Snjólaug Råstofindvindingens kvantitative og kemiske påvirkninger Vandplaner GUNNAR LARSEN
Definitioner vandområdeplaner Kvantitativ tilstand: Grundvandets vandbalance Grundvandets påvirkning af overfladevand og terrestrisk natur Indtrængning af saltvand eller andet i grundvandet Kemisk tilstand: Generel kvalitetsvurdering af grundvandet Grundvandets påvirkning af overfladevand og terrestrisk natur Indtrængning af saltvand eller andet samt kemiske trends 2
Kvantitativ tilstand Påvirkning fra råstofindvinding Sænkes grundvandsspejlet ved råstofindvinding? Vandmangel i boringer (ikke Vandområdeplaner) Vandmangel i vandløb og søer Udtørring af naturtyper (herunder levested for arter) Ændres strømningsmønstret ved råstofindvinding? Ændrede forureningsfaner Vandmangel i vandløb, søer og naturtyper 3
Kvantitativ tilstand - undersøgelser Miljøstyrelsen 1980: Råstofindvinding virker som vandindvinding Miljøstyrelsen 1992: 1 m 3 råstof svarer til 0,75 m 3 vandindvinding 4
Kvantitativ tilstand Undersøgelser Miljøstyrelsen 2000: Analogi mellem råstofindvinding og oppumpning af grundvand ikke korrekt Der flyttes vand fra grundvandsmagasin ind i graven. Vandet fjernes ikke. Momentan sænkning af grundvandsspejl, men svarer til det råstofvolumen der fjernes. Grundvandsspejl stabiliseres efterfølgende nær oprindelige niveau Analytisk beregning, hvor at al vand strømmer radiært til fra omgivelserne Ophold i råstofindvinding får grundvandsspejl til at stige: Derfor er der ikke observeret permanente sænkninger i råstofgrave Kildeskråning nedstrøms, både under og især efter råstofindvinding 5
Kvantitativ tilstand Kildeskråning 6
Kvantitativ tilstand undersøgelser Miljøstyrelsen 2000 - usikkerheder: Vand strømmer også til og fra råstofgraven afhængigt af grundvandsspejlets hældning Analytiske løsninger forudsætter at magasinet er homogent og uendeligt i udbredelse Det forudsættes, at der graves i en cirkulær form, fra centrum og ud, og med en kontant gravehastighed i hele magasinets tykkelse. Graveretning er ikke indlagt. Der forudsættes at der graves kontinuert under grundvandsspejlet Det forudsættes at der ikke er separate gravesøer, og uden hydraulisk kontakt imellem gravesøer Eventuel kildeskråning nedstrøms, der betyder stigning i grundvandsstanden, indregnes ikke Vandløb vil virke som en positiv hydraulisk barriere, som bremser udviklingen af sænkningen 7
Kvantitativ tilstand nyt værktøj Strømningsmodeller som MIKE She, Modflow mm. forudsætter en geologisk model (GeoScene3D), mange data og er omkostningstunge Ny 2D numerisk model fra NIRAS, som skal bruge viden om: Vandløb og eksisterende søer, med forventet kontakt til magasinet der indvindes fra Potentialeforhold i magasinet Topografi Længde, bredde og dybde af råstofgrav Råstofindvinding i m 3 pr. år og antal år der indvindes Transmisivitet (kornstørrelse eller renpumpning), effektiv porøsitet og magasintal for magasinet der indvindes fra Hydraulisk ledningsevne (kornstørrelse eller renpumpning) Nettonedbør/grundvandsdannelse til magasinet 8
Kvantitativ tilstand nyt værktøj 9
Kvantitativ tilstand nyt værktøj (afhængig af indvindingsmængder mm.) Silkeborg: Sænkning 0,4 / 1,4 m Årstidsvariation 1,5 m Horsens: Sænkning 0,3 m Stigning 0,3 m Årstidsvariation 1,5 m Rødekro 1: Sænkning 0,5 m Årstidsvariation 1,5 m Rødekro 2: Sænkning 0,4 m Stigning 0,15 m Årstidsvariation 1,5 m Fyn: Sænkning 0,18 m Årstidsvariation 0,5 m Kalundborg 1: Sænkning 0,16 m Stigning Årstidsvariation 0,3-4,3m Kalundborg 2: Sænkning 0,39 m Roskilde: Sænkning 0,15 m Årstidsvariation 0,5-1 m Silkeborg: Klimaændring (IPCC, B2): + 2 m 10
Kvantitativ tilstand vandbalance Aktuelle, gennemsnitlige indvinding i forhold til den langsigtede grundvandsdannelse Den mængde grundvand, der kan indvindes uden uacceptable følgevirkninger på grundvandets trykniveau og vandkvalitet sammenlignet med den upåvirkede forekomst. Grundvandsforekomster (ikke grundvandsmagasiner) med udnyttelsesgrader over 30 % er i ringe tilstand 11
