Reduktiv dechlorering som afværgemetode

Relaterede dokumenter
Hvorfor biologisk metode til DNAPL afværge?

Oprensning i moræneler Hvad kan vi i dag?

ATV JORD OG GRUNDVAND VINTERMØDE OM JORD- OG GRUNDVANDSFORURENING

Julie Chambon, Gitte Lemming, Gabriele Manoli, Mette Broholm Philip J. Binning and Poul L. Bjerg DTU Miljø. Mette Christophersen Region Syddanmark

Nationalt netværk af testgrunde

Slutdokumentation og oprensningskriterier på et aktivt system Jernbanegade 29, Ringe

Nedbrydning af 1,1,1-TCA ved stimuleret reduktiv dechlorering

Regionernes hovedpine - undersøgelse og afværge i moræneler. Henriette Kerrn-Jespersen

KOMBINATION AF BIOTISK OG ABIOTISK NEDBRYDNING AF CHLOREREDE ETHENER (PCE) I GRUNDVAND

OPRENSNING I MORÆNELER - HVAD KAN VI I DAG?

KÆRGÅRD PLANTAGE PILOTFORSØG MED KEMISK OXIDATION

VENTILERING I UMÆTTET ZONE

Hvis du vil teste en idé

Samlet strategi for in situ oprensning af grundvandet under grube 1 og 2 i Kærgaard Plantage

Vadsbyvej 16A Historisk perspektiv og feltmetoder. Thomas Hauerberg Larsen

Opsamling fra temadag om kemisk oxidation

Oprensning af klorerede opløsningsmidler i moræneler med stimuleret reduktiv deklorering

ALBA, RUGVÆNGET 1-5, TAASTRUP

Erfaringer ved brug af CSIA på forureningssager med chlorerede opløsningsmidler (dual CSIA) og pesticider

Monitering, modellering og miljøvurdering af fuldskala afværge af TCE fourening ved stimuleret reduktiv deklorering

Low Level MIP/MiHPT. Et nyt dynamisk værktøj til kortlægning af forureningsfaner

Udfordringer med nedbrydningsprodukter ved stimuleret reduktiv dechlorering som afværgeteknik. Miljøprojekt nr. 1445, 2012

Erfaringsopsamling for reduktiv deklorering som afværgeteknologi i moræneler

SorbiCell - en passiv vandprøvetager. Henriette Kerrn-Jespersen, Region Hovedstaden

Handleplan og resultater for den videre indsats over for forureningen i Kærgård Plantage

JORD- OG GRUNDVANDSFORURENING VED KNULLEN 8, HØJBY, ODENSE

Danmarks største frivillige oprensning DONG Energys transformerstationer

Transportprocesser i umættet zone

Den sidste oprensningsfase i Kærgård Plantage

Afprøvning af GeoProbe injektionsmetoder i moræneaflejringer

Titel: Anaerob deklorering og oprensning af lavpermeable aflejringer Forfattere: Poul L. Bjerg, Maria H. Hansen, Camilla Christiansen, Charlotte

8 tilladelser lossepladsgas og andre flygtige forureninger

Litteraturstudium vedr. afpropningsmaterialer og metodikker

Pesticidsager: Undersøgelser- Risikoafklaring- Perspektiver for afværge ved stimuleret biologisk nedbrydning

HYDROGEOLOGISK KARAKTERISERING OG MODELLERING AF KALKMAGASIN VED HELLESTED

Automatiseret prøvetagning af poreluft ved specifikke GVS-niveauer udvikling og test af apparatur

Undersøgelser til vurdering af stimuleret in-situ reduktiv deklorering ved oprensning grundvandsforurening

IN SITU BIOLOGISK OPRENSNING AF GRUNDVANDSFORURENINGEN

Oprensning af olie- og benzinforurening: Naturlig nedbrydning og biologisk afværge

Naturlig og stimuleret nedbrydning af 1,1,1-TCA. Charlotte Scheutz, Maria H. Hansen & Poul L. Bjerg

Anvendelse af Soil mixing

ATV Vintermøde Undersøgelse af banegravsdepotet og afløbsgrøften. Ole P. Stubdrup

PILOTPROJEKT MED OPTIMERING AF PASSIV VENTILATION TIL SIKRING AF INDEKLIMA

INTRODUKTION TIL SOIL MIXING (ISS/ISCO) PÅ SØLLERØD GASVÆRK.

