Vurdering af afværgepumpning som afværgemetode. En sammenfatning af metodens virkemåde, fordele og begrænsninger

Vurdering af afværgepumpning som afværgemetode En sammenfatning af metodens virkemåde, fordele og begrænsninger Teknik og Administration Nr. 2 2005

Indholdsfortegnelse 1. Indledning... 1 1.1 Formål... 1 2. Metodebeskrivelse hydraulisk princip... 2 3. Anvendelsesmuligheder og oprensningsmæssige strategier... 5 3.1 Afværgepumpning til fjernelse af forurening... 5 3.2 Afværgepumning til fiksering af grundvandsforurening... 8 3.3 Afværgepumpning til reduktion af dannet grundvandsforurening... 8 4. Teori for forureningsfjernelse og begrænsninger ved metoden... 10 4.1 Begrænset opløselighed i grundvand, flere faser og masseflux... 10 4.1.1 Vandblandbare stoffer (Aqueous Phase Liquids, APL)... 10 4.1.2 Ikke-vandblandbare stoffer (Non-aqueous Phase Liquids, NAPL).. 11 4.2 Mangelfuld kontakt mellem forurening og grundvand... 14 4.2.1 Nedsat permeabilitet ved 2-fase strømning... 14 4.2.2 Pools og afsnøret fri fase i sprækker... 16 4.2.3 Høj mætning i finkornede lag... 17 4.2.4 Densitetsbetinget nedsynkning og indlejring af perkolatfaner... 17 4.3 Tilbageholdelse af forurening... 19 4.3.1 Tilbageholdelse ved sorption... 19 4.3.2 Tilbageholdelse på grund af diffusion... 20 5. Eksempler... 22 5.1 Dayton, New Jersey: Forurening med PCE og 1,1,1-TCA... 22 5.2 Borden, Ontario, Canada: Kontrolleret spild af PCE... 25 6. Konklusion... 27 7. Referencer... 29

1. Indledning Afværgepumpning er efter afgravning den mest anvendte afværgeteknik i Danmark. Det er en relativ enkel og velafprøvet teknik, som båder er effektiv og billig i drift. Når det er sagt, er det også en teknik, som har skuffet gentagende gange. Estimater for oprensningseffektivitet og driftstider har gentagende gange været for optimistiske, og det som i begyndelsen lignede hurtige og billige projekter er blevet forvandlet til permanente og derfor dyre oppumpninger af næsten rent grundvand. Rapporten er udarbejdet af NIRAS for Amternes Videncenter for Jordforurening, som med denne rapport forsøger at samle den grundlæggende viden, der er om metodens potentialer og begrænsninger. Rapporten er målrettet de mange teknikere, som dagligt vurderer, om oppumpning af grundvand er den afværgemetode, de skal vælge i den aktuelle problemstilling. 1.1 Formål Formålet med denne rapport er at give en overordnet og kortfattet gennemgang af virkemåde, fordele og begrænsninger ved afværgepumpning (på engelsk: Pump & Treat, P&T). Gennemgangen er en letlæst indføring i metoden som grundlag for overordnede overvejelser af, hvorvidt metoden kan anvendes i konkrete sager. Rapporten indeholder ikke en fyldestgørende redegørelse for metodens teoretiske fundament eller retningslinier for design af systemer. Emner som vandbehandling, afledningsforhold, drift, monitering og økonomiske overslag er ikke indeholdt i rapporten. For yderligere behandling af disse emner henvises der til /11/.

2. Metodebeskrivelse hydraulisk princip Afværgepumpning er i denne rapport defineret som oppumpning af grundvand som led i afværgeforanstaltninger for forurening. Metoden er baseret på, at trykniveauet for magasinet afsænkes lokalt ved oppumpning af grundvand fra boring/-er eller dræn. Efter en konstant oppumpning over en vis tid opnås en situation, hvor strømningsforholdene i det berørte magasin ikke ændres yderligere i forhold til situationen før pumpningen. Dette kaldes stationære forhold. Tiden, der går, inden der opnås stationære forhold, kan være timer til måneder, afhængig af magasinforhold og pumpeydelse. Ved afværgepumpningen etableres således en situation, hvor det grundvand der er i en bestemt del af magasinet, eller fremover infiltrerer til denne del af magasinet, opsamles af afværgepumpningen. Denne situation er bl.a. karakteriseret ved den såkaldte indfangningsbredde, som beskriver den del af magasinet vinkelret på grundvandets strømningsretning som indfanges ved pumpningen. Desuden anvendes betegnelsen stagnationspunkt for det punkt nedstrøms afværgeboringen, hvor vandspejlet har vendetangent. Grundvandet strømmer hver sin vej på hver side af stagnationspunktet. Der vil således være en del af grundvandsdannelsen og magasinet, der hydraulisk adskilles fra de øvrige jordlag. Disse forhold er søgt illustreret i figur 1. A. Før pumpning B. Under pumpning: Potentiallinier og strømpile Strømningsretning 9,5 10,0 10,8 1 10,7 10,6 10,5 10,4 10,3 10,8 1 10,7 10,6 10,5 10,4 10,3 10,2 C. Under pumpning: Indfangningszone mv. Indfangningszone D. Under pumpning: Snit med afsænkning Stagnationspunkt Indfangningsbredde Indfangningsbredde Stagnation spunkt Figur 1 Skitse af afværgepumpning med potentialelinjer, strømpile, indfangningszone, stagnationspunkt og indfangningsbredde. 2

Det skal bemærkes, at ovennævnte beskrivelse er gyldig for såvel frie som spændte magasiner. Forskellen er blot, at trykaflastningen for frie magasiner kan registreres som en fysisk afsænkning af vandspejlet i magasinet, mens den for spændte magasiner blot registreres som et fald i magasinets trykniveau, uden at vandmætningsforholdene i magasinet ændres. Det er ikke muligt at fastlægge indfangningszonen ved hjælp af pejlinger. Således kan der være situationer, hvor sænkningen fra en afværgepumpning tydeligt kan registreres uden for indfangningszonen og andre situationer, hvor sænkningen inden for indfangningszonen er så lille, at den ikke kan registreres med pejleudstyr (inden for måleusikkerheder og naturlige fluktuationer). Placeringen af stagnationspunktet og indfangningsbredden kan dog overslagsmæssigt estimeres ved følgende for et homogent, isotopt spændt magasin med jævn gradient og uden lækage /1/. Indfangningszone Q/TxI Indfangningsbredde Q/2xTxJ Q/2xπxI Stagnationspunkt Figur 2 Spændt magasin - beregning af stagnationspunkt og indfangningsbredde for spændt magasin. Q er den oppumpede vandmængde i m 3 /s, T er transmissiviteten i m 2 /s, I er gradienten i m/m. For frie magasiner eller for magasiner med lækage kan der ikke opstilles tilsvarende simple udtryk. For frie magasiner skyldes dette bl.a., at den fysiske sænkning af vandspejlet i pumpeboringen bevirker, at transmissiviteten T ændres under pumpningen, idet T = k/h (k er permeabiliteten i m/s, og h er magasinhøjden i m). For et spændt magasin med lækage og for frie magasiner gælder det dog, at de reelle værdier vil være mindre end de beregnede værdier med formlerne vist i figur 2, hvorfor disse ofte anvendes til at opstille konservative estimater. Når afværgepumpningen foretages ved hjælp af boringer, kan der etableres filtersætning over hele eller dele af det aktuelle grundvandsmagasin. Meget ofte anvendes en delvis filtersætning, hvor forureningen primært er lokaliseret i toppen af magasinet. Det hensigtsmæssige heri er, at vandmængden, som skal 3