Kvantitativ tilstand vandbalance Miljøstyrelsen 2000: Fordampning fra råstofsø er 10-15 % af nedbøren Fordampning fra skyllebassin er 10-15 % Fordampning fra ny sø skal opvejes mod fordampning fra oprindelig mark, skov mm. Der sker ingen bortpumpning/grundvandsindvinding = Ingen væsentlig påvirkning = Ingen ringe kvantitativ tilstand 12
Kvantitativ tilstand Påvirkning af overfladevand og terrestrisk natur Påvirkning af vandløb bestemmes ud fra smådyr (DVFI), planter (DVPI) og fisk (DVFFa), jf. Aarhus Universitet 2014. På gennemsnitlig 15 km 2 vandløbsoplande Dvs. ingen bestemmelse af medianminimum længere. Citat: Der foreligger ikke viden om vandindvindings påvirkning af søer, kystvande og grundvandsafhængig terrestrisk natur. Naturstyrelsen vil igangsætte projekter med henblik på at indhente yderligere viden på området. 13
Kvantitativ tilstand Påvirkning af overfladevand og terrestrisk natur Påvirkning af vandløb: Små påvirkninger: Eks. afstrømning 10-40 l pr. sek. Reduktion 2,7 l pr. sek. (Vandindvindinger påvirker mere) Påvirkning af søer, kystvande og grundvandsafhængig terrestrisk natur: Små sænkninger, overtrumfes af naturlige svingninger Stigninger pga. kildeskråningseffekt (Vandindvindinger kan påvirke mere) 14
Kvantitativ tilstand Indtrængning af saltvand eller andet i grundvandet Vandområdeplan: Tilstedeværelsen af klorid i grundvandsforekomsterne sammenholdt med oplysninger om indvindingsintensitet Optrængende residual saltvand (Sr, F, B, Mg) eller mineralsk saltvand, indtrængende marint saltvand (omvendt ionbytning), nedsivende vejsalt (CL/Br) Region H og Region Midt, 2014: Ingen saltvand i 6 råstofgrave Rødekro 1 og 2, Fyn, Kalundborg 1, Roskilde mm.: Ingen forhøjet klorid = Ingen væsentlig påvirkning = Ingen ringe kvantitativ tilstand 15
Konklusion kvantitativ tilstand Vandbalance: Ingen problemer Påvirkning af overfladevand og terrestrisk natur: Små sænkninger Små stigninger Indtrængning af saltvand eller andet: Ingen problemer 16
Kemisk tilstand Påvirkning fra råstofindvinding Klorid (saltvand) Arsen og nikkel Opkoncentrering i skyllebassin Jern (okker), sulfat, aluminium og forsuring Nitrat udvaskning Pesticider udvaskning Andre miljøfremmede stoffer spild, uheld mm. 17
Kemisk tilstand Indtrængning af saltvand eller andet i grundvandet Vandområdeplan: Tilstedeværelsen af klorid i grundvandsforekomsterne sammenholdt med oplysninger om indvindingsintensitet Optrængende residual saltvand (Sr, F, B, Mg) eller mineralsk saltvand, indtrængende marint saltvand (omvendt ionbytning), nedsivende vejsalt (CL/Br) Region H og Region Midt, 2014: Ingen saltvand i 6 råstofgrave Rødekro 1 og 2, Fyn, Kalundborg 1, Roskilde mm.: Ingen forhøjet klorid = Ingen væsentlig påvirkning = Ingen ringe kvantitativ tilstand 18
Top af filter [m u.t.] Kemisk tilstand Indtrængning af saltvand eller andet samt kemiske trends 0 Klorid konc. [mg/l] 0 200 400 600 800 1000 1200 20 Ks1 (13) Ks2 (62) 40 Ks3 (104) 60 Ks4 (152) 80 Kerteminde Mergel (31) 100 Kalk (82) 120 19
Arsen [µg/l] Kemisk tilstand Arsen og nikkel Arsen udfældes i skyllebassin med jern - som okker 50 1,1 C Fe Arsenfjernelse = 100% 1+ 1,1 C Fe 45 40 35 30 25 Ks3 (33) Ks2 (37) Ks1 (3) 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Jern [mg/l] Magasin ukendt (4) Behandlingsgrænse Drikkevandskriteriet Nikkel udfældes i skyllebassin med mangan - som brunsten. 20
Kemisk tilstand Jern, sulfat og forsuring Sulfat: Kun ved højt indhold af pyrit + forsuring ved kalkfattige sedimenter Jern: Forsuring og okker udfældes pga. kalkfattige sedimenter (Aluminium) Sulfat og okkerudfældning: Robbedale og Søby-Fasterholdt 21
