Radioaktive og stabile isotoper til datering af (pesticid-forurenede) indvindingsboringer Klaus Hinsby (GEUS), Troels Kærgaard Bjerre (VCS), Ole Silkjær (Trefor) Jens Aamand, Rasmus Jakobsen, Peter van der Keur, Christian N. Albers De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland Energi-, Forsynings- og Klimaministeriet
1. Isotoper/miljøtracere til datering af grundvand 2. Aldersfordelinger i boringer med lange filtre eksempler og principper 3. Niveau-bestemt prøvetagning ved separationspumpning i boringer med lange filtre 4. Eksempler på datering af indvindingsboringer til udredning af pesticidforurening og forvaltning af kildepladser - f.eks til vurdering af indvindingsboringers sårbarhed 5. Konklusioner Indhold
1. De mest anvendte isotoper og tracere til datering af grundvand Isotoper anvendt i denne præsentation
Tracere til datering af ungt grundvand (Konc. i atmosfæren / nedbør ) 3 H T½ = 12,32 år 85 Kr T½ = 10,76 år De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland Energi-, Forsynings- og Klimaministeriet 39 Ar (pmc) T½ = 269 år
2. Aldersfordelinger i boringer med lange filtre - principper
Eksempler på strømningsmodeller til beregning af grundvandsalder / aldersfordeling (1) Stempelstrømning Eksponentiel strømning
Eksempler på strømningsmodeller til beregning af grundvandsalder / aldersfordeling (2) Delvis eksponentiel strømning model Binær mixing model
Virkelighedens komplekse strømningssystemer (2D) (3D-strømning til boringer er væsentlig mere kompleks)
3. Niveaubestemt prøvetagning ved separationspumpning i boringer med lange filtre til minimering af opblanding (Nilsson et al., J. Hydrol., 1995)
Prøvetagning ved separationspumpning i boring 8.222, Løkken Vandværk og 159.1033, Bedsted i samarbejde med VandCenter Syd og Uni. Bern (CH) Prøvetagning til 85 Kr og 39 Ar analyser / datering Prøvetagning til 3 H/ 3 He analyser / datering
4. Eksempler på datering af indvindingsboringer til udredning af pesticidforurening og grundvandsmagasiners beskyttelse Dateringerne er gennemført i samarbejde med: 1. Uni. Bremen ( 3 H/ 3 He) 2. Uni. Bern ( 85 Kr, 39 Ar) 3. USGS (TracerLPM simuleringer, Eberts et al., Hydrogeol. J., 2012; Jurgens et al., J.Hydrol., 2016)
Aldersfordelinger i top og bund af filteret i markvandingsboring 159.1033 Bedsted bestemt ved tracer/isotop og partikelbane simuleringer Gamma-log Flow-log Bentazonregulering (1995) Bentazon Conc. = 0.019 ug/l Bentazonregulering (1995) Bentazon Conc. = 0.016 ug/l Aamand et al., 2017, submitted.
Aldersfordelinger og Bentazon-koncentrationer i top og bund af filteret i boring 8.222, Løkken Vandværk Gamma-log Flow-log Bentazonregulering (1995) Bentazon Conc. = 0.043 ug/l Bentazonregulering (1995) Bentazon Conc. < 0.0005 ug/l Aamand et al., 2017, submitted.
Grundvandsdatering på VandCenter Syds kildepladser Troels Kærgaard Bjerre, VandCenter Syd
VandCenter Syds kildepladser 8 kildepladser 42 indvindingsboringer Samlet indvindingstilladelse på 13,8 mio. m³/år
Formål med grundvandsdateringer: Forbedret beslutningsgrundlag til fastlæggelse af bæredygtig vandindvinding og beskyttelse af grundvandsressourcerne, herunder: Vurdering af boringernes sårbarhed Estimering af grundvandsdannelse Understøttelse / validering (evt. kalibrering) af grundvandsmodeller Estimering af tidshorisonten for afværgeforanstaltninger Indikator for vandkemi /vandkvalitet Fastlæggelse af moniterings-/prøvetagningsintervaller
Dateringer Udførte 85 Kr / 39 Ar dateringer 2008-2014 10 prøver i 2008 25 prøver i 2009 5 prøver i 2014
Sammenligning af 85Kr daterng med andre tracerdateringer i 3 VCS boringer Troldborg et al., Jhydrol Eng, 2008.
Årgangsvand fra TREFOR Vands kildepladser Ole Silkjær TREFOR Vand Input til Klaus Hinsbys oplæg på ATV Vintermøde 2017
Aldersdatering af grundvand Hvorfor daterer TREFOR Vand grundvand Bedre forståelse af grundvandsressourcen Hvor robust er TREFOR vand? Forbedret beslutningsgrundlag Prioritering og formidling af grundvandsbeskyttelse Reducere omkostningerne til grundvandsbeskyttelse Branding og storytelling - tale om vand på nye måder / årgangsvand (jfr. Aqua D or) 20
Biostabilitet (alder som kvalitetsindikator) 21
Konklusion Grundvandsalder / -datering er en vigtig indikator for grundvandets beskyttelse og kvalitet Estimering af aldersfordelinger giver markant forbedret forståelse af forureningsoprindelse og -risici i indvindingsboringer (lange filtre) Estimering af aldersfordelinger vha. både isotoper (tracere) og partikelbane simuleringer giver værdifulde uafhængige informationer om eventuelle forureningers udbredelse i både tid og rum. Grundvandets alder i indvindingsboringer er ikke konstant og vil reflektere ændringer i oppumpning og klima mm. over tid. Gentagne dateringer af de samme boringer med flere års mellemrum vil derfor give væsentlig yderligere information om indvindingsboringernes reaktion på ydre påvirkninger.
Tak for opmærksomheden For yderligere information om dateringsmetoder og deres anvendelse kontakt Klaus Hinsby (khi@geus.dk) For yderligere information om dateringers anvendelse i vandforsyningers planlægning kontakt: Troels Kærgaard Bjerre (tkb@vcs.dk) og Ole Silkjær (ole.silkjaer@trefor.dk)