oppumpes for at opnå den ønskede indfangningszone, i f.eks. toppen af magasinet, kan mindskes, og at det undgås at gennembore dele af magasinet, som eventuelt ikke er væsentligt forureningspåvirket. Herved hindres kontaminering af magasinet under borearbejdet, og desuden undgås risikoen for en lodret forureningsspredning i boringen efter etableringen. Det skal bemærkes, at en trykaflastning, som etableres, f.eks. i toppen af et grundvandsmagasin, vil slå igennem til dybder væsentligt under filterintervallet, såfremt der ikke er betydende lagdeling i magasinet. Trykaflastningen kan så at sige føles længere nede i magasinet. Effekten af den hydrauliske fiksering vil således nå dybere end filtersætningen og den vil i yderste konsekvens omfatte hele magasinet. Strømningen af vand til afværgeboringen fra niveauer under filtersætningen hæmmes dog af, at den lodrette permeabilitet i reglen er væsentligt lavere end den vandrette. 4

3. Anvendelsesmuligheder og oprensningsmæssige strategier Grundlæggende kan afværgepumpning foretages med henblik på at fjerne forurening fiksere grundvandsforurening mindske den dannede mængde af forurenet grundvand /2/. Disse anvendelser (strategier) behandles uddybende i de følgende afsnit. Det skal dog kraftigt understreges, at strategierne er fundamentalt forskellige, og at det ved anvendelse af afværgepumpning er helt afgørende at være bevidst om, hvilken strategi der anlægges. 3.1 Afværgepumpning til fjernelse af forurening Afværgepumpning kan i mange sammenhænge anvendes i kombination med andre afværgemetoder til fjernelse af forurening i kildeområder. Eksempler herpå er: Oppumpning af fri fase (fri fase skimning/dual Phase Extraction, Bio Slurping mv.), hvor afværgepumpningen anvendes til at afsænke trykniveauet i et frit magasin for at skabe strømning af fri fase forurening ind mod afværgeboringen. Herfra fjernes den frie fase sammen med det oppumpede grundvand eller med separate pumpesystemer etableret i strømningshorisonten for den frie fase. Metoder som air sparging, dampstripning, flushing mv., hvor grundvandsmagasiner påvirkes termisk og/eller hydraulisk med spredningsrisiko til følge, eller hvor fri fase kan mobiliseres. Afværgepumpningen anvendes dels til at hindre spredningen af opløst forurening eller fri fase og dels til opsamling heraf. Skitser af disse anvendelser ses i figur 3. 5

Terræn Terræn Opsuget vand, olie og luft Grundvand Olie Olieskimmer Grundvand Olie Slurp-tube GRUNDVAND Grundvandsp umpe GRUNDVAND A. Afværgepumpning og olieskimning B. Bioslurping Terræn Terræn Grundvand Grundvand Tilførsel af damp C. Flushing/forceret udvaskning D. Dampstripning Figur 3 Skitser af afværgeforanstaltninger i kildeområder, hvor afværgepumpning indgår. Afværgepumpning kan desuden anvendes til oppumpning af forurening opløst i grundvandet i faner nedstrøms kildeområder /1, 2, 7, 9/. Oppumpningen kan foretages fra boringer eller dræn, og der kan anvendes en række forskellige strategier med hensyn til placeringen af boringer/dræn. I figur 4 ses et udvalg af eksempler, som kommenteres i det følgende. 6

A. Enkel boring ved kilden Forureningskilde & fane Grundvandsstrømning B. Enkelt boring ved enden af fanen Afværgeboring og indfangningszone C. Effekt af ændret grundvandsstrømning D. Flere afværgeboringer E. Flere afværgeboringer F. Brug af dræn Figur 4 Eksempler på placering af pumpeboringer. A og B. Oppumpning ved kilden eller ved enden af grundvandsfanen. En del grundvandsfaner er forholdsvis lange og omfatter store grundvandsvolumener. Det vil derfor som regel blive vurderet, hvorvidt grundvandsrisikoen kan reduceres tilstrækkeligt ved en delvis oppumpning af den værst forurenede del af grundvandsfanen, eller hvorvidt hele fanen skal oppumpes, henholdsvis A og B i figur 4. I forhold til scenarie B, hvor hele fanen oppumpes, vil der i scenarie A skulle oppumpes, behandles og afledes et væsentligt mindre vandvolumen, hvilket kan give markante besparelser. Til gengæld vil forureningsniveauet i det oppumpede vand være højere end i B, hvilket kan kræve et andet design af vandrensningen og eventuelt fordyre denne. Scenarie C illustrerer, hvorledes en pludselig eller gradvis ændring af grundvandets strømningsretning kan ødelægge effekten af en afværgepumpning. Sådanne ændringer kan være forårsaget af ændret oppumpning i områdets magasiner eller af ekstreme vejrforhold i længere perioder. Ved etablering af oppumpningsløsninger er det vigtigt at kortlægge f.eks. vandværkers, virksomheders, hospitalers eller privates vandindvinding og ændringer heraf, midlertidige grundvandssænkninger ved byggeri, andre afværgepumpninger mv. Endvidere er det vigtigt at registrere, hvorvidt nedbørsforholdene i årene op til etableringen har været normale og repræsentative. Scenarie D og E viser eksempler på anvendelse af flere afværgeboringer. Dette kan være aktuelt, hvor magasinforholdene bevirker, at det ikke er muligt at opnå 7

