en vifte af denne type analyser. Her vurderes PCR-baserede metoder specielt, at kunne have potentiale i forhold til bestemmelse af specifikke nedbrydere for bl.a. MTBE, PCB er, klorphenoler, klorbenzener, phenoxysyrer, dioxiner og andre forureningskomponenter, der kræver specifikke mikroorganismer eller mikrobielle funktioner for at kunne nedbrydes. Metoden og det underliggende vidensgrundlag er endnu ikke modnet til bestemmelse af olienedbrydende mikroorganismer; specielt fordi olie-/benzinforureninger består af mange forskellige stoffer, med mange forskellige (potentielle) mikrobielle nedbrydningsmekanismer under varierende miljømæssige betingelser (Ref. 4). På baggrund af nyere forskning, vurderes der dog på sigt, at være potentiale for PCRbestemmelse af specifikke nedbrydere for enkeltstoffer, herunder specielt for benzen under anaerobe forhold (Ref. 5). Prøveudtagning: For analyse på grundvandsprøver kræves adgang til et allerede etableret miljøteknisk filter. Prøverne kan med fordel udtages sammen med øvrige grundvandsprøver til kemisk analyse. For analyse på jordprøver kræves der adgang til jordprøver udtaget fra almindeligt boreudstyr, hvormed der kan udtages jordprøver; eksempelvis et sneglebor. Prøverne kan med fordel udtages sammen med øvrige jordprøver til kemisk analyse eller under borearbejdet forbundet med etablering af filtersatte boringer. Prøveantal: Det bemærkes, at der kan være meget store rumlige variationer i den mikrobielle sammensætning indenfor ganske korte afstande, og opmærksomheden henledes i den forbindelse på at analyseresultatet kun giver svar på om der er specifikke nedbrydere til stede i den analyserede punktprøve (jord eller grundvand); derfor kan én enkelt prøve kun yderst sjældent kan stå alene. 2 af 4

175 Kategori 1 - Bestemmelse af specifikke nedbrydere Princip: I jord- og grundvandssammenhæng anvendes ofte metoder baseret på PCR (Polymerase Chain Reaction) til detektion af specifikke nedbrydere. Anvendelse af PCR til at undersøge for tilstedeværelsen af en bestemt art eller undergruppe af mikroorganismer, kræver et forudgående kendskab til mikroorganismens arvemateriale (DNA) en viden der opsamles i videnskabelige forskningsmiljøer verden over. Ud fra dette kendskab kan der designes specifikke primere, som rammer områder på DNA, der er unikt for en given art eller undergruppe af mikroorganismer. Alternativt kan der designes primere som rammer gener, der koder for bestemte enzymer, som mikroorganismerne benytter til nedbrydningen af givne forureningskomponenter. Selve analysen foretages ved, at der indledningsvist ekstraheres DNA fra en indsamlet jord- eller grundvandsprøve. Dernæst tilsættes den relevante primer og, hvis det rigtige DNA er i prøven, udføres der en enzymatisk kopiering/opformering af det specifikke DNA som primeren er designet til at ramme. Opformeringen sker i en række PCR-cyklusser, hvor der sker en forøgelse af det specifikke DNA i hver cyklus (en fordobling i starten), og efter endt opformering overføres PCR-produktet til en gel, som påføres en elektrisk strøm (processen kaldes gel-elektroforese). DNA-fragmenterne vil, afhængig af deres molekylelængde, vandre med en given hastighed i gelen, og ved belysning med UV-lys vil der fremkomme et synligt bånd i en given vandringsafstand, som svarer til det DNA der er specifikt for de nedbrydende mikroorganismer. Der fremkommer intet bånd hvis DNA ikke er til stede i prøven fra start (eller kun i meget små mængder = under detektionsgrænsen). Ved grundlæggende PCR ledes dermed efter en given nedbrydende mikroorganisme (eller et funktionelt gen) og der opnås et Ja/Nej-svar på om den specifikke organisme eller det funktionelle gen var at finde i prøvematerialet fra den undersøgte lokalitet. Der findes en række metodemæssige muligheder i tilknytning til ovennævnte basismetode. Her skal blot nævnes den som pt. finder størst praktisk anvendelse: qpcr (Quantitative real-time PCR). Ved qpcr vedhæftes et fluorescerende molekyle til det opformerede DNA, og der foretages en måling af fluorescensen én gang i hver PCR-cyklus, som kan relateres til antallet af genstykker. I starten af kopieringsforløbet vil der ske en fordobling af DNA et for hver cyklus (en eksponentiel forøgelse af fluorescensen), som via en standardkurve kan relateres til et absolut startantal af gener i det oprindelige prøvemateriale. Ved qpcr opnås således et kvantitativt estimat på hvor mange nedbrydende mikroorganismer, der findes i prøvematerialet; et svar der i praktiske sammenhænge vil kunne relateres til et nedbrydningspotentiale. Kommercielle analysemuligheder (feb. 2009): Nedenstående firmanavne er ikke ment som en anbefaling eller reklame for enkelte firmaer, men er blot nævnt, da antallet af kommercielle analysefirmaer, der tilbyder PCR-baserede analyser på miljøområdet endnu ikke er særligt stort. GEUS, Danmark ( tilbyder en qpcr-analyse på jord og grundvand for tilstedeværelse af Dehalococcoides (deklorerende mikroorganisme), samt en opfølgende analyse for tilstedeværelse af genet der koder for vinylklorid-reduktase (som kræves for fuldstændig nedbrydning til ethen). Prisniveauet er sammenligneligt med almindelige kemiske analyser (1.200 kr. for begge analyser (DHC- og VCR analyse). SiREM i Guelph, ON, Canada ( tilbyder bl.a. en qpcr-analyse (kaldet Gene-Trac) for tilstedeværelse af Dehalococcoides, samt en opfølgende analyse for tilstedeværelse af genet der koder for vinylklorid-reduktase. Prisniveauet er (hhv. 285 og 135 US$). BioClear i Groningen, Holland ( tilbyder ligeledes qpcr-analyser for tilstedeværelse af Dehalococcoides (kaldet DHC analysis) og for tilstedeværelse af genet der koder for vinylklorid-reduktase (kaldet VCR analysis). Prisniveauet for førstnævnte er 295. EMSL Analytical Inc. ( der bl.a. udfører PCR-baserede analyser for skimmel og patogener har - direkte adspurgt - anført, at de kan udføre PCR-analyser på jord- og grundvandsprøver hvis de oplyses om primer-sekvensen (evt. via fremsendelse af en videnskabelig artikel). Prisniveauet er oplyst til US$ for en PCR-analyse (Ja/Nej-svar). 3 af 4

176 Feltopstilling: Prøverne udtages fra relevante biokemiske/- geologiske lag og relevante steder i den forurenede matrice. Principskitse: Repræsentativ grundvandsprøve udtaget fra en miljøteknisk boring filtersat i det relevante hydrauliske lag. Repræsentativ jordprøve udtaget i forbindelse med miljøteknisk borearbejde f.eks. fra sneglebor. Vandspejl Dykpumpe Udførelse: Specifikke forskrifter for prøveudtagning og transport aftales med analyselaboratoriet. Typisk kan prøveudtagning af jord- og grundvandsprøver til PCR-analyse dog foregå helt analogt til og sideløbende med udtagning af miljøprøver til kemisk analyse for indhold af forureningskomponenter. For grundvandsprøver udtages typisk en repræsentativ grundvandsprøve på 1 L fra det ønskede filter. Prøven udtages efter en kontrolleret renpumpning til stabile niveauer af div. indikatorparametre (f.eks. ilt, temperatur, ledningsevne og ph). Prøveemballagen fyldes helt. For jordprøver udtages typisk ca. 50 gram repræsentativ jordprøve i glas via boring med almindeligt boreudstyr (f.eks. et sneglebor). Prøverne udtages i standard prøveemballage med tætsluttende låg og opbevares på køl under transporten til analyselaboratoriet. Data og rapportering: Ved PCR fås svar på om den specifikke nedbryder (mikroorganisme eller gen der koder for et enzym) fandtes i prøvematerialet; et Ja/Nej-svar. Ved qpcr fås et estimat på hvor mange specifikke nedbrydere (mikroorganisme eller gen der koder for et enzym), der fandtes i prøvematerialet - typisk afrapporteret som antal gensekvenser/l grundvand eller antal gensekvenser/g sediment. Praktisk opnåelige detektionsgrænser for kommercielle PCR- og qpcr-analyser er typisk i størrelsesordenen 4000 genkopier/l eller 9000 genkopier/g ved ekstraktion på hhv. 0,5 L grundvand og 25 g jord; oplyst af SiREM (Canada), der udbyder qpcr-analyser for Dehalococcoides og vinylkloridreduktase. Forslag til supplement af analysen: Analyseresultaterne kan med fordel kombineres med resultaterne fra en kontrolleret prøvetagning (i grundvand), samt en bestemmelse af redox-forhold; evt. en boringskontrol. Dermed skabes mulighed for at sammenholde tilstedeværelsen af specifikke nedbrydere (eller mangel på samme) med de miljømæssige variable der ofte har størst betydning for mikroorganismernes livsbetingelser. Det er ligeledes oplagt at foretage analyser for eventuelle nedbrydningsprodukter/metabolitter som kan sammenholdes med analyseresultaterne for specifikke nedbrydere. Sammen gives et bedre helhedsbillede af nedbrydningspotentialet og en faktisk nedbrydningsaktivitet på lokaliteten. Der vil med fordel ofte kunne suppleres med udførelse af mikrokosmosforsøg; specielt ved udtagning af prøver af jord/sediment. Dermed kan der opnås et bud på en mulig nedbrydningsrate, ligesom der er mulighed for at undersøge effekten af forskellige potentielle stimuleringsstrategier. 4 af 4

177 Abejdsseddel - Specifikke nedbrydere - Kategori 1 1 af 2 Grundvandsprøver Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Pejling [m u. top] Boring Filterdimension Filterinterval [m u.t.] Bund Vandspejl Volumen [L] Pumpetype Bemærkninger Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Boring: Pumpeydelse (L/min): Boring: Pumpeydelse (L/min): Tid Temp [ C] O2 [mg/l] ph EC [S/cm] Kommentarer Tid Temp [ C] O2 [mg/l] ph EC [S/cm] Kommentarer Prøve udtaget kl.: Renpumpet volumen [L]: Prøve udtaget kl.: Renpumpet volumen [L]: Ca. volumen (L) pr. lbm. filter-/blindrør: Bemærkninger: ø25-peh ø50-peh ø63-peh ø90-peh ø110-peh ø25-pvc ø63-pvc 0,28 1,3 2,1 4,5 6,6 0,33 2,6

178 Abejdsseddel - Specifikke nedbrydere - Kategori 1 2 af 2 Jordprøve Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Fakta: Boreentreprenør: Boremetode: Prøveudvælgelse: Boring Dybde [m u.t.] Sedimenttype - boreprofiler vedlægges rapporten Lugt PID Kommentar Skitse / situationsplan Bemærkninger:

