GEOFYSISKE METODER TIL DETEKTION AF GRUNDVANDSFORURENING

Transkript

1 GEOFYSISKE METODER TIL DETEKTION AF GRUNDVANDSFORURENING Jesper B. Pedersen HydroGeophysics Group Aarhus University

2 Disposition Induceret polarisation (IP) metoden Casestudy Eskelund losseplads o Lossepladsen o Områdets geologi o Resultater Konklusion

3 IP metoden Conrad Schlumberger var den første til at opdage IP effekten i en mineregion i Frankrig i Siden er metoden blevet brugt i stor udstrækning i mineindustrien til at finde værdifulde mineraler som: o Kobbersulfider o Blysulfider o Zinksulfider o Sulfid-relaterede guld aflejringer

4 IP metoden Indenfor det sidste årti er metoden blevet brugt til miljø og ingeniør opgaver o o o o o Saltvandsindtrængning Hydrokarbonforurening Kortlægning af tørvelag Kortlægning og estimering af permeabiliteten af geologiske lag Beskrivelse af lossepladser og associeret forurenet grundvand.

5 IP metoden

6 IP metoden

7 IP metoden Med IP metoden måles et spændingsfald resulterende fra strøm der udsendes i jorden: i M a t V V ( ) =. DC [ t t ] i+ 1 i t t i ip dt Henfaldskurven er karateristisk for jorden -> Primære mål for IP

8 IP metoden Elektriske dobbelt lag

9 IP metoden Ladningsgradienter

10 IP metoden

11 Eskelund losseplads

12 Eskelund losseplads

13 Motivation Lossepladser fra ofte anlagt uden noget perkolat opsamlingssystem. Målet med undersøgelsen var at kortlægge de rumlige grænser af Eskelund losseplads, og at opnå et detaljeret tre-dimensionelt billede af forureningen IP kortlægninger er relativt billige, hurtige og ikke ødelæggende

14 Eskelund losseplads Lossepladsen Aktiv fra Husholdnings-, bygge-, slam- og emballeringsaffald samt industriaffald som spildolie og andet kemisk affald. Affaldsmængde skønnet til m 3 Lossepladsen er anlagt uden membraner eller perkolatopsamlingssystem. Forurening Uorganiske salte (klorid, natrium, kalium og magnesium) Metaller (Jern, Arsen og Nikkel) NVOC Tungere oliekomponenter

15 Eskelund losseplads Geologi i området o o Underliggende lag: Tørv/Silt Tørv/Silt lag formentligt ringe eller lille beskyttelse mod nedsivning fra lossepladsen

16 Eskelund losseplads - Kortlægningen

17 Eskelund losseplads - Kortlægningen Lossepladsen dækker et areal på 0.3 km²

18 Eskelund losseplads - Kortlægningen Kortlagt med 13 IP profiler af længde på m

19 Eskelund losseplads - Kortlægningen Geofysik sammenstillet med tæt netværk af boringer i området

20 Eskelund losseplads - Kortlægningen Suppleret med en Electrical Log (El-log) for at verificere de geofysiske modeller

21 Eskelund losseplads - Kortlægningen Ellog In situ måling af jordens parametre. Gammalog DC/IP Vandprøver Kerneprøver

22 Resultater Profil 10 Losseplads Udenfor lossepladsen Dybden til og tykkelse af forurenede fyldlag præcist estimeteret. Dæklag fremgår tydeligt af de geofysiske modeller.

23 Resultater Nord-Syd profiler Nord-Øst Syd-Vest Nord Syd Nord Syd Nord Syd

24 Resultater Vest-Øst profiler Vest Øst Vest Øst Nord-Vest Øst Vest Øst

25 Resultater Ellog vs. profiler Ellog 1-D model fra profil

26 Resultater Ellog vs. profiler Ellog 1-D model fra profil

27 Resultater Ellog vs. profiler Ellog 1-D model fra profil

28 Resultater Ellog vs. profiler Ellog 1-D model fra profil

29 Resultater Alle profiler er gridded for at opnå et 3D billede der beskriver den rumlige og historiske udvikling af lossepladsen 100 m

30 Resultater Rumlig og historisk beskrivelse af lossepladsen Stærkt signal fra gasværksaffald med rester af tjærestoffer N N Århus Å Lossepladsen 100 m M0>350 mv/v Jern fra metalfjedre og jernbanespor

31 Resultater Rumlig og historisk beskrivelse af lossepladsen Ny lossepladsgrænse N N Aarhus Å 100 m M0>200 mv/v Nye rumlige grænser korrelerer godt med en chargeability over 200 mv/v Områder med et stærkere IP signal, der kan sættes i relation til forureningen er værdifuld information til placeringen af en strategisk afværgeborging

32 Resultater Rumlig og historisk beskrivelse af lossepladsen N N 100 m M0>100 mv/v Godt fit med den formodede lossepladsafgrænsning

33 Konklusion Fyldlaget blev detaljeret kortlagt, og i samtlige boringer var der god korrelation mellem laget med en høj chargeability i de geofysiske modeller og fyldlaget i boringer. Rumlige grænser præcist kortlagt, og der kunne diskrimeneres forskellige IP signaler der kan sættes i relation til forureningen. Bekræftiget at forureningen ikke siver mod dybere grundvandsmagasiner, men strømmer mod Aarhus Å. Kortlægningen demonstrerede tydeligt fordelene ved kombineret brug af boringer og geofysik. Med IP metoden kan store områder hurtigt kortlægges og ved sammenligning med boringer kan de geofysiske modeller verificeres og informationen spredes ud på storskala via tre-dimensionelle modeller.