tilstrækkelig oppumpning fra en enkelt boring, eller hvor der ikke ønskes etableret for store afsænkninger i magasinet f.eks. hvis der er risiko for tørlægning af organiske jordlag eller funderingspæle af træ. Endvidere kan der, som i scenarie D, anvendes flere boringer for at afkorte den tid, der går, før hele vandvolumenet i grundvandsfanen er udskiftet det ønskede antal gange. Scenarie F viser brug af dræn. Specielt ved terrænnær grundvandsforurening kan det være en fordel at foretage afværgepumpningen ved hjælp af vandret liggende dræn. Fordelene er primært, at drænene har en væsentligt større kontaktflade til magasinet end boringer, og at en enkelt drænstrækning i visse situationer kan erstatte flere boringer. Ulemperne er primært, at drænene lægges i en fast forudbestemt dybde. Dette begrænser mulighederne for at regulere afsænkningen og medfører risiko for, at variationer i grundvandsstanden (i frie magasiner) betyder, at drænene i perioder ligger i en uhensigtsmæssig dybde eventuelt i den umættede zone. Som det vil fremgå af diskussionen i afsnit 3 og 4, vil driftstiden for afværgepumpning som eneste afværgetiltag ofte være mange årtier eller århundreder, og foranstaltningen må således anses for at have permanent karakter. 3.2 Afværgepumning til fiksering af grundvandsforurening Afværgepumpning kan anvendes med det sigte at hindre en yderligere spredning af forurening, som allerede er tilgået magasinet. Oppumpningen tilrettelægges således, at den uacceptabelt forurenede del af magasinet omfattes af den etablerede indfangningszone, jf. figur 1 og 2. Denne form for hydraulisk fiksering anvendes typisk, hvor muligheden for oprensning af forureningens kilde i jordlagene over magasinet eller ved kilder i selve magasinet - er dårlige. Endvidere kan strategien anvendes i tilfælde, hvor forureningskilden er ukendt. Ved hydraulisk fiksering kan der blandt andet anvendes boringsplaceringer i forhold til grundvandsforureningen som illustreret i figur 4 A, B, E og F. Som det vil fremgå af diskussionen i afsnit 3 og 4, må denne type anvendelse af afværgepumpning ofte anses for at være en permanent foranstaltning. 3.3 Afværgepumpning til reduktion af dannet grundvandsforurening I nogle tilfælde kan det vurderes, at en vis belastning af grundvandsmagasinet er acceptabel, og at det afværgemæssigt vil være tilstrækkeligt at begrænse mængden af forurenet grundvand, som dannes. I sådanne situationer kan afværgepumpning anvendes til at reducere grundvandsstrømningen i den forurenede del af magasinet. I praksis gøres dette ved at indrette oppumpningen således, at der etableres en meget lille eller ingen gradient på grundvandsspejlet i det forurenede område. Strategien er illustreret i figur 5. 8

A. Før pumpning B. Ved pumpning Forureningskilde Afværgeboring 10,0 10,8 1 10,6 10,4 10,2 10,0 9,8 10,8 1 10,6 10,4 10,2 10,0 9,8 Figur 5 Reduktion af grundvandsstrømningen gennem et kildeområde ved hjælp af afværgepumpning. De blå stiplede linier er potentialekurver. Denne strategi omfatter ikke indsatser over for forureningens kilde. Driftstiden vil således afhænge af, hvorvidt andre tiltag iværksættes over for kildeområdet og må i modsat fald anses for at være en foranstaltning af permanent karakter, jf. afsnit 3 og 4. 9

4. Teori for forureningsfjernelse og begrænsninger ved metoden Det er velkendt fra mange laboratorie- og feltprojekter, at oprensningseffekten af afværgepumpning i kildeområder med markant jordforurening eller residual fri fase i de fleste situationer er meget begrænset. Ofte ses faldende forureningskoncentrationer i det oppumpede vand i dage eller uger efter opstart, men herefter følger markante tilbageslag i forureningsniveauet uger eller måneder efter standsning af pumpningen /1, 7-11/. Dette viser, at det ofte er muligt at etablere den ønskede oppumpning, men at frigørelsen af forureningen fra jordlagene er den begrænsende faktor. Ved pumpningen opnås en markant forøget gennemvaskning af visse dele af jordlagene og således en fortynding af det forurenede vand i kildeområdet med tilstrømmende vand fra omgivelserne. Ved pumpestop - og dermed markant reduceret grundvandsstrømning - medfører den langsomme frigivelse af forureningskomponenterne dog stigende grundvandskoncentrationer. Der er ikke identificeret publikationer, som endegyldigt forklarer ovennævnte forhold, men der er en lang række steder beskrevet mekanismer, som har indflydelse på forureningsfjernelsen ved afværgepumpning. I det følgende præsenteres en række af disse mekanismer, men det skal understreges, at den videnskabelige dokumentation ikke er tilstrækkelig pt. De væsentligste årsager til nedsat effekt for afværgepumpning er: Begrænset opløselighed i grundvandet af mange forureningskomponenter og begrænsninger i massefluxen fra fri fase til grundvand. Mangelfuld kontakt mellem grundvand og forurening. Tilbageholdelse af forureningskomponenterne i jordlagene. Disse områder beskrives nærmere i det følgende. 4.1 Begrænset opløselighed i grundvand, flere faser og masseflux 4.1.1 Vandblandbare stoffer (Aqueous Phase Liquids, APL) En række forureningskomponenter som visse pesticider, alkoholer, glykol, nitrat, sulfat mv. er fuldt opløselige i vand /3/. Sådanne stoffer vil i perioden efter et spild opblandes med infiltrerende vand eller grundvand og vil være til stede på vandig form. Dette betyder, at stofferne såfremt de ikke tilbageholdes markant ved sorption (afsnit 4.3) vil udvaskes med det infiltrerende regnvand og føres med grundvandet med ingen eller kun en begrænset forsinkelse. I princippet må afværgepumpning forventes at være forholdsvis effektivt over for forurening med sådanne stoffer. 10