179 Carbonatsystemet og geokemi

180 Carbonatsystemet og geokemi Definition af carbonatsystemet og geokemi Carbonatsystemet udgøres af følgende ligevægte: CO 2 (aq) + H 2 O H 2 CO 3 (aq) H 2 CO 3 H + + HCO3 - - HCO 3 H CO 3 Kuldioxid fra luften opløses i f.eks. grundvand efter følgende ligevægt: CO 2 (g) CO 2 (aq) Ligevægten vil indstille sig forskelligt i systemer, der er i direkte forbindelse med luften og i systemer, der ikke er. Carbonatsystemet har bl.a. indvirkning på vandets ph og dermed indirekte indvirkning på opløselighed/fældningsligevægte. Kuldioxid i vand vil f.eks. opløse kalk CaCO 3 (s) + CO 2 (aq) + H 2 O Ca HCO 3 - Den mængde opløst kuldioxid, der findes i vandet men ikke har reageret med kalk betegnes "aggressivt kuldioxid". Betegnelsen CO 2 (aq) bruges om den samlede mængde opløst kuldioxid i vandet dvs. inklusiv den aggressive kuldioxid. I kalkholdige grundvandsmagasiner, der ikke står i fri forbindelse med luften, vil aggressivt kuldioxid og kulsyre reagere med kalk jf. sidste ligning og derved trække ligevægten mod højre, således at der vil være meget små koncentrationer af aggressivt kuldioxid i vandet. Indholdet af aggressivt kuldioxid har betydning for korrosionen af f.eks. metaller og beton, der kommer i kontakt med vandet. Kulsyre (H 2 CO 3 ) og hydrogencarbonationen (HCO 3 - ) er syrer og forskydningen af ligevægtene i carbonatsystemet har dermed betydning for vandets ph. Ved lave ph-værdier vil kulsyre være dominerende, mens carbonationen (CO 3 2- ) vil være dominerende ved høje ph-værdier. Geokemi er et omfattende emne. I det følgende behandles geokemi målrettet i direkte forbindelse med ph-ændringer/forskydninger i carbonatsystemet. Processerne har betydning i den mættede zone, og er relevante ved nedenstående afværgemetoder: Afværgepumpning Termisk oprensning i mættet zone Flerfaseekstraktion Kemisk oxidation Stimuleret nedbrydning Ventilering Naturlig nedbrydning Ovennævnte afværgemetoder kan påvirke carbonatsystemets ligevægte. Forskydninger i ligevægtene vil typisk observeres som udfældninger af kalk eller oxider -ofte jern- og manganoxider, i rørføringer, pumper og filtre. Endvidere kan aggressiv kuldioxid i grundvandet forårsage tæringer på metal og beton i afværgesystemet. Afværgepumpning kan medføre sænkning af grundvandsspejlet, hvorved luft eller evt. iltet vand fra det øvre magasin kan opblandes med det vand, der pumpes op. Iltningen kan medføre udfældninger i afværgesystemet. Ved metoder som flerfaseekstraktion og ventilering iltes det oppumpede vand eller magasinet, hvorfor der også må forventes udfældninger her. Ved anvendelse af disse teknikker er derfor bl.a. væsentligt med kendskab til koncentrationen af f.eks. metaller, der kan udfælde. Udfældninger kan ske både i boringen, i rørføringer og i selve rensningssystemet. Koncentrationen af metaller i vand opgives oftest i enheden mg/l eller µg/l. 1 af 8

181 Ved termisk oprensning i mættet zone vil opvarmningen af vandet kunne medføre kalkudfældninger, da opløseligheden af kalk falder med stigende temperatur. Jo mere kalkholdigt magasinet er, jo større omfang vil udfældningerne have. Det er derfor relevant at have kendskab til vandets indhold af opløst magnesium og calcium (vandets hårdhed). Vands hårdhed opgives i enheden grader dansk hårdhed ( dh). De mikroorganismer, der anvendes ved stimuleret nedbrydning, har et relativt snævert ph-optimum og producerer syrer ved omsætning af forurening. En forudsætning for at anvende teknikken er derfor, at ph i magasinet ligger i eller kan komme til at ligge i det rette interval og at vandets bufferkapacitet kan modvirke syreproduktionen fra forureningsomsætningen (sidst nævnte vil dog sjældent være en begrænsning). Ved stimuleret nedbrydning tilføres substrat og bakteriekultur ofte i kombination med et oxidationsmiddel. Ønskes en aerob nedbrydning tilføres ilt som oxidationsmiddel. Ved kemisk oxidation tilføres forureningen og det forurenede magasin et oxidationsmiddel permanganat (MnO 4 - ), Fentons reagens (Fe 2+ + H 2 O 2 ), persulfat (S 2 O 8 2- ), aktiveret persulfat (S 2 O Fe 2+ eller varme), hydrogenperoxid (H 2 O 2 ) eller ozon (O 3 ). For alle oxidationsmidler gælder det, at de vil oxidere andet end forureningen. Ved anvendelse af metoden bør vandet derfor analyseres for reducerede komponenter med henblik på at kunne bestemme omfanget af udfældninger af div. metaloxider mv. En forudsætning for, at naturlig nedbrydning forløber, er, at forureningen kommer i kontakt med mikroorganismer, disses næringsstoffer og evt. ilt i passende indbyrdes forhold og tempo. Endvidere er det en fordel, at redoxforholdene er velegnede til naturlig nedbrydning. For at afgøre om naturlig nedbrydning kan finde sted inden for en acceptabel tidsramme, må en massebalance for disse parametre opstilles. Analyse af parametre som ph (enhedsløs), opløst ilt (mg/l), næringsstoffer (ammonium, nitrat, nitrit, sulfat, phospor (mg/l)) og kulstofkilder (methan, NVOC (mg/l)), redoxforhold samt relevante bakterieanalyser (antal/ml) er derfor nødvendige for at afgøre, om naturlig nedbrydning vil finde sted i passende omfang. For afværgemetoder som stimuleret nedbrydning, naturlig nedbrydning og visse typer kemisk oxidation, der alle er ph-afhængige, er det særligt væsentligt, at undersøge ph og bufferkapaciteten i grundvandsmagasinet og i jorden omkring. I de tilfælde, hvor ph ikke ligger i det ønskede interval, må det undersøges, om ph kan ændres. I systemer med høj bufferkapacitet, vil dette være umuligt eller uforholdsmæssigt ressourcekrævende. Bufferkapaciteten kan undersøges ved at titrere en jord- og en vandprøve fra det relevante magasin. Følgende parametre er relevante for undersøgelse af carbonatsystem og geokemi: ph Iltindhold Redoxforhold Aggressivt CO 2 Koncentration af almindeligt forekommende kationer, der udfælder som oxider/hydroxider (jern, mangan, calcium, magnesium mv.) Bufferkapacitet i jord Ledningsevne Parametre som ph, iltindhold, redoxforhold og ledningsevne (ms/m) kan bestemmes ved feltmålinger og i laboratoriet, mens de øvrige parametre typisk bestemmes i laboratoriet. Litteratur Harremoës et al., Teoretisk Vandhygiejne, Polyteknisk Forlag, 4. udgave 1994 Videncenter for Jordforurening. Afværgekatalog, Teknik og Administration nr Amternes Videncenter fro Jordforurening. Afværgehåndbog om chlorerede stoffer i jord og grundvand, Teknik og Administration, nr Amternes Videncenter fro Jordforurening. Håndbog i prøvetagning af jord og grundvand, Hovedrapport, Teknik og Administration, nr af 8

182 Forudsætninger for bestemmelse af carbonatsystemet og geokemi: Filtersætning: Vandprøver udtages fra den eller de relevante boring/boringer. Boringen skal være filtersat i det magasin der skal behandles/oprenses. Filterstørrelsen tilpasses blandt andet størrelsen og antallet af pumpen/pumper, der anvendes ved efterfølgende vandprøvetagninger. Ønskes niveauspecifikke vandprøver el. lign. skal filteret give plads til at den nederste pumpes slange kan passere den øverste pumpe samt evt. plads til pejler eller logger, såfremt udvalgte parametre ønskes fulgt under renpumpning/prøveudtagning. Pumper og slanger: Pumper og slanger skal være tilpassede opgaven, så det f.eks. undgås, at vandprøverne bliver iltet under udtagning. Herunder er det vigtigt, at pumpeydelsen kan reguleres, så den passer til boringens ydeevne og et jævnt flow ved prøvetagning opnås. Typisk iltes prøverne, hvis boringen pumpes tør, eller hvis grundvandsspejlet (GVS)sænkes under toppen af filteret, hvorved iltet vand eller luft blandes med ikke iltet, eller når vandet overføres til prøvetagningsbeholderen. Vandprøver: Vandprøver udtages og opbevares efter laboratoriets standarder. Prøverne analyseres af akkrediterede laboratorier efter gældende standarder. Boring renpumpes forud for prøvetagning. Filterstrækningen og gruskastningen omkring bør tømmes 3 til 5 gange før prøven udtages, hvilket for en 6"-boring svarer til 7,6 l vand pr. meter filter pr. tømning. Renpumpningsvolumenet er meget afhængig af boringsdimension og filterdimension Under renpumpning og prøveudtagning kan der udføres feltmålinger af f.eks. iltindhold og ledningsevne. Vandprøverne bør først udtages, når disse parametre er stabile. Herved sikres det, at den udtagne vandprøve består af repræsentativt formationsvand, der ikke er påvirket af boringen. 3 af 8

183 Kategori 1 - Bestemmelse carbonatsystemet og geokemi Princip: Undersøgelse af carbonatsystemet og geokemi i én boring. Fra én boring filtersat i det forurenede grundvandsmagasin udtages en vandprøve, der analyseres for komponenter i en boringskontrol (Temperatur ved prøveudtagning, Aggressiv kuldioxid, Ammonium, Arsen, Barium, Bor, Calcium, Chlorid, Fluorid, Hydrogencarbonat, Hydrogensulfid, Jern, Kalium, Ledningsevne, Magnesium, Mangan, Methan, Natrium, Nikkel, Nitrat-screening, Nitrit, NVOC, opløst Oxygen, ph, Sulfat, total phosphor). Feltopstilling og udførelse: GVS pejles. Pumpen tilsluttes slange og strømforsyning, og renpumpningen påbegyndes. Undervejs pejles GVS og en passende pumpehastighed anslås. Boringen må ikke løbe tør, og prøverne må ikke oxideres, f.eks. ved oppumpning af vand og luft, under udtagning. Efterfølgende føres slangen over i de relevante prøvebeholdere, der fyldes med vand. Udtagningshastigheden justeres, så vandet løber roligt ned langs prøvebeholderens inderside uden af sprøjte og derved iltes. Slangen holdes så snart det er muligt under vandoverfladen i prøvebeholderen. Prøvebeholderen overfyldes og lukkes tæt, hvorved det undgås, at der er en luftlomme i flasken over vandet. Principskitse: Filtersat boring Pumpe Prøvetagningsbeholder Data, databehandling og rapportering: Prøven analyseres for de ovenfor nævnte komponenter i boringskontrollen. Endvidere pejles GVS. Arbejdsskemaet bør indeholde oplysninger om anvendte pumpe og slanger, renpumpningsvolumen og vurdering af boringens ydeevne (velydene/lavt ydende) samt eventuelle relevante observationer som f.eks. lugt, indhold af silt i vandet mv. Analyseresultater, pejledata og relevante feltobservationer afrapporteres. På baggrund af resultaterne vurderes risiko for tæring af installationer og udfældninger i rør, filter mv. i afværgesystemet. Forslag til supplement af testen: ph, temperatur, iltindhold og ledningsevne i grundvandet kan følges med feltmåling. Vandprøven udtages, når alle parametre er stabile. Herved sikres det, at vandprøven er repræsentativ for den del af grundvandsmagasinet, boringen er filtersat i. 4 af 8