Erfaringsopsamling på udbredelsen af forureningsfaner i grundvand på villatanksager

Undersøgelser inden 8 tilladelsen bliver meddelt

Hvordan fastlægger vi oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger?

og Soil Mixing/nZV - udviklings- og kombinationsmuligheder

PCB'er udgør de en grundvandsrisiko? Niels Peter Arildskov, COWI. 2,4,5,3',5'-pentachlorbiphenyl

Transkript:

Reduktiv dechlorering som afværgemetode Kirsten Rügge, COWI 1

Reduktiv dechlorering Biologisk: Naturlig nedbrydning (MNA) Stimuleret reduktiv dechlorering (ERD) EK-BIO 2

Stimuleret Reduktiv dechlorering, SRD Stimulering af naturligt forekommende anaerobe nedbrydningsprocesser Tilførsel af dechlorerende bakterier "Dehalococcoider" Tilførsel af organisk materiale som substrat samt for at sikre etablering og opretholdelse af reducerede forhold Nedbrydning af PCE/TCE til uskadelige nedbrydningsprodukter 3 S

Hvorfor vil vi gerne bruge metoden? Billig Bæredygtig In situ løsning Få arbejdsgange Kræver ikke store opstillinger Kan anvendes tæt på og under bygninger 4

Udfordringer Kræver mættede forhold Kræver stærkt reducerede forhold Fri fase Kontakt og spredning i lavpermeable aflejringer vanskeligt Oprensning af matrix meget langsom Vækst af specifikke nedbrydere meget inhomogen Dannelse af VC og methan ph 6,5-8 Lang oprensningstid Varierende koncentrationer over tid Ikke fuldstændig oprensning VC når donor er opbrugt? Tilbagediffusion i lavpermeable aflejringer 5

For lidt donor? 6

For meget donor? ph optimalt 6,5-8,0 lavere end 6,0 nedsættes dechloreringen markant 7

For meget donor? ph optimalt 6,5-8,0 lavere end 6,0 nedsættes dechloreringen markant 8

VC i fanen 9

Methanmålinger 10

Poreluft konc. (%) 25 20 15 10 5 2. målerunde Nedre filter Atm. tryk (hpa) 1030 1020 1010 1000 990 980 970 960 0 950 29-10-2014 31-10-2014 02-11-2014 04-11-2014 06-11-2014 08-11-2014 CH4 CO2 O2 CH4-punktmålinger Baro 11

12

Anvendelsesmuligheder Aktiv/passiv Oprensning af kilde/fane Afskæringsløsning Bioaugmentering eller ej 13

Aktiv løsning med recirkulation 14

Passiv løsning 15

EK-BIO EK Anvendelse af elektrokinetik til at bevæge vand, chlorerede opløsningsmidler og bakterier Anode Elektroosmose (transport af vand) Katode + - - + Electromigration (transport af ioner) 16