Kemisk tilstand Nitrat Statens definition på nitratsårbarhed og nitratindsats: Dæklag er det akkumulerede, reducerede lerdæklag over det øverste primære grundvandsmagasin: Under 5 m dæklag: Stor nitratsårbarhed 5-15 m dæklag: Nogen nitratsårbarhed Over 15 m dæklag: Lille nitratsårbarhed Redoxvandtyperne A, B, C og D (punktmåling) 22
Kemisk tilstand Nitrat Akkumuleret lerdæklagstykkelse over hvert primært grundvandsmagasin : Bestemmes ved at sammenlægge alle horisontalt sammenhængende lerlag over grundvandsmagasinet. Herfra trækkes det oxiderede lerlag, der er det øverste iltede ler tættest på jordoverfladen. Tilbage er så kun de ikke-iltede (reducerede) lerlag, der modsat oxideret ler kan nedbryde nedsivende nitrat. Bunden af de oxiderede dele af lerlaget kaldes også redoxgrænsen, og sættes her lig med nitratfrontens placering. Nitratfronten er den dybde: Som nitrat er trængt ned i fra jordoverfladen. Over nitratfronten er der i de iltede sedimenterne ikke længere stoffer, der kan nedbryde nitrat (pyrit, ferrijern (Fe 2+ ) og reaktivt organisk materiale), men under nitratfronten i det reducerede ler er der stadig stoffer der kan nedbryde nitrat. Sand kan ikke nedbryde nitrat, da der ikke er reducerende stoffer af betydning. 23
Kemisk tilstand Nitrat Nitratfølsomhed (NFI) afgrænses hvor der er: Nogen og stor nitratsårbarhed Nogen og stor grundvandsdannelse 24
Kemisk tilstand Nitrat Nitratfølsomhed (NFI) afgrænses hvor der er: Nogen og stor nitratsårbarhed Nogen og stor grundvandsdannelse Indsatsområder (IO) afgrænses, hvor der ikke er: Beskyttet natur Skov med lang omdrift Fredede arealer Indiividuel vurdering Aktive råstofgrave individuel vurdering Større sammenhængende befæstede arealer Fritidsområder 25
Kemisk tilstand Nitrat Scenarie 1 og 2 Mere end 15 m lerdæklag over det primære grundvandsmagasin Der fjernes ikke lerdæklag ved råstofindvinding = Ingen nitratsårbarhed = Ingen påvirkning fra råstofindvinding Mere end 15 m lerdæklag over det primære grundvandsmagasin Der fjernes lerdæklag, men derefter er der stadig mere end 15 m lerdæklag = Ingen nitratsårbarhed = Ingen påvirkning fra råstofindvinding 26
Kemisk tilstand Nitrat Scenarie 3 og 4 Mindre end 15 m lerdæklag over det primære grundvandsmagasin Der fjernes ikke lerdæklag = Nitratsårbarhed, men det var der også før råstofindvinding = Ingen påvirkning fra råstofindvinding Mindre end 15 m lerdæklag over det primære grundvandsmagasin Der fjernes lerdæklag = Nitratsårbarhed, men det var der også før råstofindvinding = Ingen påvirkning fra råstofindvinding 27
Kemisk tilstand Nitrat Scenarie 5 Mere end 15 m lerdæklag over det primære grundvandsmagasin Der fjernes lerdæklag, så der nu er mindre end 15 m lerdæklag = Det er gået fra lille til nogen/stor nitratsårbarhed = Råstofindvinding er årsag til nitratsårbarhed 28
Kemisk tilstand Pesticider KUPA-projekt og SFI: Pesticidsårbarhed afhænger af indhold af humus og silt+ler i øverste 1 meter af jorden (sandede jorde) Fjernelse af muld ved råstofgravning øger pesticidsårbarhed Pålægning af muld ved efterbehandling mindsker pesticidsårbarhed, når mulden igen er aktiv (kolliderer med naturønsker) 29
Kemisk tilstand Pesticider Pesticidforbud, svar på spørgsmål nr. S 386 til miljøministeren /12/: Der er ikke i lovgivningen hjemmel for kommunerne til at forbyde pesticidanvendelse i OSD-områder, fordi områderne er generelle udpegninger, og den generelle beskyttelse af grundvandet ved anvendelse af pesticider varetages i forbindelse med godkendelsen af det enkelte præparat. 30
Kemisk tilstand Pesticider På det planlægningsmæssige område antages det, at planlovens lokalplankatalog, jf. 15, stk. 2, ikke giver mulighed for, at kommunerne kan fastsætte bestemmelse om pesticidanvendelse i en lokalplan. Samtidig er vurderingen, at lokalplankataloget ikke kan udvides ved blot at bruge privatretlige servitutter i stedet for. Samtidig er konsekvensen af de EU-retlige bindinger, at kommunerne ikke kan fastsætte sprøjteforbud i hverken lokalplaner eller privatretlige servitutter. 31