184 Kategori 2 - Bestemmelse af carbonatsystemet og geokemi Princip: Undersøgelse af carbonatsystemet og geokemi ved udtagning af vandprøver i flere dybder fra samme boring, samt bestemmelse af bufferkapacitet for ph-afhængige afværgemetoder. Afhængigt af boringens filtersætning og grundvandsmagasinets mægtighed udtages 2-3 vandprøver i forskellig dybde, således at der opnås niveauspecifikke vandprøver fra hhv. øvre, mellemste og nedre del af magasinet efter behov. Formålet er at opnå en vandprøve fra en bestemt dybde i magasinet, således at vandet ikke er opblandet med vand fra et andet lag, der kan have en anden geokemi eller en anden forskydning af carbonatsystemets ligevægte. Niveauspecifikke vandprøver kan udtages vha. følgende metoder: separationspumpning evt. suppleret med vertikal flowmåling packer multisampler filtersætning i flere niveauer geoprobe Ved separationspumpning pumpes vand samtidig fra to niveauer i filteret i boringen. Ved at anbringe en flowmåler i boringen, kan det vertikale flow bestemmes. Pumpernes ydeevne justeres, så der ikke er et vertikalt flow i boringen eller så dette minimeres før vandprøven udtages. En packer kan anbringes i filterrøret mellem de to dybder, vandprøverne ønskes udtaget fra, og pumpes op. Packeren afspærrer herved filterstrækningen mellem de to dybder og afskærer flowet i boringen mellem dybderne. En multisampler udgøres af en række filtre i samme boring. Fra hvert filter er der et prøveudtag. Boringerne kan etableres med en multisampler eller med filtre i flere niveauer, og vandprøver kan udtages fra hvert filter i multisampleren/hvert filter i boringen. For både packer, multisampler og filtersætning i flere niveauer gælder det, at afspærringen mellem niveauerne ikke er komplet og pumpeydelsen skal justeres efter de geologiske forhold. Geoprobe er en sonde, der føres ned i jorden. I spidsen af sonden sidder et filter, hvorigennem bl.a. vandprøver kan udtages. Geoproben føres til den ønskede dybde og vandprøven udtages, hvorefter en ny prøve kan udtages i en anden dybde. I modsætning til de andre metoder er geoproben uafhængig af boringer. Afhængigt af geologien kan den øvre del af magasinet være iltet i forhold til de nedre dele. Afhængigt at forureningstypen vil hhv. øvre eller nedre del af grundvandsmagasinet være påvirket af forureningen. Omsætning af forurening i grundvandet kan forskyde carbonatsystemets ligevægte og påvirke redoxforholdene. Planlægges det at anvende en afværgemetode med et ph-optimum udtages en jordprøve under borearbejdet til bestemmelse af bufferkapaciteten i grundvandsmagasinet og jorden omkring. En prøve af jord og grundvand titreres for at bestemme bufferkapaciteten, og dermed få et mål for, om det er muligt inden for projektets grænser at ændre ph, hvis dette er nødvendigt. 5 af 8

185 Feltopstilling og udførelse: GVS pejles. Pumpen tilsluttes slange og strømforsyning, og renpumpningen påbegyndes. Undervejs pejles GVS og en passende pumpehastighed anslås. Boringen må ikke løbe tør, og prøverne må ikke oxideres, f.eks. ved oppumpning af vand og luft, under udtagning. Efterfølgende føres slangen over i de relevante prøvebeholdere, der fyldes med vand. Udtagningshastigheden justeres, så vandet løber roligt ned langs prøvebeholderens inderside uden af sprøjte og derved iltes. Slangen holdes så snart det er muligt under vandoverfladen i prøvebeholderen. Prøvebeholderen overfyldes og lukkes tæt, hvorved det undgås, at der er en luftlomme i flasken over vandet. Principskitse: Filtersat boring Pumper Prøvetagningsbeholdere Data, databehandling og rapportering: Prøven analyseres for de ovenfor nævnte komponenter i boringskontrollen. Endvidere pejles GVS. Arbejdsskemaet bør indeholde oplysninger om anvendte pumpe og slanger, renpumpningsvolumen og vurdering af boringens ydeevne (velydene/lavt ydende) samt eventuelle relevante observationer som f.eks. lugt, indhold af silt i vandet mv. Analyseresultater, pejledata og relevante feltobservationer afrapporteres. På baggrund af resultaterne vurderes risiko for tæring af installationer og udfældninger i rør, filter mv. i afværgesystemet. For ph-følsomme afværgemetoder af bestemmes systemets bufferkapacitet. Forslag til supplement af testen: ph, temperatur, iltindhold og ledningsevne i grundvandet kan følges med feltmåling. Vandprøven udtages, når alle parametre er stabile. Herved sikres det, at vandprøven er repræsentativ for den del af grundvandsmagasinet, boringen er filtersat i. 6 af 8

186 Kategori 3 - Bestemmelse af carbonatsystemet og geokemi Princip: Undersøgelse af carbonatsystemet og geokemi ved udtagning af vandprøver i flere dybder fra boringer filtersat i kildeområdet, i faneområdet samt hhv. opstrøms og nedstrøms forureningen. Bestemmelse af bufferkapacitet for ph-afhængige afværgemetoder. Som for kategori 2, dog udtages vandprøver fra flere boringer. Optimalt er boringerne filtersat i kildekområdet, i fanen samt hhv. op- og nedstrøms for forureningen. Forureningen vil påvirke grundvandet; herunder carbonatsystemets ligevægte. Planlægges det at anvende en afværgemetode med et ph-optimum, udtages en jordprøve under borearbejdet til samtidig bestemmelse af bufferkapaciteten i grundvandsmagasinet og jorden omkring. En prøve af jord og grundvand titreres for at bestemme bufferkapaciteten, og dermed få et mål for, om det er muligt inden for projektets grænser at ændre ph, hvis dette er nødvendigt. Feltopstilling og udførelse: GVS pejles. Pumpen tilsluttes slange og strømforsyning, og renpumpningen påbegyndes. Undervejs pejles GVS og en passende pumpehastighed anslås. Boringen må ikke løbe tør, og prøverne må ikke oxideres, f.eks. ved oppumpning af vand og luft, under udtagning. Efterfølgende føres slangen over i de relevante prøvebeholdere, der fyldes med vand. Udtagningshastigheden justeres, så vandet løber roligt ned langs prøvebeholderens inderside uden af sprøjte og derved iltes. Slangen holdes så snart det er muligt under vandoverfladen i prøvebeholderen. Prøvebeholderen overfyldes og lukkes tæt, hvorved det undgås, at der er en luftlomme i flasken over vandet. Principskitse 1: Filtersat boring, opstrøms Pumper Prøvetagningsbehold Filtersat boring, kildeområde Pumper Prøvetagningsbehold Filtersat boring, fane Pumper Prøvetagningsbehold 7 af 8

187 Principskitse 2: Boring, opstrøms Boring, kildeområde Boring, fane Boring, nedstrøms Data, databehandling og rapportering: Prøven analyseres for de ovenfor nævnte komponenter i boringskontrollen. Endvidere pejles GVS. Arbejdsskemaet bør indeholde oplysninger om anvendte pumpe og slanger, renpumpningsvolumen og vurdering af boringens ydeevne (velydene/lavt ydende) samt eventuelle relevante observationer som f.eks. lugt, indhold af silt i vandet mv. Analyseresultater, pejledata og relevante feltobservationer afrapporteres. På baggrund af resultaterne vurderes risiko for tæring af installationer og udfældninger i rør, filter mv. i afværgesystemet. For ph-følsomme afværgemetoder af bestemmes systemets bufferkapacitet. Forslag til supplement af testen: ph, temperatur, iltindhold og ledningsevne i grundvandet kan følges med feltmåling. Vandprøven udtages, når alle parametre er stabile. Herved sikres det, at vandprøven er repræsentativ for den del af grundvandsmagasinet, boringen er filtersat i. 8 af 8

188 Abejdsseddel - Carbonatsystemet og geokemi - Kategori 1 1 af 1 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: SAG UNDERSØGELSESFORMÅL / ANALYSER Sagsnavn: Prøvetager: Undersøgelsesformål: Sagsleder: Analyseparametre: Rekvirent navn: Laboratorium: Rekvisition udfyldt: ja nej Vandprøver fra fgl. boringer: Kontaktperson: UDSTYR PRØVETAGER ERKLÆRING Pejl: Udstyrsnummer: Pumpetype: Udstyrsnummer: Engangs Slangemateriale: Udstyrsnummer: Engangs Fast placeret i boring Fast placeret i boring Underskrift FELTMÅLING ( ikke akkrediteret ydelse) Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Boring Dimension Filterbund Vandspejl Tid Flow Forpumpning Prøvemængde Ledningsevne Temperatur Redox ph Ilt Bemærkninger Klarhed, Udfældninger, Farve, Lugt, Filtrering, Konservering V-boring-filter-a,b,.. (mm) (m u.mp) (m u.mp) (t:min) (l/min.) (liter) (liter) (ms/cm) ( o C) (mv) (mg/l) Pumpestart, VP udtaget, Bundpejling, Pumpeplacering, Fri fase mm. Kryds af ved ønskede data F:\KIJ\Afvaergekatalog 2010\Afværgekatalog_feb2010\3. Projekteringsparametre\3.2 Metodebeskrivelser og arbejdssedler\ Carbonatsystemet og geokemi\arbejdsedler\carbonatsystemet og geokemi kat 1_okt 09

189 Abejdsseddel - Carbonatsystemet og geokemi - Kategori 2 1 af 1 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: SAG UNDERSØGELSESFORMÅL / ANALYSER Sagsnavn: Prøvetager: Undersøgelsesformål: Sagsleder: Analyseparametre: Rekvirent navn: Laboratorium: Rekvisition udfyldt: ja nej Vandprøver fra fgl. boringer: Kontaktperson: UDSTYR PRØVETAGER ERKLÆRING Pejl: Udstyrsnummer: Pumpetype: Udstyrsnummer: Engangs Slangemateriale: Udstyrsnummer: Engangs Fast placeret i boring Fast placeret i boring Underskrift FELTMÅLING ( ikke akkrediteret ydelse) Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Boring Dimension Filterbund Vandspejl Tid Flow Forpumpning Prøvemængde Ledningsevne Temperatur Redox ph Ilt Bemærkninger Klarhed, Udfældninger, Farve, Lugt, Filtrering, Konservering V-boring-filter-a,b,.. (mm) (m u.mp) (m u.mp) (t:min) (l/min.) (liter) (liter) (ms/cm) ( o C) (mv) (mg/l) Pumpestart, VP udtaget, Bundpejling, Pumpeplacering, Fri fase mm. Kryds af ved ønskede data Forpumpning fortsættes indtil følgende parameter er stabil: ph Temperatur Iltindhold Ledningsevne F:\KIJ\Afvaergekatalog 2010\Afværgekatalog_feb2010\3. Projekteringsparametre\3.2 Metodebeskrivelser og arbejdssedler\ Carbonatsystemet og geokemi\arbejdsedler\carbonatsystemet og geokemi kat 2_okt 09