Opsamling fra regionerne Region Hovedstaden? Region Hovedstaden? Region Hovedstaden? Region Syddanmark 17? Sag påbegyndt Sag afsluttet VC har udgjort et problem Methan har udgjort et problem Bemærkninger Vasbyvej 16A, Hedehusene Baldersbækvej, Ishøj Høje Tåstrupvej, Taastrup Tværvej 3, Aarup (+) Der er kun lavet forundersøgelser på denne sag. Der er aldrig blevet i gangsat SRD Region Syddanmark? Middelfartvej 126, Odense (+) Der er kun lavet forundersøgelser på denne sag. Der er aldrig blevet i gangsat SRD Region Hovedstaden sand Gl. Kongevej 33, Vesterbro nej nej Fortsat monitering Region Hovedstaden sand Flensborggade 24, Vesterbro + nej nej lille pilotforsøg Efter tilsætningen forhøjede konc. i To tilsætninger i moræneleren Region Sjælland sand Hellestedvej 22, Stevns nej målepunkterne op mod en primært for at kunne forkorte kontorbygning, men værdierne faldt driftsperioden af biobarrieren i den hurtigt igen underliggende kalk Region Syddanmark sand Industrigrund, Svendborg Region Syddanmark sand Rugårdsvej 234-238, Odense Pilotforsøg med recirkulering, injektion af KB-1 og laktat i sandmagasin (2006). Høje indhold af VC i fanen. Efterfølgende vedligeholdelse af På en tidspunkt høje konc., men det Har været stigende siden nedbrydning med injektion af NZ ad to blev afsluttet ved monitering ca. 2011 omgange (2007 og 2010) i sandmagasinet. Siden monitering. Kilde i moræneler forurener forsat sandmagasin Region Syddanmark sand Jernbanegade, Ringe nej nej Recirkulation. Injektion i boringer og dræn Region Hovedstaden sand Nybrovej 83, Gentofte Fortsat monitering. I gangsat 2014-sparsomt med resultater. Recirkulation Region Hovedstaden sand/silt Ahornvej, Hørsholm nej nej Fortsat monitering Region Hovedstaden sand/silt Rungstedvej, Hørsholm nej nej Fortsat monitering Region Hovedstaden sand/silt Pennehave, Hørshplm nej periodevist Fortsat monitering. Methan afhjælpes ved kortvarrig pumpning på luftfase Region Hovedstaden moræneler Vesterbrogade 116, Vesterbro nej nej Fortsat monitering Region Hovedstaden moræneler Gl. Kongevej 39, Vesterbro måske ja Fokus på VC, der har været ventilleret i forhold indeklimarisiko med methan Ikke ophobning i ML men Pilotforsøg med oprensning i Region Syddanmark moræneler Rugårdsvej 234-238, Odense meget i gv fra ML, men der moræneler (injektion af NZ + KB1 i behandles i underliggende hydraulisk fraktur samt injektion af NZ+ KB1 magasin i naturlige sandslirer (2005) Region Syddanmark moræneler Sortebrovej 26 nej, ikke rigtig tegn på ophobning af VC i ML og bufferzone i sandlag etableret oprindelig Region Sjælland kalk Hellestedvej 22, Stevns nej nej nej, høj methan i injektionsboringer men ikke nærmere bebyggelser. Ikke set methan i poreluft eller indeklima Fortsat monitering Dog fokus på VC, da der i 2013 ses højere konc. som følge af øget nedbrydning. Etablering af biobarrierre i kalken er afsluttet og det semiaktive doseringsanlæg er i drift. Metoden virker efter hensigten

Opsamling fra regionerne Antal sager? sand sand/silt moræneler kalk Region Hovedstaden 3 3 3 2 Region Sjælland 1 1 Region Syddanmark 2 3 2 Total 5 7 3 4 1 18

COWIs erfaringer Det virker (i vandet) Vi kan skabe reducerede forhold og opnå gode dechloreringsgrader Vi ser stadig kontaktproblemer Lang oprensningstid VC (grundvand + indeklima), problemerne dog relativt begrænsede endnu! Methan, ikke et egentligt problem. Jo større umættet zone, des mindre problem ph følsom, inhiberer processen og forlænger oprensningstiden Metoden har absolut en fremtid 19