I visse situationer kan det forurenede grundvands indhold af vandblandbare stoffer dog medføre en densitetsforskel til det uforurenede grundvand /12, 14/. Herved kan det forurenede grundvand optræde som en fane. Det kan trænge ned i grundvandsmagasiner og f.eks. indlejres i bunden heraf /12, 14/. Dette kendes f.eks. fra lossepladser. Som det beskrives i afsnit 4.2, kan dette medføre en væsentlig forsinkelse af udvaskningen af de vandblandbare stoffer. Desuden kan spild af vandblandbare stoffer til lavpermeable jordlag medføre, at stofferne kun frigives meget langsomt til de underliggende magasiner, hvorved driftstiden for en afværgepumpning forlænges markant. 4.1.2 Ikke vandblandbare stoffer (Non-aqueous Phase Liquids, NAPL) En lang række af de almindeligst forekommende forureningskomponenter som oliekomponenter, chlorerede opløsningsmidler, tjære mv. er ikke fuldt opløselige i vand /3/. Stofferne er ikke vandblandbare og vil efter spild optræde i jorden som en separat fri fase. Desuden vil stofferne have en vis opløselighed i vand, hvilket betyder, at der fra områder med fri fase kan udbredes en forureningsfane med vandopløste forureningskomponenter fra den frie fase. Efter spild til jorden vil den separate frie fase (NAPL) i løbet af dage til måneder fordeles i jorden på en uforudsigelig og oftest meget kompliceret måde. Herefter vil den frie fase i de fleste tilfælde være forholdsvis stabil i placering og udbredelse /5, 6, 7, 10, 13/. Undtagelser herfra er meget store spild af f.eks. olie- eller benzin akkumuleret som en tyk fri fase på grundvandsspejlet. Når den frie fase trænger ned, efterlades et spor af fri fase, afsnøret i poreskelettet som små dråber eller ganglia. Dette kaldes residual fri fase, og det maksimale indhold af fri fase, som jorden kan tilbageholde på denne måde, kaldes residual mætning. Den residuale mætning for f.eks. let gasolie kan i sandede jordtyper udgøre ca. 5-20 % af porøsiteten i umættet zone og 15-40 % i mættet zone /5, 6, 7, 10, 13/. Ved en porøsitet på 30 % svarer dette til henholdsvis 15-60 l olie i umættet zone og 50-120 l i mættet zone. Endvidere kan der over lavpermeable jordlag dannes pools af fri fase, hvor mætningen med fri fase kan blive op mod 50-60 % /10/. Den begrænsede opløselighed betyder, at et vist grundvandsvolumen kun er i stand til at opløse og transportere en forholdsvis lille mængde af forureningen, hvorved tiden, der kræves for en fuldstændig udvaskning, bliver lang. Da forureningen, som skal udvaskes, desuden sidder i afsnørede dråber i dele af poreskelettet, er det formentlig kun en mindre del af grundvandet, som reelt kommer i kontakt med den residuale frie fase. Endelig er det ikke endeligt afklaret, hvorledes opløsnings- og diffusionsprocesserne foregår i kontaktfladen mellem fri fase og grundvand. Hvor hurtigt opløsningen foregår, og hvilken koncentration grundvandet opnår ved kontakt med den frie fase, er således usikkert. I visse laboratoriestudier, som f.eks. /5/, er der ved gennemvaskning af søjler med sand ved residual mætning med 11

chlorerede opløsningsmidler opnået udløbskoncentrationer nær opløseligheden. I samme studium fremhæves det dog, at der ved feltlokaliteter med fri fase oftest kun kan observeres opløste koncentrationer svarende til under ca. 2,5 % af opløseligheden. I /5/ anføres det, at de høje udløbskoncentrationer i søjleforsøg kan skyldes den meget høje residuale mætning i hele søjlen og det faktum, at alt vandet således tvinges i kontakt med forureningen uden mulighed for at strømme udenom. I /4/ præsenteres to modeller for, hvad der foregår i zonen mellem residual fri fase og strømmende grundvand. Modellerne er såkaldte film-modeller, der antager, at der umiddelbart over den frie fase er et lag med laminær strømning, som grænser op mod lag med turbulent strømning i den vandige fase. De to modeller er skitseret i figur 6 og 7. Filmmodel 4 lags Turbulent vand Skilleflade Massefluxen, m per areal af skillefladen mellem væskerne per tid kan beregnes ved: m = -D/δ eff (c 0 c in ) = -k (c 0 c in ) Laminært lag i vand Laminært lag i fri fase Fri fase m Koncentration Hvor: D er diffusiviteten, δ eff er den effektive filmtykkelse, c 0 er koncentrationen i den frie fase, c in er koncentrationen i skillefladen k er permeabiliteten Figur 6 Skitse af 4 lags-filmmodel efter /4/. Transporten af forureningskomponenterne foregår i 4-lagsmodellen ved molekylær diffusion hen over filmen, som udgøres af de to lag, hvori der antages at være laminær strømning. I de to væsker antages turbulensen at udjævne koncentrationsforskellene. I /4/ angives det, at 4-lagsmodellens svagheder primært er, at den arbejder med en fast værdi for filmtykkelsen (de laminære lag), at der ikke tages hensyn til, at turbulensen i vandfasen aftager gradvist, og at den reelle dimension på D (diffusiviteten) er mellem 0 og 1,0 og ikke blot 1 som anvendt i modellen. Modellen må således antages at være usikker, og der præsenteres ingen metodik for fastlæggelsen af filmtykkelsen. Modellens praktiske anvendelighed til bestemmelse af masseoverførsel til grundvandet i denne rapport anses således for at være begrænset. Modellen viser dog, at koncentrationen af forureningskomponenten ved overgangen til det turbulente grundvand er markant lavere end den maksimale koncentration (opløseligheden), som træffes i skillefladen mellem de to væsker. I figur 7 er der skitseret en 5-lags filmmodel (grænse-diffusions-lagsmodel). Ifølge /4/ tager denne model bedre højde for de turbulente strømningers viskose 12

natur og inddrager konvektiv diffusion. Kun i diffusions sublaget (filmen) antages der at være ren laminær strømning. Endvidere anvender modellen ikke en fast filmtykkelse. Filmmodel 5 lags Turbulent vand Koncentrationen i de forskellige lag har følgende sammenhæng med afstanden fra skillefladen til den frie fase Turbulent vand Konstant Turbulent grænselag Turbulent grænselag c ~ ln y Laminært Viskost sub-lag i fri fase Viskost sub-lag c ~ 1/y 3 eller y Diffusions sub-lag Diffusions sub-lag C ~ y Fri fase Overflade af fri fase Koncentration Fri fase Konstant Figur 7 Skitse af 5-lags-filmmodel efter /4/. Som for 4-lags-modellen indeholder /4/ ikke anvisninger til praktisk anvendelse af 5-lags modellen, og i denne rapport skal det således blot bemærkes, at modellen indikerer, at koncentrationen af forureningskomponenten i grundvandet uden for grænselagene er væsentligt lavere end den maksimale koncentration (opløseligheden), som træffes umiddelbart ved overfladen af den frie fase. Betragtningerne omkring de to modeller bidrager således til at forklare, at der i felten sjældent træffes opløste koncentrationer nær opløseligheden. Endvidere indikerer modellerne, at der ved overslagsbetragtninger omkring tiden for udvaskning af fri fase må anvendes opløste værdier, som er væsentligt lavere end opløseligheden. Hvor lave, kan ikke umiddelbart uddrages af modellerne. Tilstedeværelsen af flere forskellige stoffer i den frie fase er et andet forhold, som kan begrænse størrelsen af den opløste koncentration. Såfremt der er flere stoffer tilstede i den frie fase, vil den effektive opløselighed af de enkelte stoffer reduceres i forhold til deres opløselighed (som eneste stof i kontakt med vandet) med en størrelse svarende til den molfraktion, som det aktuelle stof udgør i blandingen. Dette er illustreret med et beregningseksempel i boks 1. 13