190 Abejdsseddel - Carbonatsystemet og geokemi - Kategori 3 1af 1 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: SAG UNDERSØGELSESFORMÅL / ANALYSER Sagsnavn: Prøvetager: Undersøgelsesformål: Sagsleder: Analyseparametre: Rekvirent navn: Laboratorium: Rekvisition udfyldt: ja nej Vandprøver fra fgl. boringer: Kontaktperson: UDSTYR PRØVETAGER ERKLÆRING Pejl: Udstyrsnummer: Pumpetype: Udstyrsnummer: Engangs Slangemateriale: Udstyrsnummer: Engangs Fast placeret i boring Fast placeret i boring Underskrift FELTMÅLING ( ikke akkrediteret ydelse) Manuelle aflæsninger - eventuelle data fra loggere vedlægges rapporten Boring Dimension Filterbund Vandspejl Tid Flow Forpumpning Prøvemængde Ledningsevne Temperatur Redox ph Ilt Bemærkninger Klarhed, Udfældninger, Farve, Lugt, Filtrering, Konservering V-boring-filter-a,b,.. (mm) (m u.mp) (m u.mp) (t:min) (l/min.) (liter) (liter) (ms/cm) ( o C) (mv) (mg/l) Pumpestart, VP udtaget, Bundpejling, Pumpeplacering, Fri fase mm. Kryds af ved ønskede data Forpumpning fortsættes indtil følgende parameter er stabil: ph Temperatur Iltindhold Ledningsevne F:\KIJ\Afvaergekatalog 2010\Afværgekatalog_feb2010\3. Projekteringsparametre\3.2 Metodebeskrivelser og arbejdssedler\ Carbonatsystemet og geokemi\arbejdsedler\carbonatsystemet og geokemi kat 3_ okt 09

191 Strømningsfordeling i mættet zone

192 Strømningsfordeling i mættet zone Definition af strømningsfordeling i mættet zone På grund af variationer i jordlagenes hydrauliske ledningsvene kan der være store forskelle i grundvandets vertikale strømningsfordeling i den mættede zone. Enheden for strømningsfordeling i mættet zone er %. Strømningsfordeling i mættet zone kan enten bestemmes direkte ved udførelse af målinger eller kan estimeres ud fra kendskab til jordlagenes hydrauliske ledningsevne. Der er flere måder at bestemme strømningsfordeling i mættet zone på: Indirekte metoder, bestemmelse ved beregninger pba. fx sigtekurver. Feltmetoder, bestemmelse ved: o flowlogs o heat-pulse målinger o pakker tests o prøvepumpninger eller slugtest i filter i flere niveauer i den mættede zone o Geoprobesondering, hvor proben føres til den ønskede dybde og der udføres pumpeforsøg. Måling af strømningsfordeling i mættet zone udføres i boringer. Ved flowlogs måles med en propel flowsonde og metoden kan anvendes i filtersatte boringer eller åbne kalkboringer. Ved heat-pulse målinger måles med heat-pulse sonde og metoden anvendes som oftest kun i filtersatte boringer. Begge metoder anvendes i forbindelse med oppumpning fra boringen. Ved pakker test sættes 2 oppustelige pakkere omkring det interval som ønskes testet. I mellem de 2 pakkere monteres en grundvandspumpe og tryktransducer. Metoden anvendes i både filtersatte boringer og i åbne kalkboringer. Bestemmelse af strømningsfordeling i mættet zone er i det følgende bestemt på 2 niveauer svarende til en kategori 2 (flowlogs og/eller heat-pulse-målinger) og kategori 3 metode (pakker test). Litteratur 1. Hydraulics of groundwater. Jacob Bear Analysis and evaluation of Pumping Test Data. Kruseman & De Ridder Geofysisk borehulsmåling. Logging. Bay, W. Laboratoriet for Geoteknik, Ingeniørhøjskolen i Horsens, Vandforsyning. Karlby H. og Sørensen, I. Teknisk Forlag, Forudsætninger for bestemmelse af strømningsfordeling i mættet zone: Sediment i boringen Ved flowlogs kan opslemmet sediment i boringen og en meget ujævn borevæg påvirke propellens rotation og give et mere usikkert billede af grundvandets indstrømning i boringen. Høj pumpeydelse De bedste resultater for flowloggen opnås ved en høj konstant pumpeydelse uden at vandspejlet sænkes under forerør. Er dette ikke muligt, kan der eventuelt injiceres vand i boringen eller udføre flowloggen ved en henholdsvis lav og høj pumpeydelse. Udstyrets kapacitet; Test udstyret skal have den fornødne kapacitet til at levere et tilstrækkeligt flow. 1 af 5

193 Kategori 2 - Bestemmelse af strømningsfordeling i mættet zone Princip. Heat-Pulse: I en boring filtersat i den mættede zone kan strømningsfordelingen i mættet zone bestemmes ved, at der gennemføres heat-pulse-målinger. Heat Pulse sonden består af et varmelegeme og to termometre, der er monteret henholdsvis 5 cm over og under varmelegemet. Ved hver enkelt måling varmes vandet omkring varmelegemet hurtigt op, strømning i boringen vil flytte det opvarmede vand henholdsvis op eller ned. Tiden for varmepulsens transport fra varmelegemet til termometrene er udtryk for vandets strømningshastighed. Heat-pulse-målinger benyttes til måling af vandbevægelsen i en boring med små strømningshastigheder. Heat-pulse-målinger anvendes, mens sonden står stille ved en given dybde (diskrete målinger), hvilket adskiller sig fra flowlogging, hvor der måles kontinuert. Princip. Flowlogging: I det følgende (feltopstilling, principskitse m.m.) beskrives bestemmelse af strømningsfordeling i mættet zone bestemt ved flow-måling. Flowlogging kan udføres både i filtersatte som ikke filtersatte boringer. I ikke filtersatte boringer skal formationen kunne stå selv, hvilket er muligt i nogle kalkaflejringer men ikke i sandaflejringer. Hvis flowloggen udføres i ikke filtersatte boringer skal der også udføres en caliberlog til bestemmelse af borehullets diameter. Denne anvendes til at kalibrere flowloggens målinger. Der installeres en dykpumpe under vandspejlet i boringen. Flowloggen måler den relative vertikale strømning i boringen med en propelsonde. På flowloggen ses den vertikale strømning som en variation af RPM (Rounds Per Minute) fra top til bund af boringen. Feltopstilling: Flowsonde installeres i boring og pumpeindtag af dykpumpe placeres efter følgende retningslinjer. Principskitse: Pump i 5 minutter: Hvis sænkning ~1 m: Sæt pumpeindtag 0,5 m under vandspejl Hvis sænkning ~ 2 a 3 m: Sæt pumpeindtag 1 m under vandspejl Hvis sænkning > 3 m: Sæt pumpeydelsen ned eller ryk pumpen nedad Herefter føres flowsonde op ved siden af pumpen. 2 af 5

194 Udførelse: Flowsonden køres først ned med konstant hastighed gennem boringen uden pumpning, hvilket giver sondens nul-niveau. Dernæst indstilles pumpen til en konstant ydelse. Sænkning og ydelse noteres i feltjournalen. Flowsonden sænkes ned gennem boringen ved konstant hastighed og der foretages en løbende registrering af flow (RPM). Pumpeydelsen og rotationen er kendt i toppen af boringen og rotationerne i boringen kan kortlægges i ydelse samt procent. Det er yderst vigtigt, at der måles flow oppe i casingen (om muligt mindst 2 m), for at kalibrere flowloggen med pumpens flow. Der logges altid imod vandstrømningen nedad ved pumpning og opad. Ydelsen og boringens areal sammenholdes, således at loghastigheden kan tilpasses vandstrømningen i boringen. Det er vigtigt for et godt resultat, at der er en betydelig forskel mellem sondens og vandstrømmens hastighed. Data, databehandling og rapportering: Under logging måles antallet af rotationer per minut (RPM), der omregnes til m/min, m 3 /t samt til procent af maksimalt flow under pumpning. Data fra loggingen med flow korrigeres for eventuel intern strømning i boring med data fra loggingen uden flow. Flowlog med og uden pumpning optegnes sammen med boreprofil og eventuelle andre logs udført i boringen. Ved tolkningen af flowloggen sættes flow lig 0% i bunden af boringen og til 100% i casingen. En konstant kurve, viser, at der ikke er indstrømning i intervallet, en svag stigning viser jævn indstrømning fra hele intervallet, mens en pludselig stigning viser koncentreret indstrømning fra et højt permeabelt lag eller en sprække. Følgende parametre skal beregnes på baggrund af data: indstrømning i % af total indstrømning som funktion af dybden Følgende parametre kan beregnes på baggrund af data: boringens virkningsgrad magasinets hydrauliske ledningsevne Forslag til supplement af testen: Ved logging i boringer, hvor der ikke kan skabes en tilfredsstillende vandstrømning ved oppumpning af vand, kan man udføre flowlog ved nedpumpning (injicering) af vand fra fx. en brandhane (iht. Miljøbeskyttelsesloven 19 kræves en myndighedstilladelse til nedpumpning af vand). Ydelsen for det nedpumpede vand skal måles og loghastigheden vurderes. Det er ligeledes muligt at udføre flowmålinger i boringer med lave ydelser ved at udføre målingerne i 2 omgange. Først en flowmåling ved lav ydelse, hvor pumpen er placeret i casingen. Dernæst sænke pumpen til et lavere niveau og udføre en en flowmåling ved den højest mulige ydelse. De 2 sæt flowkurver afbilledes og strømninger i de dybere dele af boringen kan verificeres. Heat-pulse sonden er ligeledes velegnet til måling af strømning i lavtydende boringer. 3 af 5

195 Kategori 3 - Bestemmelse af strømningsfordeling i mættet zone Ved kategori 3 bestemmelse af strømningsfordelingen i mættet zone udføres denne vha. et system af pakkere og en grundvandspumpe. Princip: Pakkertest På en boring udføres et pumpeforsøg mellem 2 pakkere. Ved samtidigt at registrere flow og tryk i pakkerintervallet kan den hydrauliske ledningsevne bestemmes for det testede interval. Feltopstilling: I en boring sættes 2 oppustelige pakkere i det interval, som ønskes testet. I mellem de 2 pakkere monteres en grundvandspumpe og tryktransducer. Principskitse: (foreløbig) Der monteres også tryktransducere under den nederste pakker og over den øverste pakker for at teste, om pakkerne er tætte. På afgangen fra grundvandvandspumpen monteres en flowmåler til elektronisk logging af flow fra boringen. Loggerne til tryktransducere skal kunne måle hvert 5. sekund med en usikkerhed på ikke over 0,01 m. Udførelse: Pakker, transducere og pumpe installeres i boringen. Pakkerne pustes op, og systemet tjekkes, om det er tæt ved en indledende pumpning i 5 min med samtidig måling af vandspejlet over, mellem og under pakkerne. Hvis der ikke er respons i vandspejlet over den øverste pakker eller under den nederste pakker er systemet tæt, og forsøget kan startes, når vandspejlet mellem pakkerne er retableret. Pumpen opstartes med et konstant flow. Herefter føres med datalogger en løbende registrering af flow og tryk i boringen. Tryktransducere i pumpeboring indstilles til at logge data hvert 5 sek. Forsøget gentages for andre intervaller som ønskes testet. 4 af 5

196 Data, databehandling og rapportering: Under forsøget opsamles data af tid, flow og tryk i pumpeboringen. Der optegnes en situationsplan med angivelse af placering af pumpeboring på lokaliteten. Boreprofilet vedlægges rapporten med angivelse af filterplacering samt vandspejl. Der optegnes en graf med tryk og flow som funktion af tiden. Med sænknings- og stigningskurvens dekadehældninger beregnes den hydrauliske ledningsevne. Følgende parametre skal beregnes på baggrund af data: den hydrauliske ledningsevne for det testede interval Forslag til supplement af testen: Der etableres observationsboringer til måling af grundvandets respons i disse. Observationsboringerne kan også monteres med pakkere og tryktransducere mhp. at vurdere den rumlige variation i strømningsfordelingen i den mættede zone. 5 af 5

