Udvikling af konceptuel forståelse af DNAPL udbredelse i ML og kalk

Transkript

1 Udvikling af konceptuel forståelse af DNAPL udbredelse i ML og kalk Integreret anvendelse af direkte og indirekte karakteriseringsmetoder Mette M. Broholm 1, Gry S. Janniche 1, Annika S. Fjordbøge 1, Torben Jørgensen 2, Jesper Damgaard 2, Kerim Martinez 2, Bernt Grosen 2, Gary Wealthall 3, Anders G. Christensen 4, Henriette Kerrn-Jespersen 5 1 DTU Environment, 2 COWI, 3 GeoSyntec, 4 NIRAS, 5 Capitol Region of Denmark

2 Baggrund og formål Karakterisering af DNAPL (Dense Non-Aqueous Phase Liquid, separat fase) fordeling i kildeområder er essentielt for: Udvikle gode lokalitets specifikke konceptuelle modeller Afgrænse forurening og kvantificere masse Udføre risikovurdering og Vælge og designe afværgeteknologi DNAPL fordeling i kildeområder er ikke velkendt for Moræneler Kalk Formål Sprækket lavpermeabelt medie Sprækket medie med variabel permeabilitet Vurdering af innovative karakteriseringsmetoder Forbedret konceptuel forståelse af DNAPL fordeling i kildeområder i moræneler og kalk

3 DNAPL konceptuel model for moræneler og kalk - generel

4 Lokalitet og fremgangsmåde Lokalitet Distributionsfacilitet på Naverland, Albertslund Chlorerede opløsningsmidler håndteret: PCE t, TCE t, TCA 200 t PCE og TCE DNAPL påvirkning Moræneler, opsprækket, umættede sprækker Bryozokalk akvifer Fremgangsmåde Innovative og eksisterende undersøgelsesmetoder Line of evidence Hydrogeologisk karakteriser. Forureningskarakterisering DNAPL Opløst og sorberet fase Fane af chlorerede ethener, 2008 Afværgepumpning VS

5 Undersøgelser Kalk Moræneler Bygninger Kalk, kerner og Flute Kalk, filtersatte boringer ML, MIP ML, kerner ML, Flute

6 Karakteriseringsmetoder Moræneler Overflade Georadar og seismic - geofysik Moræneler MIP (Membrane interface probing) med FID, ECD, GC-MS Kerneboring Diskret delprøvetagning for kvantitative analyser PID Sudan(IV) og farvespray Geologi NAPL og FACT FLUTe Eksponering PID Diskrete FACT delprøvetagning for analyse Væske-prøvetagning Radon og poreluft prøvetagning Rød = DNAPL Grøn = ingen DNAPL

7 Moræneler Kerneprøver med koncentration, SudanIV og PID MIP m. FID og GC-MS FLUTe NAPL og FACT MIP luftkonc. og diff.styret Gasf. Diff. Vandf. Diff. Afsmitning? Red Green

8 Moræneler. Karakteriseringsmetoder God overensstemmelse: MIP, Sudan(IV), PID, NAPL og FACT FLUTe, kerneprøve konc. Afstand taget i betragtning Kombineret set af metoder anbefales Anbefaling: MIP til screening PID og Sudan(IV) på kerner for screening, prøvevalg og NAPL dokumentation NAPL FLUTe for DNAPL dokumentation ved mobil fase i moræneler (sprækker) Koncentration i kerne-delprøver for dokumentation og kvantifikation udvalgte prøver Evt. med suppl. dokumentation: FACT (på NAPL FLUTe) for supplerende screening med mulighed for efterfølgende diskretisering varsom anvendelse Ikke anvendelige: Farvespray, radon, poreluftkonc.