NAPL af et enkelt stof: S = opløselighed af stoffet t i vand, mg/l t NAPL af stofblanding: S = X S t, effektiv t t (X = molfraktionen af t i NAPL blandingen) t Regneeksempel: 1 kg NAPL: 200 g TCE og 800 g PCE M = 131 g/mol N = 200 g = 1,5 mol TCE X = 1,5 = 0,24 TCE X = 4,8 = 0,76 PCE TCE S = 1.400 mg/l x 0,24 = 333 mg/l TCF, eff. S = 240 mg/l x 0,76 = 183 mg/l PCF, eff. 6,3 6,3 131 g/mol M = 166 g/mol N = = 4,8 mol PCE P CE 800 g 166 g/mol 6,3 mol Boks 1 Regneeksempel for effektiv opløselighed ved to stoffer i fri fase. 4.2 Mangelfuld kontakt mellem forurening og grundvand I dette afsnit behandles følgende forhold, som giver anledning til nedsat kontakt mellem forureningen og grundvand oppumpet ved afværgepumpning: Nedsat permeabilitet ved 2-fase strømning Pools og afsnøret fri fase i sprækker Høj mætning i finkornede lag Densitetsbetinget nedsynkning og indlejring af perkolatfaner. 4.2.1 Nedsat permeabilitet ved 2-fase strømning En væsentlig årsag til nedsat effekt af afværgepumpning kan findes i det forhold, at mange forureningskomponenter (NAPL) som tidligere nævnt ikke er blandbare med vand og optræder som en selvstændig fase i jorden i små dråber, ganglia eller som pools oven på laggrænser. Figur 9 viser et kunstigt poremedium med umættede forhold og tilstedeværelse af tre faser (luft, olie (NAPL) og vand). I mættet zone vil NAPL træffes i midten af porerne svarende til luften i figur 8, mens vandet vil ligge mellem NAPL og kornene. 14

Figur 8 Fordeling af vand, fri fase og luft i et poreskelet af glas. De punkterede hjælpelinier angiver overgangen fra glaskorn til vandfase. Tilstedeværelsen af flere selvstændige faser medfører, at faserne blokerer for hinanden og dermed nedsætter strømningen for alle de forskellige faser i forhold til situationen med kun en enkelt fase i poreskelettet. Dette er illustreret i figur 9 for situationen med to separate faser i mættet zone. Figur 9 Relativ permeabilitet i et fler-fasesystem efter /13 og 15/. Af figur 9 ses, at selv et indhold af NAPL på 10-15 % af porøsiteten medfører en reduktion af permeabiliteten for grundvandet til under det halve for situationen uden fri fase. I den kapillære zone er strømningsforholdene yderligere komplicerede, da der her er tale om et system med tre separate faser, jf. figur 8. Udvaskningen af residual fri fase fra den kapillære zone vil således være meget vanskelig. Til gengæld vil der fra den kapillære zone for en række komponenter være en vis fjernelse ved afdampning til poreluften. 15

I /5/ er angivet følgende udtryk for beregning af reduktionen af grundvandsstrømning igennem en del af et magasin, hvor permeabiliteten er reduceret: F = 2 k r /(1 + k r ) hvor F er reduktionen af gennemstrømningen k r er den relative permeabilitet i området med residual fri fase (k r = 1 ved uforurenede forhold) Boks 2 Beregning af reduceret gennemstrømning som følge af residual fri fase. Beregninger viser, at gennemstrømningen i områder, hvor residual fri fase nedsætter permeabiliteten 50 %, 10 % eller 1 %, reduceres med henholdsvis 33 %, 82 % og 98 % - i forhold til af udgangsværdien for tilsvarende uforurenede forhold. I praksis betyder den nedsatte permeabilitet på grund af residual fri fase, at grundvandet strømmer markant dårligere gennem områder med selv lave indhold af fri fase end områder uden. Ved afværgepumpning vil den forcerede strømning således i høj grad foregå uden om områder med fri fase, og denne effekt vil tiltage med mætningsgraden for den frie fase (forureningsniveauet). Ud fra figur 9 og den bagved liggende litteratur anslås det, at gennemstrømningen af zonerne med residual fri fase i praksis ofte kan reduceres til mellem 5 % og 50 % af niveauet for de tilstødende identiske jordlag uden fri fase. Dette kan medføre væsentlige begrænsninger på effekten af afværgepumpning. 4.2.2 Pools og afsnøret fri fase i sprækker I tilfælde af meget store forureningsspild kan der dannes større sammenhængende legemer med høj mætning af fri fase. Dette kan eksempelvis være fri olie på grundvandsspejlet eller TCE akkumuleret på oversiden af et lerlag i bunden af et sandmagasin. I sådanne tilfælde vil den høje mætning med den frie fase i poolen forhindre strømning af vand gennem poolen. I sådanne tilfælde vil fjernelsen af foureningskomponenter med grundvandet kun foregå langs poolens randzone, hvor grundvandsstrømningen desuden jf. afsnit 4.2.1 vil være kraftigt reduceret på grund af residual fri fase. Forureningsfjernelsen vil i sådanne tilfælde være meget ineffektiv. Det skal da også understreges, at fri fase i pools skal fjernes med andre teknikker forud for en eventuel anvendelse af afværgepumpning i afværgestrategien. Svarende til forholdene for pools kan afsnøringen af fri fase i sprækker i f.eks. moræneler eller kalk nedsætte muligheden for udvaskning. 16

4.2.3 Høj mætning i finkornede lag Når en separat fri fase forurening trænger ned i jordlagene i grundvandszonen, vil skift i kornstørrelsen til finere materialer medføre en øget modstand mod forureningsnedtrængningen. Dette skyldes vandets polære karakter og affinitet for kornoverfladerne, som betyder, at de kapillære kræfter, som fastholder vandet i de finere porer, er større. Indtrængningsmodstanden er således større, men hvis trykket i den frie fase er tilstrækkeligt til at fortrænge vandet i de finkornede lag, vil den frie fase kunne opnå en større residual mætning i de finkornede lag end i det grovere sediment /10, 13/. Dette betyder, at en meget væsentlig del af den residuale frie fase forurening på mange lokaliteter findes i de mest finkornede lag. Disse lag vil samtidig have relativt lav permeabilitet i forhold til de grovere zoner, og permeabiliteten nedsættes yderligere som følge af den residuale frie fase. Disse forhold vil selvsagt nedsætte effekten af afværgepumpning og bidrage til tilbageslag ved pumpstop. 4.2.4 Densitetsbetinget nedsynkning og indlejring af perkolatfaner Som nævnt i afsnit 4.1.1 kan en fane med vandblandbare forureningskomponenter i visse situationer udvise en densitetsbetinget nedsynkning i grundvandsmagasiner. Dette kendes blandt andet fra perkolatfaner fra lossepladser og er beskrevet i /12 og 14/. I /12/ er betydningen af lossepladsperkolats densitet for spredningen i sandede magasiner studeret. Figur 10 viser resultater fra laboratorieforsøg, og figur 11 viser perkolatets vægtfylde i forhold til saltindholdet. Figur 10 Modelstudium af densitetsbetinget nedsynkning, /12/. 17