197 Abejdsseddel - Bestemmelse af strømningsfordeling i mættet zone - Kategori 2 1 af 1 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Fakta: Referenceniveau (sæt kryds) Terræn Røroverkant Andet (specifer) Boringsnavn Filterinterval (m u. reference) Filterdimension (m u. reference) Sondetype Pumpetype Placering af pumpe (m u. reference) Vandspejl før logging (m u. reference) Start pumpe (klokkeslæt) Pumpeydelse (m3/t) Vandspejl lige før stop pumpe (m u. reference) Flow-sonde (uden pumpning): Tælletal, hvilket tælletal måles typisk Stop pumpe (klokkeslæt) Flow-sonde (med pumpning): Tælletal, slutværdi (bunden af boringen) Evt. bundpejling før pumpning Evt. bundpejling efter pumpning Filnavnsforkortelser: D = Down, U = Up, N = Not pumping, P = Pumping, I = Injektion Lognr [1,2, n] Filnavn [eks: IFMG01DN] Kalibrering [ingen, intern, ekstern (filnavn)] Måling ved skulder af sonde før logging Startdybde [m. u. reference] Starttid [klokkeslæt] Slutdybde [m. u. reference] Måling ved skulder af sonde efter logging Sluttid [klokkeslæt] Loggingmetode op / ned Loghastighed [m/min] Bemærkninger Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

198 Abejdsseddel - Bestemmelse af strømningsfordeling i mættet zone - Kategori 3 1 af 2 (der foretages ved denne test også en test som beskrevet under kategori 2) Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Fakta: Referenceniveau (sæt kryds) Terræn Røroverkant Andet (specifer) Boringsnavn Filterinterval (m u. reference) Filterdimension (m u. reference) Pumpetype Placering af pumpe (m u. reference) Vandspejl før logging (m u. reference) Pakker nr. 1 Type Placering (m u. reference) Pakker nr. 2 Type Placering (m u. reference) Transducer 1 Type Placering (m u. reference) Transducer 2 Type Placering (m u. reference) Transducer 3 Type Placering (m u. reference) Start pumpe (klokkeslæt) Pumpeydelse (m3/t) Stop pumpe (klokkeslæt) Skitse testopstilling: Skitse situationsplan (boringer, kloak, ledninger mv.) Bemærkninger:

199 Abejdsseddel - Bestemmelse af strømningsfordeling i mættet zone - Kategori 3 2 af 2 Kunde: Kunde sagsnr: Dato: Lokalitet: Firma: Firma sagsnr.: Initialer: Manuelle målinger - dadta fra loggere vedlægges rapport Pumpeboring Sporgas Obs boring 1 Obs boring 2 Obs boring 3 Pumpeboring Obs boring 1 Obs boring 2 Obs boring 3 Tid Flow [m3/t] Undertryk [mbar] Flow [l/t] Undertryk [mbar] Undertryk [mbar] Undertryk [mbar] Konc sporgas [mg/m 3 ] Konc sporgas [mg/m 3 ] Konc sporgas [mg/m 3 ] Konc sporgas [mg/m 3 ] Kommentar Bemærkninger:

200 Magasinkoeficient

201 Magasinkoefficient Definition af magasinkoefficient Magasinkoefficienten (S) er defineret som forholdet mellem det volumen af vand, der ved gravitation kan afdrænes fra prøven, og prøvens totalvolumen (benævnes ofte som det frie magasintal). S = b*s s Hvor b er tykkelsen på aflejringen (længdeenhed) S s defineres ved udtrykket: ΔV v /(V a *Δh) Hvor ΔV v er volumenet af det afdrænede vand V a er volumenet af aflejringen Δh er ændringen i hydraulisk trykniveau Magasinkoefficienten angiver dermed, hvor meget vand, der afgives eller opmagasineres fra en arealenhed af den pågældende aflejring, når vandspejlet sænkes eller stiger en længdeenhed. Magasinkoefficienten afhænger af porøsiteten ved det frie vandspejl i aflejringen, men da ikke alt vand kan afdrænes ved gravitation, er magasinkoefficienten mindre end porøsiteten. I beregningsmæssig sammenhæng har magasinkoefficienten primært betydning ved beregning af grundvandsstrømning indenfor kortere perioder med dynamiske klimaforhold og deraf følgende dynamiske vandspejlsforhold. Litteratur 1. Groundwater, Alan Freeze and John Cherry, 1979, Prentice-Hall International (UK) Limited, London. 2. Geologi og grundvand, Peter Graversen, Carsten L. Larsen, Walter Brüsh, Erik Nygaard, Kurt Klitten, Niels Kelstrup og Henning Krüger, 2004, Miljøministeriet, Miljøstyrelsen, publikationen findes på Geologi_og_grundvand.pdf 3. Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen, nr. 10, 2003, Hydrokemisk interaktion mellem Grundvand og Overfladevand (HYGRO), En metode til klassificering af ådale i typeområder, publikationen findes på 03/ /html/helepubl.htm 1 af 1

202 Lækagekoeficient

203 Lækagekoefficient Definition af lækagekoefficient Hvis der indvindes vand fra et spændt magasin overlejret af ler, vil lerets hydrauliske egenskaber være afgørende for, hvor meget vand der frigives ved lækage til det underliggende magasin. Lækagekoefficienten beskriver således resistansen af det overliggende lerlag. Lækagekoefficienten m [s-1] for et spændt magasin er defineret som forholdet mellem den vertikale hydrauliske ledningsevne Kz og tykkelsen b af det overliggende lavpermeable dæklag (Bear, 1979). Lækagekoefficenten m [s-1] = Kz / b Lækagekoefficienten kan bestemmes ud fra langtidsprøvepumpninger (minimum 2-3 uger). Ud over pumpeboringen kræves der som minimum 1 observationsboring filtersat i det samme magasin, men det anbefales dog, at der inddrages flere observationsboringer fordelt rundt om indvindingen, både i det aktuelle lag, men også i magasiner, der evt. befinder sig over eller under lækagelaget, for at kunne belyse lækageforholdene i forskellige retninger rundt om kildepladsen. Lækagekoefficienten kan også kalibreres i en numerisk model, hvis man har troværdige potentialemålinger fra et øvre og nedre magasin, som er adskilt af det pågældende lækagelag. Lækagefaktoren vil ofte under danske forhold findes i størrelsesordenen 10 x x [s 1 ] (Københavns Amt & Madsen, B., 2004). Litteratur 1. Hydrokemisk interaktion mellem Grundvand og Overfladevand (HYGRO), En metode til klassificering af ådale i typeområder, Bertil Nilsson et al. 2003, Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen nr. 10, Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: Publikationer/2003/03/ htm 2. Bear, J., Hydraulics of Groundwater. Department of Civil Engineering. Technion Isreal Institute of Technology. Haifa, Israel, pp Københavns Amt, & Madsen, B., "Vandindvindingens påvirkning af vandløb,søer og vådområder", Københavns Amt, Teknisk Forvaltning, Jord- og Vandafdelingen, i samarbejde med Water Vision a/s) 1 af 1

204 Strømningshastighed af fri fase

205 Strømningshastighed af fri fase Definition af strømningshastighed af fri fase Et spild af separat fri fase forurening (f.eks. chlorerede opløsningsmidler eller olie/benzin) vil ved relativ hurtig nedtrængning (timer til dage) kunne spredes gennem jorden via poreskelettet i lag af sand/grus eller revner og sprækker i lag af f.eks. moræneler eller kalk. Spredningen og nedtrængningsdybden styres primært af forureningsstoffernes fysiske og kemiske egenskaber i samspil med spildets størrelse og jordlagenes geologiske opbygning samt vandmætningsforholdene. Spildet vil under nedtrængningen i jorden typisk efterlade en zone af immobile, usammenhængende dråber af forurening fanget i poreskelettet og sprækker på grund af kapillære kræfter, en såkaldt residual fri fase forurening. Nedtrængningen vil først stoppe, når de nedadrettede kræfter fra den sammenhængende forureningsfase ikke kan overvinde kapillarkræfterne. Ved nedtrængning til geologiske barrierer (finkornede geologiske lag med højt vandindhold som f.eks. ler) kan nedtrængningen derfor standses som følge af kapillære modstandskræfter. Er spildet imidlertid tilstrækkeligt stort, vil der opbygges en pulje af sammenhængende fri fase forurening, der kan overvinde den kapillære modstand, hvorefter spredningen kan fortsætte nedefter. Mekanismerne bag spredningen af fri fase i jorden kan opdeles i trykdreven stoftransport (konvektion) samt stoftransport drevet af koncentrationsforskelle (diffusion). Konvektion (i litteraturen også kaldt advektion) anses for at være den dominerende spredningsmekanisme mht. spredning af fri fase forurening. Litteratur 1. A Decision-Making Framework for Cleanup of Sites Impacted with Light Non-Aqueous Phase Liquids (LNAPL), 2005, EPA 542-R Publikationen findes på: (PDF) 2. "Ground Water Issue: Light Nonaqueous Phase Liquids," July ORD and OSWER joint publication EPA/540/S-95/500, NTIS Order Number PB , Publikationen findes på: 3. Mechanics of immiscible fluids in porous media. Af A. T. Corey, 1994, Water Resource Publications, LLC, relevante uddrag af bogen findes på googles bogsøgning: 4. Soil and sediment remediation: mechanisms, technologies and applications. Af P. Lens, T. Grotenhuis, Udgivet af IWA Publishing, Relevante uddrag af bogen findes på googles bogsøgning: 5. Projekt om jord og grundvand fra Miljøstyrelsen, 20, 1996, Kemiske stoffers opførsel i jord og grundvand: 1 bd. Publikationen findes på miljøstyrelsens hjemmeside: 1 af 1

206 Influensradius for donor/oxidationsmiddel

207 Influenszone for donor/oxidationsmiddel Definition af influenszone for donor/oxidationsmiddel Influenszonen for donor-/oxidationsmidlet er det område, som bliver berørt ved reaktion mellem forureningen og den tilsatte reagens. Praktisk fastlægges influenszonen ofte som den radius (angivet i meter), der kan påvirkes ved tilsætning af donor-/oxidationsmidlet i centrum. Størrelsen af influenszonen afhænger af en række faktorer såsom: Jordens struktur og permeabilitet Jordens ph værdi Jordens iltforbrug Kemiske/ fysiske egenskaber ved donor-/ oxidationsmidlet Fysiske påtrykte faktorer såsom tryk og flow for injektion af donor-/oxidationsmiddel samt pumpeydelse og tryk i eventuelle boringer i området mv. Ved bestemmelse af influenszonen kan følgende metoder benyttes: Udtagning af luft (umættet zone) eller grundvandsprøver (mættet zone) før og efter de enkelte behandlinger med donor/oxidationsmiddel, som analyseres for relevante parameter, herunder oxidationsmiddel/ doner for at vurderer stabiliteten og udbredelsen heraf. Evt. udførsel af tests med tracer (gas eller væske), som tilsættes udvalgte boringer. Udtagning af gas eller vandprøver fra udvalgte boringer for at vurdere spredning af tracer og influensradius af injektionen. Litteratur 1. Prøvetagning af porevand i umættet zone, 2000, Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen. Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: / /html/helepubl.htm 2. Groundwater, Alan Freeze and John Cherry, 1979, Prentice-Hall International (UK) Limited, London. 3. Miljøprojekt Nr. 1222, 2008, Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening, Monitering af PCE-afværge ved kemisk oxidation (permanganat) i moræneler Hovedrapport. Beskrivelse af afværgeforanstaltninger og moniteringsresultater Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: 4. Chemical Oxidation. Af W. Wesley Eckenfelder, John A. Roth, Alan R. Bowers. Relevante uddrag af bogen findes på: AND+zone+ of+influence&source=bl&ots=qatapdroih&sig=d4vbeo5t_lgxpi- Oq5hPUgZtODY&hl=da&ei=hL0fSouWMYLW-Aa- 1qTQCQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1#PPA202,M1 5. Kemisk oxidation af sediment- og grundvandsforureningen på depotet ved Høfde 42 - fase 1: Projektbeskrivelse og forundersøgelser. Miljøprojekt Nr , Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvands forurening. Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: 7/ /html/default.htm 1 af 1