9 Moræneler. Konceptuel forståelse DNAPL observeret: Moræneler-overflade I sprækker i zone over og omkring redoxskift (4.5 m) med tætliggende horizontale sprækker (3-5 m) Mobil DNAPL i sprækker indikeret: NAPL FLUTe markering DNAPL mætning (porøst medie): 1-16% Ved sprækkevolumen 0.1-1%: Mobil DNAPL I dybere sprækker I grus/knust kalk under moræneler Mest og dybest DNAPL mod SW Moræneler overflade hældning og sprækkeretning

10 Karakteriseringsmetoder. Kalk Kerneboring Diskret delprøvetagning for kvantitative analyser PID Sudan(IV) geologi NAPL og FACT FLUTe Exponering PID Diskrete FACT delprøver for analyse FLUTe transmisivitetstest Water Flute Diskrete grundvandsprøver for kvantitative analyser Pejling af VS

11 Geologi Kerne Sprækker Hårdhed Geologi Kerne Sprækker Hårdhed Kalk kerneboring C

12 Kalk Få med dokumentation Udbredt indikation PCE DNAPL PCE TCE Højt flow Potentiel initial DNAPL sti. Men større opløsning og dermed potentielt udvasket

13 Dybde (m u.t.) Dybde (m u.t.) Dybde (m u.t.) Tilbageslag ved stop af afværgepumpning C1 C2 C3 8 Konc. i % af effektiv opløselighed 0% 10% 20% 30% 8 Konc. i % af effektiv opløselighed 0% 10% 20% 30% 8 Konc. i % af effektiv opløselighed 0% 10% 20% 30% Fortynding (april) Fortynding (april) Fortynding (april) Fortynding (maj) Fortynding (maj) Fortynding (maj) C1: konstant, > 10% S, DNAPL kontrolleret C2+3: tilbageslag til > 10% S, tilbage-diffusionskontr.

14 Kalk. Karakteriseringsmetoder Fortsat udfordring Kernetab og potentielt DNAPL tab ved kerneboring Giver usikkerhed omkring PID, Sudan(IV), NAPL FLUTe, kerneprøvekonc. for NAPL dokumentation samt kerneprøvekonc. for kvantifikation Farvespray og Radon ej anvendeligt God overensstemmelse: FACT FLUTe og vandkonc. Vandprøver for screening FACT for screening og valg af filterplaceringer med mulighed for efterfølgende større diskretisering Kombination af metoder anbefales Behov for: Bedre kerneboremetode Test og dokumentation af FACT FLUTe Billigere screeningsmetode (MIP i kalk?)

15 Kalk. Konceptuel forståelse DNAPL dokumentation Dokumenteret i 2 delprøver i kalk med underliggende flintlag/-knolde DNAPL mætning (porøst medie): ingen- 0.1%, sprækkevol. 1%?: Ingen eller residual DNAPL Meget lavt tab ved kerneboring? DNAPL indikation FACT FLUTe og vandprøver giver stærk indikation på DNAPL i: C m ut and C2 15 m ut Tilbageslag indikerer meget høj matrixkonc. i større dele af kalken til ~18 m ut. (tidligere og måske eksisterende DNAPL) Betydelig vertikal udbredelse enkelte steder? (få boringer!) Horisontal udbredelse i kalk over flintlag? Behov for ny viden

16 Konklusion Karakterisering af DNAPL kildeområder: Et set metoder som giver god indsigt i DNAPL fordeling i kildeområder i moræneler er identificeret DNAPL karakterisering i kalk er fortsat en udfordring Potentielt lovende metoder, der ikke er afprøvet Dye-LIF i moræneler Borehulslogs og cross-borehulsgeofysik i kalk Naverland DNAPL ved moræneler overflade og i sprækker i moræneler Mobil DNAPL i zone med mange sprækker i moræneler DNAPL i grus/opknust kalk zone Residual DNAPL stærkt indikeret i kalken til ca. 15 m ut Behov for mere viden om DNAPL fordeling og udbredelse i kalk God konceptuel forståelse af DNAPL fordeling i moræneler Klogere på kalk, men forståelse af den komplekse DNAPL fordeling i kalk kræver mere viden

17 Tak Undersøgelserne er financieret af Region Hovedstaden Studerende og teknikere fra DTU Miljø, COWI, NIRAS og FLUTe har bistået med felt- og laboratoriearbejdet Reference: Janniche et al. 2013,