Figur 11 Sammenhæng mellem densitet og saltindhold, /12/. Af figur 10 fremgår det, at grundvand (perkolat) med et saltindhold på mere end ca. 2.000 mg/l udviser en klar densitetsbetinget spredning ned i magasinet. Af figur 11 ses, at 2.000 mg/l svarer til en densitet på ca. 1,002 kg/l. Det fremgår således, at en vægtfyldeforskel på 2 er tilstrækkeligt til at medføre en densitetsbetinget nedsynkning af en grundvandsfane. En sådan nedsynkning kan medføre, at den vandblandbare grundvandsforurening indlejres i bunden af et magasin i lavninger på et underliggende lag med lavere permeabilitet. Herved kan udvaskningen af grundvandsforureningen nedsættes drastisk, idet forureningsfjernelsen med grundvandsstrømningen primært vil foregå langs oversiden af den indlejrede tunge fane. 18

4.3 Tilbageholdelse af forurening Tilbageholdelsen af forureningskomponenterne sker overvejende som følge af sorption og diffusion. I det følgende omtales betydningen af processerne kort og overordnet. For en detaljeret gennemgang henvises til /14/. 4.3.1 Tilbageholdelse ved sorption Langt de fleste af de hyppigst forekommende forureningskomponenter tilbageholdes i et vist omfang i jordlagene på grund af sorption, primært til jordens indhold af organisk stof, overflader af lermineraler og oxider /3 og 14/. Afhængig af stoffernes sorptionsegenskaber (udtrykt ved sorptionskoefficienten) kan en større eller mindre del af forureningen således fastholdes på jordpartiklerne. Sorptionen er dog en reversibel proces, som tilstræber en ligevægt mellem sorberet stof og den opløste koncentrationen i grundvandet. Således vil sorptionen forsinke udbredelsen af en grundvandsfane i forhold til grundvandsstrømningen (typisk mellem ca. 1 og 50 gange) og afstedkomme en langsom frigivelse af forureningskomponenter, hvis den opløste koncentration i grundvandet aftager. Et fald i den opløste koncentration kan netop skyldes en igangsat afværgepumpning, hvormed mindre forurenet grundvand trækkes ind i et kildeområde. For moderat til kraftigt sorberende stoffer vil sorptionen således kunne forårsage en væsentlig forlængelse af driftstiden og/eller tilbageslag ved ophør af afværgepumpningen. I figur 12 er der vist eksempler på fasefordelingsberegninger ved ligevægt for PCE, vinylchlorid og benzen ved forskellige vandindhold. Det skal bemærkes, at der er tale om tre stoffer, som sorberer svagt eller meget svagt. Det skal desuden bemærkes, at beregningerne illustrerer situationen, hvor opløst stof i grundvandet er i kontakt med sedimentet der er altså ikke tale om en situation svarende til et kildeområde, hvor der er forurening på fri fase mv. Situationen i grundvandszonen repræsenteres i figuren af vandindholdet på 100 %. Det fremgår, at procentandelen af PCE, benzen og vinylchlorid, som ved ligevægt sidder sorberet, er henholdsvis ca. 35 %, 10 % og 1-2 %. For andre stoffer, der sorberer moderat til kraftigt, såsom en del oliekomponenter, PAH er og tjærestoffer, vil en væsentligt større andel være knyttet til sedimentet. 19

100 PCE 100 Vinylchlorid 90 90 % Fasefordeling 80 70 60 50 40 30 2 10 0 0 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % vandmætning Benzen % Fasefordeling 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % vandmætning 90 Gasfase i poreluft % Fasefordeling 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 % vandmætning 70 80 90 100 Opløst i porevand Sorberet til jordpartikler Anvendte parametre: Totalporøsitet: 0,45 Indhold af organisk stof: 0,001 Kornrumvægt: 2.65 kg/l Volumenvægt: 1,7 kg/l Figur 12 Eksempler på fasefordeling af forureningskomponenter i umættet zone. Ifølge /10/ vil en grundvandsfane med PCE i moderate koncentrationer (ca. 50 500 µg/l) i et mellem- til grovkornet sandmagasin (med normalt lavt indhold af organisk stof) kunne reduceres til meget lave niveauer (under ca. 10 µg/l) ved oppumpning af ca. 4 5 porevolumener grundvand fra fanen. Det er naturligvis forudsat, at grundvandsfanen i perioden ikke tilføres forureningskomponenter fra et kildeområde. Ovennævnte er baseret på erfaringer fra konkrete sager, og det skal kraftigt understreges, at der tale om et eksempel og ikke en alment gyldig hovedregel. 4.3.2 Tilbageholdelse på grund af diffusion Specielt i dobbelt-porøse medier som ler og kalk med højpermeable sprækkesystemer og lavpermeabel matrix - kan det være afgørende for tilbageholdelsen, at en væsentlig del af den frie fase ved diffusion trænger ind i matricen. Diffusionen opstår, når den frie fase trænger ned i og delvist tilbageholdes i de højpermeable sprækkesystemer. I sprækkesystemet vil der således være en meget høj forureningskoncentration, mens koncentrationen i matricen indledningsvis er nul eller meget lav. Denne meget kraftige koncentrationsgradient driver diffusionen ind i matricen. I figur 13 viser et regneeksempel, at der for PCE og TCE går henholdsvis ca. 5 år og ca. 42 dage for fuldstændig diffusion af fri fase, som fylder en sprække med en åbning på 0,03 mm, i den tilstødende moræneler. Dette illustrerer, at 20

diffusionen afhængig af stoffernes karakteristika kan binde en væsentlig del af den samlede forureningsmasse i en lavpermeabel matrix. Ved afværgepumpning fra sprækkesystemer i kalk eller ler eller i sandlag, som grænser op til sådanne forurenede lavpermeable lag, kan der forventes at ske en tilbagediffusion til grundvandsmagasinet over en meget lang årrække. Tidsperioden for tilbagediffusionen er væsentligt længere end for diffusionen ind i matricen, da koncentrationsgradienten under tilbagediffusionen vil være relativt lille. 1 dimensionel diffusion ind i uendelig matrix: π ϕ2 t = d 2 2 2 16 S θ D R v e DNAPL Matrix Eksempler PCE/TCE t = tid for fuldstændig diffusion ϕ = Densitet af DNAPL 3 1600/1420 kg/m S v = Opløselighed af DNAPL 3 0,24/1,4 kg/m θ = Porøsitet i matrix 0,5 R = Retardationsfaktor 2-20 D = Effektiv diffusionskoefficient 1x10 ms 2 e => t PCE = 5 år -6 t = 42 dage d = Sprækkevidde 30 x 10 m TC E Figur 13 Beregningseksempel for diffusion af PCE og TCE ind i lermatrix /10/. 21