208 Hydraulisk ledningsevne i umættet zone

209 Hydraulisk ledningsevne i umættet zone, porevandshastighed Definition af hydraulisk ledningsevne i umættet zone, porevandshastighed Den umættede zone defineres som den zone, der hverken tilhører den mættede zone eller den kapillære overgangszone, som ligger umiddelbart over grundvandsspejlet. I jordens umættede zone er der ikke fri og ubegrænset adgang til vand. Porevandet eller jordvandet, som det også kaldes, opfylder delvist mellemrummene mellem jordpartiklerne, hvor det holdes tilbage af kapillærer kræfter. I resten af poremellemrummene findes luft. Vand kan også sidde bundet som en "hinde" (adhæsion) på overfladen af jordpartiklerne. Transport af vand i jordens umættede zone kan, ligesom i den mættede zone, beskrives ved Darcy s Lov. Den eneste forskel er, at den umættede hydrauliske ledningsevne ikke er konstant, men falder med faldende vandindhold. Da både vandindhold, trykpotentiale og flow ændres med tiden skrives Darcy s Lov for den umættede zone på differentiel form. Hvor q er Darcy fluxen (m dag -1 ), K er den umættede hydrauliske ledningsevne, z er dybden positiv nedad (m) og H er det hydrauliske potentiale (m) som er summen af potentialet, som stammer fra porevandstrykket h (m) og gravitationspotentialet z (m). Kombineres Darcy s Lov med kontinuitetsligningen fås Richards ligning, der udtrykker, at vandbevægelse er en kombination af bevægelser, der foregår som følge af gradienter i porevandstrykket og bevægelse som følge af gravitation. hvor Θ er vandindholdet (m 3 m -3 ) Det har vist sig, f.eks. i morænejord, at vandtransporten ofte forekommer i sprækker, uden at der opnås ligevægt med den omgivende jordmatrix. I rodzonen drejer det sig især om bioporer, som regnormegange og gamle rodkanaler. Også tørke- og frost/tø-sprækker kan forekomme i de øvre jordlag. I de dybere jordlag er der hovedsageligt tale om tektoniske sprækker, som stammer fra trykket under den sidste istid. Litteratur 1. Prøvetagning af porevand i umættet zone, 2000, Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen. Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: 2. Groundwater, Alan Freeze and John Cherry, 1979, Prentice-Hall International (UK) Limited, London. 1 af 1

210 Fysiske egenskaber af fri fase

211 Fysiske egenskaber af fri fase Definition af fysiske egenskaber af fri fase Fri fase er defineret som en ikke vandig fase, traditionelt deles fri fase i grundvandsforureningslitteraturen op i to kategorier: LNAPL (light non aqueous phase liquids)og DNAPL (dense non aqueous phase liquids). For at et stof eller en stofblanding kan optræde som fri fase kræver det, at stof(ferne) ikke er særlig vandblandbare. De mest karakteristiske fysiske egenskaber for LNAPLs Lav densitet: Mindre densitet end vand, hvilket betyder at den frie fase bevæger sig ned gennem den umættede zone som følge af gravitation indtil den når vandspejlet, hvorefter udbredelsen sker i zonen over vandspejlet. Forureningsspild med fri fase vil under nedtrængningen i jorden efterlade en zone af immobile, usammenhængende dråber af forurening fanget i poreskelettet og sprækker på grund af kapillære kræfter, en såkaldt residual fri fase forurening. Som følge af de kapillære kræfter i jorden vil der foruden den nedadrettede gravitationsdrevne udbredelse også ske en horisontal spredning. Varierende viskositet: typisk fra 0,01 til 100 cp Lav overfladespænding og høj hydrofobisitet. Lav opløselighed i vand: typisk opløselighed fra nogle få til et par hundrede mg/l. Den lave vandopløselighed medfører at LNAPLs nemt kan bevæge sig i små revner og porer, afhængig af viskositeten. De mest karakteristiske fysiske egenskaber for DNAPLs Høj densitet: tungere end vand (typisk 1,2-1,7 g/cm 3 ), hvilket betyder at den frie fase bevæger sig ned gennem både den umættede og mættede zone som følge af gravitation til den når impermeable lag såsom ler, hvorefter udbredelsen sker langs oversiden af det impermeable lag. Forureningsspild med fri fase vil under nedtrængningen i jorden efterlade en zone af immobile, usammenhængende dråber af forurening fanget i poreskelettet og sprækker på grund af kapillære kræfter, en såkaldt residual fri fase forurening. Som følge af de kapillære kræfter i jorden vil der foruden den nedadrettede gravitationsdrevne udbredelse også ske en horisontal spredning. Varierende viskositet: fra 0,01 til100 cp Lav overfladespænding og høj hydrofobisitet. Lav opløselighed i vand: typisk opløselighed fra nogle få til tusinde mg/l Den lave vandopløselighed medfører at DNAPLs nemt kan bevæge sig i små revner og porer, afhængig af viskositeten. Litteratur 1. Håndbog - Byggetekniske foranstaltninger i forbindelse med byggeri på forurenede lokaliteter. Publikationen findes på følgende hjemmeside: 07/ /html/kap02.htm 2. Dense Chlorinated Solvents and other DNAPLs in Groundwater, James Pankow and John Cherry, 1996, Waterloo Press, Guelph, Canada. 3. "Ground Water Issue: Light Nonaqueous Phase Liquids," July ORD and OSWER joint publication EPA/540/S-95/500, NTIS Order Number PB Publikationen findes på EPA s hjemmeside: 1 af 1

212 Kvælstof og fosfor

213 Kvælstof og fosfor Definition af kvælstof og fosfor Kvælstof i form af luftarten N 2 udgør ca. 80 % af atmosfæren. Kvælstof kan kun komme ind i det biologiske system via kvælstoffikserende organismer, eller via tilførsel af industrielt produceret gødning. De kvælstofforbindelser, der har mest direkte betydning for jord- og vandmiljøet, er ammonium og nitrat. En betydelig del af nitratnedsivningen til grundvandet omdannes til frit kvælstof ved reduktionsprocesser i jordlagene. Mange steder forekommer denne reduktion først i en vis dybde, og som følge heraf er det øverste grundvand i landbrugsområderne forurenet med nitrat. Kvælstof kan bestemmes ved laboratorieanalyser ved udtagning af luft-, jord- og vandprøver med følgende typiske enheder: Luft (N 2, N 2 O): vol. % Jord (total N): mg/kg Vand (total N, NO 2, NO 3, NH 4 ): mg/l Fosfor eksisterer hovedsagelig i jord som tungtopløselige fosfater eller indbygget i organisk stof, desuden er der små mængder opløseligt fosfat i jordvand. Hovedkilden til vandmiljøets fosforbelastning er udledning af spildevand til ferske og marine vandområder. I vandløb og søer transporteres fosfor i modsætning til kvælstof uden større tab ud mod havet, selvom en del kan sedimenteres eller immobiliseres undervejs, især i søer. Fosfor kan bestemmes ved laboratorieanalyser ved udtagning af jord- og vandprøver med følgende typiske enheder: Jord (total P): mg/kg Vand (total P): mg/l Kvælstof-fosfor-forhold, N/P-forhold, forholdet mellem mængderne af kvælstof (N) og fosfor (P) i miljøet. Planter, svampe og bakterier skal bruge de forskellige næringsstoffer i ganske bestemte mængder i forhold til hinanden. Ofte ser man N/P angivet som 7:1; i dette tilfælde er det angivet i vægtenheder i stedet for i antal atomer (fosforatomet vejer mere end kvælstofatomet). Kvælstof og fosfor er nødvendige for at den biologiske nedbrydning kan foregå. Tilsætning af kvælstof- og fosforsalte kan derfor øge hastigheden af den biologiske nedbrydning. Litteratur 1. NPo-forskning fra Miljøstyrelsen : Samlerapport, 1991, Kvælstof og fosfor i jord og vand. Transport, omsætning og effekt. Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: 2. Jordbrug & miljø 2, Vandmiljøplan II baggrund og udvikling. Ruth Grant, Irene Paulsen, Villy Jørgensen og Arne Kyllingsbæk. Danmarks Miljøundersøgelser, Miljøministeriet Rapporten findes på DMU s hjemmeside: 3. Fosfor i grundvand. Af Kurt Nielsen, Kirsten Rydahl Lærke Thorling Sørensen og Gunni Ærtebjerg, april 2007 Hjemmesiden findes på: og 4. Havforskning fra Miljøstyrelsen, 40, 1994 Biotilgængelighed af kvælstof og fosfor Kvælstof- og fosforforbindelser tilført Kattegat fra Østersøen og Skagerrak publikationen findes på 1 af 1

214 NOD

215 NOD Definition af NOD Jordens naturlige organiske indhold og indholdet af andre reducerede komponenter som metalsulfider i jorden, udgør det såkaldte NOD-tal (natural oxidant demand), som er et udtryk for den mængde, der skal bruges af det givne oxidationsmiddel til reaktion med jorden. NOD er ofte i højere grad end forureningsindholdet bestemmende for forbruget af kemisk iltningsmiddel i jorden. NOD afhænger af, hvilket oxidationsmiddel der anvendes, samt koncentration og forhold mellem jord og oxidationsmiddel. Kemisk iltforbrug (COD): Måling af COD (Chemical Oxygen Demand) bestemmer den mængde ilt, som kræves for at oxidere de fleste stoffer fuldstændigt. COD-testen giver altså et mål for den mængde ilt, der skal anvendes, hvis et stof skal nedbrydes fuldstændigt til kuldioxid og vand. COD bestemmes ved laboratorieanalyse af vand/jordprøver og angives i enheden mg/l. Som oxidationsmiddel anvendes svovlsurt kaliumdichromat under opvarmning. COD metoden er en meget kraftig oxidationsmetode og vil derfor typisk overestimere NOD. Ved siden af COD benyttes ofte BOD til at beskrive iltforbruget ved biologisk nedbrydning. Biologisk iltforbrug (BOD): Måling af BOD (Biological/Biochemical Oxygen Demand), giver en indikation, om den mængde ilt mikroorganismer skal have tilført til aerob nedbrydning af organiske forbindelser. BOD bestemmes ved laboratorieanalyse af vand/jordprøver og angives i enheden mg/l. De vigtigste redox-aktive forbindelser i forskellige sedimenter omfatter foruden O 2 også nitrat, sulfat, organisk stof, forskellige reducerede former af svovl (inkl. pyrit (FeS 2 )), jern og mangan. De reducerende forbindelser i sedimenter består hovedsageligt af organisk materiale, opløst ferrojern (Fe(II)), samt i jern- og svovlholdige mineraler som pyrit (FeS 2 ), siderit (FeCO 3 ) og jernholdige lermineraler. Navnlig i reduceret ler, hvor der findes et højt naturligt indhold af organisk stof, vil nedbrydning af forureningen kunne begrænses af ved reaktionen med organisk stof. Litteratur 1. Kemisk oxidation af sediment- og grundvandsforureningen på depotet ved Høfde 42 - fase 1: Projektbeskrivelse og forundersøgelser, Miljøprojekt nr. 1194, Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: /2007/ /html/kap03.htm 2. Metode til analyse af reducerende stoffer I sedimenter, Miljøprojekt nr. 1025, Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: / /html/helepubl.htm 3. Scott G. Huling1 and Bruce E. Pivetz, US EPA, Engineering Issue Paper: In Situ Chemical Oxidation, EPA 600-R Publikationen findes på EPA s hjemmeside. 4. Chapter XII Chemical Oxidation, EPA-510-R May Publikationen findes på EPA s hjemmeside på: 1 af 1