"Hvad siger de på bjerget" SRD er lige så effektiv som andre injektionsteknikker og billigere SRD ikke specielt velegnet i kildeområder med fri fase Brug af "partitioning electron doners" (som opblandes i DNAPL fasen, hvorfra den langsomt opløses og derved kan være til stede i lang tid) synes lovende Bioaugmentering er specielt attraktivt i kildeområder, også selvom dehalococcoider er naturligt forekommende, øge effektiviteten og mindske VCproblem SRD kan forårsage ph-fald, methan, VC, opløsning af metaller, men effekterne generelt tilbage til baseline lige nedstrøms kildeområdet SRD i lavpermeable aflejringer både dyrt og svært Dog kan problemet afhjælpes ved samtidig injektion af opløsninger, der kan øge spredningen i de lavpermeable zoner Vedvarende behandling i 3-5 år synes almindelig (rebound) Kombinering af SRD med andre teknikker kan anbefales (treatment train) 20

Løsning: Reduktiv dechlorering I Spørgsmål 1: Beregn koncentrationen af ethen på baggrund af nedbrydning af cdce dels i µg/l og µmol/l Mængden af mol (n) bestemmes ud fra massen (m) og molvægten (M): n = m/m Antag et volumen på 1 liter cdce og ethen reagerer i forholdet 1:1, så n(cdce) = n(c 2 H 4 ) = 7,22 µmol [C 2 H 4 ] = 202 µg/l = 7,22 µmol/l Spørgsmål 2: Hvorfor er det afgørende at regne med molære koncentrationer bl.a. til bestemmelse af DG? Ved en reaktion ændres den kemiske sammensætning af stoffet og dermed molvægten. Massebetingede koncentrationer er derfor stofspecifikke, mens molære koncentrationer er stofuafhængige og dermed giver en direkte sammenlignelig værdi, hvilket er nødvendigt bl.a. ved brug i udregninger. 21

Løsning: Reduktiv dechlorering II Spørgsmål 3: Beregn dechloreringsgraden i boringen B2 over tid i de to filtersætninger Boring B2Ø Boring B2N Konc. [µg/l] Konc. [µmol/l] Konc. [µg/l] Konc. [µmol/l] 03.05.2012 27.10.2014 03.05.2012 27.10.2014 03.05.2012 27.10.2014 03.05.2012 27.10.2014 PCE 0 0 0 0 0 0 0 0 TCE 0 0 0 0 25 1,3 0,19 0,01 cdce 700 3,3 7,22 0,03 1300 3100 13,4 32 VC 80 5,4 1,28 0,09 230 4,8 3,68 0,08 Ethen 0 30 0 1,05 0 120 0 4,21 Ethan 0 75 0 2,49 0 20 0 0,67 DG (%) 53,8 99,0 55,1 56,6 22

Konc. (µmol/l) Konc. (µmol/l) Løsning: Reduktiv dechlorering III Spørgsmål 4: Hvad kan man ud fra dechloreringsgraderne sige om oprensningen inden for de godt 2 år der er mellem analyseresultaterne? Substratet har stimuleret bionedbrydningen i B2Ø, resulterende i komplet nedbrydning (99%). I B2N er der p.t. sandsynligvis ikke opnået den ønskede kontakt. Der er mere cdce, men VC er omdannet til ethan og ethen. B2Ø (4-7 m u.t.) B2N (10-13 m u.t.) 100% 100% 80% 80% 60% 60% 40% 40% 20% 20% 0% 0% PCE TCE cdce VC Ethen Ethan PCE TCE cdce VC Ethen Ethan 23

Løsning: Methan i poreluft Spørgsmål 1: Hvilken betydning har lufttrykket ift. poreluftmålingerne? Når lufttrykket stiger presses iltrig atmosfærisk luft ned i den umættede zone og forårsager methanoxidation. Dette giver også en lille stigning i CO₂. Dvs. for at få et retvisende billede af det maksimale methanindhold i poreluften, bør målinger foretages på dage med lavtryk. Spørgsmål 2: Færdiggør udviklingen for CH 4, O₂ og CO₂. Poreluft konc. (%) 30 25 20 15 10 5 1. målerunde Boring Atm. tryk (hpa) 1010 1005 1000 995 990 985 980 975 24 0 970 17-08-2014 00:00 19-08-2014 00:00 21-08-2014 00:00 23-08-2014 00:00 CH4 CO2 O2 Baro