5. Eksempler I dette kapitel præsenteres to eksempler på projekter, hvor afværgepumpning har været anvendt. Disse eksempler er udvalgt, da de dels er illustrative og dels er dokumenteret med en tilstrækkelig datamængde. Der foreligger en lang række andre eksempler, som tydeligt indikerer, hvilke styrker og svagheder metoden har, men som ikke vurderes at være tilstrækkeligt sikkert dokumenteret, eller hvor tidsserierne er for korte for sikre konklusioner. De udvalgte eksempler er begge fra USA og er refereret fra /13/. 5.1 Dayton, New Jersey: Forurening med PCE og 1,1,1-TCA En industrivirksomhed, som producerede print-komponenter, anvendte PCE til affedtning. Undersøgelser viste, at en grundvandsforurening under og nedstrøms virksomheden var nået frem til en vandindvindingsboring i en afstand af 500 meter fra lokaliteten. Grundvandsforureningen bestod af PCE og 1,1,1-TCA i koncentrationer på op til henholdsvis 6,1 mg/l og 9,5 mg/l. Dette svarer til henholdsvis 2,5 % og 0,8 % af opløseligheden af de to stoffer i vand. Virksomheden havde ikke anvendt 1,1,1-TCA i produktionen, men det viste sig, at den indkøbte PCE indeholdt 15 % 1,1,1-TCA. Med denne sammensætning af den frie fase er den effektive opløselighed af PCE og 1,1,1-TCA nedsat i forhold til opløseligheden, hvis stofferne var til stede alene i den frie fase. I blandingen svarede de fundne grundvandskoncentrationer til ca. 3 % og ca. 5 % af den effektive opløselighed for henholdsvis PCE og 1,1,1-TCA. I /13/ angives det, at opløste koncentrationer over ca. 1 % af den effektive opløselighed er et markant indicium på forekomst af fri fase i kildeområdet. De udtagne vandprøver stammede fra boringer filtersat over hele magasinets tykkelse på ca. 15 meter (vandspejl 6 7 m.u.t.). Da vandet fra den kraftigt forurenede del af magasinet således med meget stor sandsynlighed er blevet fortyndet op med store mængder svagt forurenet vand fra andre dele af filtersætningen, viser de fundne grundvandskoncentrationer klare tegn på forekomst af fri fase i kilden. Denne viden forelå dog ikke på daværende tidspunkt, og forekomsten af fri fase blev ikke erkendt før afværgeforanstaltningerne blev iværksat. 22

I en periode på 6,5 år blev der afværgepumpet fra 13 boringer i og umiddelbart nedstrøms kildeområdet med en ydelse på ca. 66 m 3 /time, hvorved volumenet i grundvandsfanen blev udskiftet ca. syv gange. Der blev oppumpet opløst PCE svarende til en mængde af PCE på i alt ca. 7.500 liter! Herefter blev afværgepumpningen standset, og efter ca. 6 måneder kunne der måles tilbageslag i forureningsniveauet i såvel pumpe- som moniteringsboringer. Resultaterne fra pumpningen og den efterfølgende monitering for PCE er illustreret i figur 14 og 15. Figur 14 Kontureret grundvandsforurening med PCE før, under og efter afværgepumpning i fra 13 boringer i 6,5 år ved en samlet ydelse på 66 m 3 /time. 23

Figur 15 Grundvandsforurening med PCE i udvalgte boringer hhv. i kilden og i fanen før, under og efter afværgepumpningen. Figur 14 og 15 viser begge, at afværgepumpningen i fanen var i stand til at reducere de opløste koncentrationer fra mellem 100 µg/l og 1.000 µg/l til under eller omkring 10 µg/l. I selve kildeområdet faldt koncentrationerne fra op til 6.100 µg/l til 300-500 µg/l. Endvidere viser figurerne, at tilbageslaget efter standsning af pumpningen forplantede sig til hele fanen og flere steder medførte grundvandskoncentrationer, som var større end de målte før opstart af afværgepumpningen. Figur 14 viser desuden, at fanen var bredere før end efter afværgeforanstaltningerne, hvilket tilskrives påvirkninger af strømningsretningen fra tidligere grundvandsindvinding på nabogrunde. 24

Resultaterne er tolket således, at afværgepumpningen var i stand til at nedbringe forureningsniveauet i fanen til et meget lavt niveau, som var resultatet af samspillet mellem desorptionen af PCE fra sedimentet og fortyndingen ved oppumpning fra de lange filtre. I kildeområdet kunne forureningsniveauet reduceres væsentligt mindre, da den frie fase i dette område i hele perioden gav et større bidrag til det oppumpede vand. Tilbageslaget blev forårsaget dels af desorption fra sedimentet i grundvandsfanen og dels fra en fornyet faneudbredelse fra kildeområdet efter pumpestop. I pumpeperioden medførte afværgepumpningen således en effektiv hydraulisk kontrol og sandsynligvis fjernelse af en væsentlig del af forureningsmassen i grundvandsfanen. Til trods for, at der blev oppumpet i alt ca. 7.500 liter PCE, kunne der dog efter pumpestop ikke konstateres nogen egentlig oprensningseffekt af foranstaltningerne. Efterfølgende er der iværksat en begrænset afværgepumpning med henblik på hydraulisk fiksering af grundvandsforureningen. 5.2 Borden, Ontario, Canada: Kontrolleret spild af PCE Til forskningsformål er der i et grundvandsmagasin ved Borden Landfill, Ontario, Canada foretaget flere kontrollerede spild af chlorerede opløsningsmidler. Figur 16 viser resultater fra moniteringen af grundvandsforureningen med TCE fra et sådant spild før og under afværgepumpning fra tre boringer placeret i grundvandsfanen med en indbyrdes afstand på 10 15 meter. Figur 16 Grundvandsforurening med TCE før, under og efter afværgepumpning i fra 3 boringer med en samlet ydelse på ca. 0,9 m 3 /time, /13/. 25

Figur 16 viser, at forureningen mellem og nedstrøms pumpeboringerne kunne reduceres til 10 100 µg/l, med de højeste restkoncentrationer i stagnationszonen mellem boringerne. Niveauspecifik prøvetagning viste desuden, at de højeste restniveauer blev truffet i de mest finkornede dele af sandmagasinet. Boring PW-4 i spidsen af fanen udviste i starten af pumpeperioden stigende koncentrationer, da opstrøms beliggende kraftigere grundvandsforurening blev trukket hen til boringen ved pumpningen. Indfangningszonen ved pumpningen var væsentligt større end bredden af fanen, og de hurtigt aftagende niveauer i PW-3 og PW-4 tilskrives i høj grad fortynding med rent vand uden for fanen. I modsætning til PW-3 og PW-4 stabiliseredes niveauet i PW-2 på et forholdsvis højt niveau (500 µg/l 1.000 µg/l). Dette skyldes, at forureningskilden ikke var fjernet, og PW-2 indfangede den grundvandsforurening, der løbende blev dannet i kildeområdet. Eksemplet viser, at der kunne opnås en effektiv hydraulisk kontrol med fanen i det veldefinerede og sammenhængende magasin. Desuden kunne den opløste koncentration reduceres markant (til 10 µg/l 100 µg/l i pumpeperioden på 250 dage) i den del af fanen, som ikke var påvirket af udvaskningen fra kildeområdet (dvs. nedstrøms stagnationspunktet for PW-2). Endelig var det tydeligt, at udvaskningen var mindst effektiv omkring stagnationspunkterne for pumpningerne. Den foreliggende monitering i dette eksempel belyser ikke tilbageslagseffekter ved standsning af afværgepumpningen. 26