216 Isotopfraktionering

217 Isotopfraktionering Definition af isotopfraktionering Isotopfraktionering kan anvendes til dokumentation af naturlig nedbrydning af miljøfremmede organiske stoffer i grundvand ved forurenede lokaliteter. Ændring i isotop-forholdet (isotopfraktionering) af et stof langs en strømlinie fra forureningskilden kan anvendes som dokumentation for, at stoffet nedbrydes i forureningsfanen. Kulstof i organiske stoffer består af 2 stabile isotoper 12 C og 13 C, hvoraf 13 C kun udgør en lille andel. Isotopfraktionerne kan bestemmes for specifikke stoffer. Ved naturlig nedbrydning af organiske stoffer er det ofte sådan, at 12 C- 12 C bindinger brydes hurtigere end 12 C- 13 C bindinger. Dette er bl.a. tilfældet ved nedbrydning af chlorerede ethener ved reduktiv dechlorering og ved nedbrydning af en række andre organiske stoffer. Derved øges fraktionen af 13 C i det stof, der nedbrydes. Tilsvarende brydes Cl- 12 C bindinger (mellem chlorsubstituent og kulstof) hurtigere end Cl- 13 C bindinger i chlorerede stoffer, med samme resultat. Fraktionen af 13 C i nedbrydningsproduktet er initialt lavt og stiger derefter til den fraktion, som 13 C udgjorde i moderproduktet oprindeligt, svarende til når hele moderproduktet er omsat. Ændringer i isotopforholdene ( ) kan kvantificeres ved beregning af isotopfraktionen som δ 13 C notation relativ til en standard: hvor R = 13 C/ 12 C. Ændringerne i isotopsammensætning er i størrelsesorden, hvorfor de per definition er ganget med faktor Den standard, der anvendes for kulstof isotopsammensætning Vienna Pee Dee Belemnite (VPDB, bestående af fossiler), er repræsentativ for isotopsammensætningen i jordens kulstof og består af 1,11% 13 C (den tunge isotop) og 98,89% 12 C (den lette isotop). Densitetsforholdet mellem den tunge og den lette kulstofisotop er 1,08. Litteratur 1. Miljøprojekt nr. 1262, 2009, Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening. Vurdering af naturlig nedbrydning af PCE i grundvandsmagasin ved isotopfraktionering. Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: ner/2009/ /html/default.htm 2. Fundamentals of Stable Isotope Geochemistry, USGS Publikationen findes på følgende hjemmeside: 1 af 1

218 Jordens densitet

219 Jordens densitet Definition af jordens densitet Massefylde også kaldet massetæthed, densitet eller vægtfylde er masse per rumfang. Den afledte SI-enhed for massefylde er kg/m 3. Typisk anvendes symbolet for parameteren. Massefylden er temperaturafhængig, da de fleste stoffer udvider sig ved opvarmning og trækker sig sammen ved afkøling, uden at massen ændres. For gassers vedkommende er massefylden også trykafhængig, idet gassers volumen bestemmes af kombinationen af tryk og temperatur. Når man angiver massefylden, bør man derfor også altid angive ved hvilken temperatur, og for gassers vedkommende tillige ved hvilket tryk, massefylden er målt. Jordens densitet er i denne sammenhæng defineret som bulk densiteten dvs. forholdet mellem massen af en jordprøve og dens bulk volumen. Dette er til forskel fra den specifikke densitet, som er forholdet mellem massen af en jordprøve og dens reelle volumen. dvs. volumen fratrukket permabiliteten. Bulk densiteten er en nøgleparameter for bestemmelsen af den pågældende jords struktur, herunder komprimering, vand- og luftindhold. Der findes flere metoder til bestemmelse af bulk densiteten. Typisk udtages et enhedsvolumen af jorden, som derefter tørres ved 105 º C. Litteratur Udsivning af spildevand fra afløbssystemer Miljøprojekt nr. 685, 2002 Bilag A: Jord- og sand materialer. Publikationen findes på hjemmesiden: 02/ /html/Bilag%20A.htm 3. Kwong Yin Chan, Bulk Density, Encyclopedia of soil science. Kapitlet findes på følgende hjemmeside: ots=yumfpfipp3&sig=6jhfsecdf8zsgvfy3futsoksup8&hl=da&ei=mkqdsqwzc4pe- Ab2m6jnBw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=7#PPA191,M1 4. Soil science simplified. Af Milo I. Harpstead, Thomas J. Sauer, William F. Bennett, Edition: 4. Udgivet af Wiley-Blackwell, 2001 Relevante uddrag af bogen findes på følgende hjemmeside: s=90ixfulxhl&sig=n_tqbm33e80gfez9utiol1sb2ok&hl=da&ei=mkqdsqwzc4pe- Ab2m6jnBw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=10#PPP9,M1 1 af 1

220 Frigivelse af metaller

221 Frigivelse af metaller Definition af frigivelse af metaller Hvis grundvandets ph og redoxforhold ændres, er der risiko for mobilisering af ellers bundne stoffer såsom tungmetaller. Ved in situ kemisk oxidation hæves jordens redoxpotentiale. Samtidig med at de forurenende stoffer oxideres medfører brugen af denne metode også, at blandt andet organisk materiale og sulfid mineraler ligeledes oxideres, som derved kan føre til en forsuring af grundvandet. Der er en vis bekymring for mobilisering af tungmetaller, især chrom-6 ved brug af in situ kemisk oxidation. Derudover kan der ske en frigivelse af f.eks. arsen, nikkel, zink og kobber. Frigivelsen af tungmetaller stammer enten fra injektionsvæsken med oxidationsmidlet, som kan indeholde opløste tungmetaller, eller at der ved oxideringen af de naturligt forekomne mineraler i jorden kan frigives ellers bundne tungmetaller til grundvandet. Risikoen for frigivelse af metaller i forbindelse med kemisk oxidation bør tages i betragtning ved brug af denne metode i områder, hvor der er høje baggrundskoncentrationer af tungmetaller. I så tilfælde bør der tages vandprøver til at dokumentere de relevante tungmetallers udbredelse før såvel som gennem hele behandlingsforløbet. Vandprøverne analyseres på laboratorium for indhold af metaller og bestemmes i enheden mg/l. Litteratur 1. Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen nr. 24, 2005, Eksponeringsrisici ved deponering af forurenet havnesediment, Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: ner/2009/ /html/default.htm 2. Projekt om jord og grundvand fra Miljøstyrelsen, 20, 1996, Kemiske stoffers opførsel i jord og grundvand: 1 bd., Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: 3. Miljøprojekt Nr. 1241, 2008, Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening, Sammenligning af oprensningseffekt ved airsparging og kemisk oxidation 4. Kviksølvet i Kærgård Plantage er bundet fast i jorden og bevæger sig ikke, notat, 2007, Jens Chr. Tjell Docent, Institut for Miljø & Ressourcer, Danmarks Tekniske Universitet. Notatet findes på hjemmesiden: 5. "Ground Water Issue: Light Nonaqueous Phase Liquids," July ORD and OSWER joint publication EPA/540/S-95/500, NTIS Order Number PB , Publikationen findes på: 1 af 1

222 Differenstryk

223 Differenstryk Definition af differenstryk Differenstrykket bestemmes som trykforskellen over et givent medie. Differenstryk er defineret som: P differenstryk = P 1 P 2, og angives i SI-enheden Pa eller i bar. Mellem atmosfæren og den umættede zone i jorden vi differenstrykket bestemmes som: P differenstryk = P atmosfære - P poreluft Mellem atmosfæren og den umættede zone i jorden vil der forekomme trykforskelle som resultat af dæmpning og forsinkelse af trykforplantningen gennem jordlagene. Størrelsen af disse vertikale trykgradienter afhænger bl.a. af den overliggende jords (dæklagets) tykkelse og permeabilitet (horisontal og vertikal) samt den hastighed, hvormed atmosfæretrykket ændres. Er der god udveksling af luft mellem atmosfæren og poreluften, vil differenstrykket være lille. Er der forholdsvis dårligere udveksling af luft mellem atmosfæren og poreluften, vil der opstå større differensundertryk eller - overtryk som følge af, at trykændringer forplanter sig langsommere i poreluften end i atmosfæren. Ved tolkningen af differenstrykmålinger skal følgende holdes for øje, Er der tale om jordlag, hvor en forsinkelse af trykændringerne forekommer, kan man teoretisk forvente følgende: Hvis der er et relativt undertryk i poreluften i forhold til atmosfæren (Trykdifferens P diff < 0): Et trykfald i atmosfæren vil medføre et mindre differensundertryk En trykstigning i atmosfæren vil medføre et større differensundertryk Hvis der er et relativt overtryk i poreluften i forhold til atmosfæren (Trykdifferens P diff >0): Et trykfald i atmosfæren vil medføre et større differensovertryk En trykstigning i atmosfæren vil medføre et mindre differensovertryk Teoretisk set vil trykændringer i atmosfæren påvirke gasstrømningen specielt i de øvre jordlag. Når trykket i atmosfæren falder, vil trykket i poreluften ligeledes falde. Ud fra idealgasloven (P V = n R T) kan man estimere, hvor stor en gasflux/udveksling, der vil ske mellem atmosfæren og poreluften ved en given trykændring. Et trykfald i atmosfæren vil ikke bevirke, at der sker en gastransport fra hele den umættede zone til atmosfæren, men snarere, at der sker en forskydning af poreluften, idet poreluften presses op i en stempelbevægelse, således at det kun er poreluft fra de øverste jordlag, som presses op i atmosfæren. Jo større den umættede zone, er desto mere markant er denne effekt. I det tilfælde, hvor der findes en grundvandsbåren forurening, vil poreluftens koncentration typisk være stigende over dybden. Litteratur 1. Miljøprojekt nr. 1094, 2006; Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening, Poreluftprojekt - Styrende parametre for tidslige variationer af indholdet af klorerede opløsningsmidler i sand- og lerjorde, Hovedrapport. Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: / /html/default.htm 2. Miljøprojekt Nr. 1249, 2008, Erfaringsopsamling på passiv ventilation til fjernelse af klorerede opløsningsmidler fra umættet zone. Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: / /html/default.htm 3. Aeration Measurement, R. E. Sojka og H.D. Scott, Encyclopaedia of soil science, Ed. R. Lal Edition: 2, illustrated. Udgivet af CRC Press, af 1