Kemisk tilstand Pesticider Det vil sige, at det ikke er muligt at tinglyse forbud mod brug af pesticider, der er lovlige at bruge ifølge den nationale godkendelsesordning for pesticider, og at forbyde brug af lovlige pesticider i lokalplaner. Det skyldes bl.a., at generelle forbud mod brug af pesticider er tekniske handelshindringer (varernes fri bevægelighed) der strider mod EU-retten, jf. brev fra miljøministeren til Aarhus kommune. Gælder det også for råstofsager? 32
Kemisk tilstand Pesticider Må man i en råstoftilladelse indføre generel retningslinje om forbud mod gødskning og sprøjtning? Klagenævnsafgørelse (Rebild): Nævnet har herved lagt vægt på, at området er udpeget til et område med særlige drikkevandsinteresser (OSD), og at der ved råstofindvindingen fjernes en stor del af den nuværende ringe beskyttelse af grundvandet. 33
Kemisk tilstand Pesticider Undtagelsen er kommunernes brug af miljøbeskyttelseslovens 24 og 26 a. I 24 står der: Kommunalbestyrelsen kan give påbud eller nedlægge forbud for at undgå fare for forurening af bestående eller fremtidige vandindvindingsanlæg til indvinding af grundvand. Hvor stort område omkring vandindvindingsanlæggene der kan ske påbud eller forbud er ikke defineret, men på nuværende tidspunkt ser det ud til at være de afgrænsede Boringsnære Beskyttelsesområder (BNBO). 34
Kemisk tilstand Pesticider Om brug af 26 a har miljøministeriet i 2011 skrevet følgende til kommunerne: Naturstyrelsen skal hermed orientere kommunerne om, at kommunalbestyrelsen i medfør af miljøbeskyttelseslovens 26 a kan pålægge ejeren af en ejendom rådighedsindskrænkninger eller andre foranstaltninger, som er nødvendige for at sikre nuværende eller fremtidige drikkevandsinteresser mod forurening med nitrat eller pesticider. Der ydes fuldstændig erstatning for pålægget. Bestemmelsen vil således kunne anvendes i de tilfælde, hvor det ikke har været muligt at indgå en frivillig aftale på rimelige vilkår. Et påbud i henhold til miljøbeskyttelseslovens 26 a forudsætter, at der er vedtaget en indstasplan, jf. vandforsyningslovens 13 og 13 a, at kommunen kan tilvejebringe tilstrækkelig dokumentation for, at det pågældende område er følsomt for pesticider, og at påbuddet ikke er mere vidtgående end nødvendigt. 35
Kemisk tilstand Nitrat og pesticider Løber nitrat og pesticider til fra omgivelserne Fjernes dræn Hvad var på arealerne før kontra efter indvinding 36
Kemisk tilstand Andre miljøfremmede stoffer Mobilisering af forurenede grunde ringe (forureningsfaner), på grund af de små sænkninger og strømningsændringer. Overtrumfes af naturlige variationer (og vandindvindinger) Forurenede grunde er også forurenede før råstofindvinding status ændres ikke 37
Kemisk tilstand konklusion Klorid ikke et problem Arsen ikke et problem, undtagen måske binding i sedimentet Nikkel måske et problem Jern ikke et problem Nitrat i specielle tilfælde et problem, ved fjernelse af lerdæklag fra over til under 15 m Pesticider muligvis et problem, under midlertidig fjernelse af muld 38
Kvantitativ og kemisk tilstand - konklusion Råstofindvinding ikke særlig sårbart iht. Vandområdeplaner Kvantitativ påvirkning er lille, kan være positiv Kemisk tilstand som regel ingen påvirkning, dog nitratsårbart i særlige tilfælde og midlertidigt pesticidsårbart. 39
Perspektiv Beregningsværktøj holdt op mod grundvandsmodel og langtidsovervågning Nikkelmobilisering Pesticidsårbarhed ved genpålæggelse af muld Kemisk langtidsovervågning af råstifgrave mht. tilstrømmende nitrat (+ udvaskningsberegninger fra rodzone), pesticider og saltvand Beregning og monitering på forureningsfane 40