6. Konklusion I denne rapport er mange forskellige aspekter af afværgepumpning behandlet og vurderet. På en række punkter mangler der dog en videnskabelig dokumentation for basale mekanismer bag forureningsfjernelsen ved afværgepumpning og for vigtigheden af de forskellige mekanismer i forhold til hinanden. Dette betyder, at det er usikkert og vovet at drage for markante konklusioner om metodens anvendelighed og mangel på samme. Der er dog ingen tvivl om, at afværgepumpning i situationer, hvor grundvandsforurening er velafgrænset i sammenhængende magasiner, er en meget effektiv metode til at opnå hydraulisk kontrol med forureningen og hindre yderligere spredning med grundvandet fra det berørte område. Afværgepumpning er ligeledes en meget vigtig og effektiv del af mange oprensningsprojekter, hvor der anvendes kombinationer af metoder. Endelig er der ikke tvivl om, at oprensning af områder med fri fase ved afværgepumpning i langt de fleste tilfælde vil forudsætte en så lang driftsperiode, at pumpningen i praksis må betragtes som en permanent foranstaltning. Dette peger på, at afværgepumpning som hovedregel i praksis ikke kan betragtes som en metode til oprensning af kildeområder hertil er effekten i langt de fleste tilfælde for begrænset. Af forhold, som nedsætter effekten af afværgepumpningen, og/eller som medfører betydelig risiko for væsentlige tilbageslag, er: Begrænset opløselighed i grundvand for mange hyppigt forekommende forureningskomponenter. Begrænsninger i den opnåelige masseflux fra fri fase til grundvand som følge af processer i grænselagene mellem faserne. Nedsat grundvandskoncentration for enkeltstoffer, hvis den frie fase består af flere komponenter. Nedsat permeabilitet og hermed grundvandsstrømning/udvaskning i områder med fri fase (2-fase strømning i grundvandszonen og 3-fase strømning i den kapillære zone). Begrænset kontakt mellem grundvand og forurening i pools og afsnøret fri fase i sprækker. Høj mætning af residual fri fase i finkornede lag betyder, at en væsentlig del af forureningen ofte er lokaliseret i zoner, hvor grundvandet strømmer relativt dårligt. Den residuale frie fase forværrer desuden strømningsforholdene. For vandblandbare forureninger som perkolatfaner fra lossepladser - kan der ske en densitetsbetinget nedsynkning af forureningen og delvis afskæring fra den generelle grundvandsstrømning ved indlejring i bunden af magasinet. 27

For visse stoffer kan en betydelig del af forureningen tilbageholdes i jordlagene ved sorption. Processen er reversibel og kan medføre en langvarig frigivelse af forureningskomponenenter specielt fra forurenede ler- og kalklag samt organisk holdige jordtyper. En betydende forureningsmængde kan ved diffusion spredes fra fri fase til sprækker til matricen i f.eks. ler- og kalklag. I lighed med sorption er også diffusionen reversibel og kan medføre en endog meget langvarig forureningsfrigivelse til sprækker eller tilstødende lag under forsøg på oprensning ved afværgepumpning. 28

7. Referencer /1/ US-EPA, Office of Solid Waste and Emergency Response (5102G). EPA 542-R-04-019, September 2004. Pilot Project to Optimize Pump and Treat Systems at State-Funded Leaking Underground Storage Tank Sites: Summary Report and Lessons Learned. /2/ US-EPA, Office of Solid Waste and Emergency Response (5102G). EPA 542-R-03-009, February 2004. Treatment Technologies for Site Cleanup: Annual Status Report (Eleventh Edition). /3/ Lyman, W. J., Reehl, W. F., Rosenblatt, D. H., 1990. Handbook of Chemical Property Estimation Methods: Environmental Behavior. /4/ Azbel, D. Two-phase flows in chemical engineering, 1981. Cambridge University Press. /5/ Anderson, M. R. The dissolution and transport of dense nonaqueous phase liquids in saturated porous media, 1988. OHSUOGI School of Science & Engineering, Beaverton, OR. /6/ Wilson, J. L., Conrad, S. H. Is Physical Displacement of Residual Hydrocarbons a realistic possibility in Aquifer Restoration? Department of Geoscience and Geophysical Research Center, New Mexico Institute of Technology and Mining, Socorro, New Mexico (87801). /7/ Cohen, R.M, Mercer, J.W. DNAPL Site Evaluation, 1993. Robert S. Kerr Environmental Research Laboratory Office of Research and Development. U.S. Environmental Protection Agency, Ada, Oklahoma (74820). /8/ Jacobsen, O. K. Hvordan vurderes driftstiden af afværgepumpning?, 1996. Kemp & Lauritsen, Vand og Miljø A/S. ATV-møde. Vintermøde om grundvandsforurening. /9/ Madsen, B., Refsgaard, A. Oprensning af forurenet grundvand en velbevaret illusion? 1995. Danmarks Geologiske Undersøgelser og Dansk Hydraulisk Institut, ATV. ATV-møde. Vintermøde om grundvandsforurening. 29

/10/ Feenstra, S., Cooper, B. H., Cherry, J. A. Gillham, B., Waterloo DNAPL course, 1994. Afholdt af ATV på Vingstedcenteret. /11/ Design, indkøring og drift af afværgepumpning. Projekt om jord og grundvand fra Miljøstyrelsen, nr. 1, 1995. Miljø- og Energiministeriet, Miljøstyrelsen. /12/ Christensen, T. H., Kjeldesen, P., Albrechtsen, H. J., Heron, G., Nielsen, P. H., Bjerg, P. L., Holm, P. E.. Attenuation of Landfill Leachate Pollutants in Aquifers. Department of Environmental Science and Engineering/Groundwater Research Centre, Building 115, Technical University of Denmark, DK-2800 Lyngby, Denmark. /13/ Pankow, J. F., Cherry, J. A. Dense Chlorinated Solvents and other DNAPLs in Groundwater, 1996. Waterloo Press, P.O. Box 91399, Portland, Oregon. /14/ Kemiske stoffers opførsel i jord og grundvand. Projekt om jord og grundvand fra Miljøstyrelsen, nr. 20, 1996. Miljø- og Energiministeriet, Miljøstyrelsen. /15/ Mercer, J. W., Cohen, R. M., 1990. A Review of Immiscible Fluids in the Subsurface: Proporties, Models, Characteristics and Remediation. GeoTrans, Inc., Herdon, VA. 22070, USA. Elsevier Science Publishers B.V. /16/ Parkers J., Assessment, Control and Remediation of NAPL Contaminated Sites, 1995. Environmental Systems & Technologies, Inc. Blacksburg 30