224 Kornstørrelse

225 Kornstørrelse Definition af kornstørrelse Et sediments kornstørrelse beskriver hvor fint eller groft det er, uden at beskrive hvad kornene består af. Ved en teksturanalyse, som udføres ved sining gennem en hel række sold med aftagende maskestørrelse, gives en beskrivelse af en bestemt jord. Beskrivelsen foreligger som en tabel med procenttal for hver enkelt kornstørrelse. Disse kornstørrelser er pr. definition inddelt som vist i nedenstående figur: Jordens sammensætning udtrykkes i en kornfordelingskurve. Denne fortæller, hvordan korn og partikelstørrelser er fordelt i materialet. Kornfordelingskurven kan måles præcist på laboratorium, men i mange situationer, vil en tillempet kurve, baseret på egen sigte- eller slemmeprøve være tilstrækkelig. Litteratur 1. Sedimentary Petrology; An introduction to the origin of sedimentary rocks, M. E. Tucker, 1995, second edition, Blackwell Science 2. Geologiportalen: Olie og gas, hjemmesiden findes på linket: 1 af 1

226 Ethen og Ethan

227 Ethen og ethan Definition af ethen og ethan Ethen også kaldet ethylen er en farveløs gasart med formlen C 2 H 4 (dvs. H 2 C=CH 2 ) Ethan er den anden i rækken af alkaner, efter methan. Ved atmosfærisk tryk er det en usynlig gas uden lugt med formlen C 2 H 6 (dvs. H 3 C=CH 3 ) Ethen og ethan bestemmes ved laboratorieanalyse af vandprøve og angives i enheden mg/l. Tilstedeværelsen af ethen og ethan i grundvandet er en god indikator på, at der er sket en fuldstændig nedbrydning af f.eks. klorerede ethener. Nedbrydningen kan ske både kemisk og biologisk. Hvis jorden er stærkt reduceret og indeholder større mængder af f.eks. jern og sulfid eller methan vil der være mulighed for delvis eller fuldstændig nedbrydning af visse klorerede ethener. Flere halorespirerende bakterier kan deklorere PCE eller TCE til cis-dce, men der er til dato kun isoleret én bakterie Dehalococcoides ethenogens 195, der reduktivt kan deklorere PCE fuldstændigt til ethen. Litteratur 1. Miljøprojekt nr. 983, 2005, Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening, Stimuleret in situ reduktiv deklorering. Vidensopsamling og screening af lokaliteter, - Hovedrapport. Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: 5/ /html/default.htm 2. Miljøprojekt nr , Naturlig nedbrydning af miljøfremmede stoffer i jord og grundvand. Publikationen findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: /html/default.htm 3. Dense Chlorinated Solvents and other DNAPLs in Groundwater, James Pankow and John Cherry, 1996, Waterloo Press, Guelph, Canada. 1 af 1

228 Suspenderet stof

229 Suspenderet stof Definition af suspenderet stof Suspenderet stof (forkortet SS) er defineret som partikler og fnug, der enten flyder på eller svæver i vand og er et mål for vandets indhold af partikulært materiale. Partiklerne og fnuggene kan være naturligt dannet såsom plankton og mineralkorn eller de kan stamme fra antropogen aktivitet. Koncentrationen af suspenderet stof bestemmes ved filtrering og angives i mg/l tørstof. Det suspenderede stof kan herefter opdeles i sedimeterbart stof og i ikke-sedimenterbart stof. Koncentrationen af suspenderede stoffer bestemmes ofte ved analyse efter standarden DS 207. Der findes dog som sådan ikke nogen entydig mindstestørrelse for suspenderet stof, ofte beskrives stoffraktionen som omfattende partikler, der vil sedimentere ud efter et antal timer. I vandmiljøet må det forventes at den partikulære fraktion sedimentere og/eller blive adsorberet til bund og planter i forholdsvis kort afstand fra udledningen. Kendskabet til de miljømæssige effekter på flora og fauna af de miljøfremmede stoffer er stærkt begrænset. Det må forventes at de mest kritiske effekter er akkumulerende effekter i recipienternes bundsediment, hvor der over en årrække er opbygget forhøjede koncentrationer af stofferne. Der er god grund til at antage at denne opbygning især skyldes det partikulære stof i udledningerne. Litteratur /1/ Miljødatanøglen /2/ Eisma Doeke, Suspended matter in the aquatic environment, 1993, Springer-Verlag /3/ Johansen Claus, Nota tom kohæsiv sedimenttransport, 1993, Institut for Jord, Vand og Miljøteknik, Aalborg Universitetscenter, hjemmeside: ger%2520i%2520fjorde%2520og%2520s%25f8er/notat%2520om%2520koh%25e6siv%2520sedim enttransport.pdf+suspenderede+partikler&cd=5&hl=da&ct=clnk&gl=dk 1 af 1

230 Forekomst af fri fase

231 Forekomst af fri fase, mængde Definition af forekomst af fri fase, mængde Fri fase er defineret som en ikke vandig fase. Traditionelt deles fri fase i grundvandsforureningslitteraturen op i to kategorier: LNAPL (light non aqueous phase liquids)og DNAPL (dense non aqueous phase liquids). For at et stof eller en stofblanding kan optræde som fri fase kræver det, at stof(ferne) ikke er særlig vandblandbare. Mængden af fri fase forurening med LNAPL eller DNAPL opgøres i enheden: kg De mest karakteristiske fysiske egenskaber for LNAPLs Lav densitet: Mindre densitet end vand (typisk 0,7-1 g/cm 3 ), hvilket betyder at den frie fase bevæger sig ned gennem den umættede zone som følge af gravitation, indtil den når vandspejlet, hvorefter udbredelsen sker i zonen umiddelbart over vandspejlet. Forureningsspild med fri fase vil under nedtrængningen i jorden efterlade en zone af immobile, usammenhængende dråber af forurening fanget i poreskelettet og sprækker på grund af kapillære kræfter, en såkaldt residual fri fase forurening. Som følge af de kapillære kræfter i jorden vil der foruden den nedadrettede gravitationsdrevne udbredelse også ske en horisontal spredning. Varierende viskositet: typisk fra 0,01 til 100 cp Lav overfladespænding og høj hydrofobisitet. Lav opløselighed i vand: typisk opløselighed fra nogle få til et par hundrede mg/l. Den lave vandopløselighed medfører at LNAPLs nemt kan bevæge sig i små revner og porer, afhængig af viskositeten. Fri fase LNAPL kan i jorden registreres som fri fase af det/de pågældende komponenter liggende oven på vandspejlet eller som fri fase pools i geologiske lavninger med lav permeabilitet i umættet zone. Residual fri fase med LNAPL kan være svære at dokumentere, med vil give anledning til høje koncentrationer i jord, poreluft og vand i det påvirkede område, og kan endvidere i nogle tilfælde samles til egentlig mobil fri fase LNAPL. De mest karakteristiske fysiske egenskaber for DNAPLs Høj densitet: tungere end vand (typisk 1,2-1,7 g/cm 3 ), hvilket betyder at den frie fase bevæger sig ned gennem både den umættede og mættede zone som følge af gravitation til den når impermeable lag såsom ler, hvorefter udbredelsen sker langs oversiden af det impermeable lag. Forureningsspild med fri fase vil under nedtrængningen i jorden efterlade en zone af immobile, usammenhængende dråber af forurening fanget i poreskelettet og sprækker på grund af kapillære kræfter, en såkaldt residual fri fase forurening. Som følge af de kapillære kræfter i jorden vil der foruden den nedadreddede gravitationsdrevne udbredelse også ske en horisontal spredning. Varierende viskositet: fra 0,01 til 100 cp Lav overfladespænding og høj hydrofobisitet. Lav opløselighed i vand: typisk opløselighed fra nogle få til tusinde mg/l. Den lave vandopløselighed medfører at LNAPLs nemt kan bevæge sig i små revner og porer, afhængig af viskositeten. Fri fase DNAPL kan i jorden registreres som fri fase af det/de pågældende komponenter som fri fase pools i geologiske lavninger med lav permeabilitet i umættet eller vandmættet zone. Residual fri fase med DNAPL kan være svære at dokumentere, med vil give anledning til høje koncentrationer i jord, 1 af 2

232 poreluft og vand i det påvirkede område, og kan endvidere i nogle tilfælde samles til egentlig mobil fri fase DNAPL. Litteratur /1/ Håndbog - Byggetekniske foranstaltninger i forbindelse med byggeri på forurenede lokaliteter. Publikationen findes på følgende hjemmeside: 07/ /html/kap02.htm /2/ Dense Chlorinated Solvents and other DNAPLs in Groundwater, James Pankow and John Cherry, 1996, Waterloo Press, Guelph, Canada. /3/ "Ground Water Issue: Light Nonaqueous Phase Liquids," July ORD and OSWER joint publication EPA/540/S-95/500, NTIS Order Number PB Publikationen findes på EPA s hjemmeside: 2 af 2

233 Luftskifte

234 Luftskifte Definition af luftskifte I bygninger er det for at opnå et behageligt og sundt indeklima nødvendigt, at den gamle forurenede luft udskiftes med frisk luft udefra. Der skal derfor være et luftskifte, som sikrer en tilfredsstillende luftkvalitet i bygningerne. Luftskiftet er defineret som det antal gange luften i et rum/lokale udskiftes pr. time. Luftskifte måles således i enheden: h -1 Luftskiftet kan ske ved naturlig eller mekanisk ventilation. Hvor stort luftskiftet skal være, afhænger af anvendelsen af bygningen samt i hvilken grad bygningen er belastet af såvel interne såsom eksterne forureningskilder. Et tilstrækkeligt luftskifte fastsættes ud fra de forureninger lokalet modtager. Normalt identificeres den forurening, der belaster lokalet mest, hvorefter det nødvendige luftskifte beregnes. Der er i Bygningsreglementet (BR08) standardkrav om tæthed og luftskifte i nybyggeri. De gældende standardkrav til tæthed er: Luftskiftet gennem utætheder i klimaskærmen må ikke overstige 1,5 l/s pr. m² opvarmet etageareal ved trykprøvning med 50 Pa. Resultatet af trykprøvningen udtrykkes ved gennemsnittet af måling ved over- og undertryk. For bygninger med høje rum, hvor klimaskærmens overflade divideret med etagearealet er større end 3, må luftskiftet ikke overstige 0,5 l/s pr. m² klimaskærm. BR-08, stk "Bygningsdele mod det fri, herunder vinduer og døre, må kun indeholde kuldebroer i uvæsentligt omfang. Den energimæssige virkning af kuldebroer skal medtages ved beregning af varmetabet for de enkelte bygningsdele. BR08, kap. 8.1 stk. 2. Desuden er der i BR følgende standardkrav til luftskiftet for boliger: I ethvert beboelsesrum såvel som i boligen totalt skal der være en udelufttilførsel på mindst 0,35 l/s pr. m 2. BR08, stk En udelufttilførsel på 0,35 l/s pr. m 2 svarer til et luftskifte på 0,5 gang pr. time ved en rumhøjde på 2,5 m. Det indgående gulvareal er nettoarealet. Der er desuden krav til luftskiftet i uddannelsesinstitutioner og daginstitutioner i BR08 stk , mens luftskiftet i øvrige bygninger skal godkendes af kommunen. Målinger af luftskifte er relevant i de tilfælde, hvor der skal foretages en dokumentation af ovenstående krav, samt i tilfælde hvor der er problemer med indeklimaet i form af bl.a. fugt og svamp eller for høje koncentrationer af forurenede stoffer i indeluften. Luftskiftemålinger kan endvidere være relevante i forbindelse med dimensionering af afværgeforanstaltninger i form af byggetekniske foranstaltninger i eksisterende byggeri. Litteratur /1/ Erhvervs- og byggestyrelsen. Langelinie Allé 17, 2100 København Ø. [email protected]. Hjemmeside: /2/ SBi,Danish Building Research Institute Dr. Neergaards Vej 15 DK Hørsholm Denmark [email protected]. Hjemmeside: 1 af 2