GEOFYSISKE METODER TIL DETEKTION AF GRUNDVANDSFORURENING Jesper B. Pedersen HydroGeophysics Group Aarhus University
Disposition Induceret polarisation (IP) metoden Casestudy Eskelund losseplads o Lossepladsen o Områdets geologi o Resultater Konklusion
IP metoden Conrad Schlumberger var den første til at opdage IP effekten i en mineregion i Frankrig i 1913. 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
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.
IP metoden
IP metoden
IP metoden Med IP metoden måles et spændingsfald resulterende fra strøm der udsendes i jorden: i M a t V V + 1 1 ( ) =. DC [ t t ] i+ 1 i t t i ip dt Henfaldskurven er karateristisk for jorden -> Primære mål for IP
IP metoden Elektriske dobbelt lag
IP metoden Ladningsgradienter
IP metoden
Eskelund losseplads
Eskelund losseplads
Motivation Lossepladser fra 1950-1980 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
Eskelund losseplads Lossepladsen Aktiv fra 1950-1980. Husholdnings-, bygge-, slam- og emballeringsaffald samt industriaffald som spildolie og andet kemisk affald. Affaldsmængde skønnet til 830.00 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
Eskelund losseplads Geologi i området o o Underliggende lag: Tørv/Silt Tørv/Silt lag formentligt ringe eller lille beskyttelse mod nedsivning fra lossepladsen
Eskelund losseplads - Kortlægningen
Eskelund losseplads - Kortlægningen Lossepladsen dækker et areal på 0.3 km²
Eskelund losseplads - Kortlægningen Kortlagt med 13 IP profiler af længde på 355 700 m
Eskelund losseplads - Kortlægningen Geofysik sammenstillet med tæt netværk af boringer i området
Eskelund losseplads - Kortlægningen Suppleret med en Electrical Log (El-log) for at verificere de geofysiske modeller
Eskelund losseplads - Kortlægningen Ellog In situ måling af jordens parametre. Gammalog DC/IP Vandprøver Kerneprøver
Resultater Profil 10 Losseplads Udenfor lossepladsen Dybden til og tykkelse af forurenede fyldlag præcist estimeteret. Dæklag fremgår tydeligt af de geofysiske modeller.
Resultater Nord-Syd profiler Nord-Øst Syd-Vest Nord Syd Nord Syd Nord Syd
Resultater Vest-Øst profiler Vest Øst Vest Øst Nord-Vest Øst Vest Øst
Resultater Ellog vs. profiler Ellog 1-D model fra profil
Resultater Ellog vs. profiler Ellog 1-D model fra profil
Resultater Ellog vs. profiler Ellog 1-D model fra profil
Resultater Ellog vs. profiler Ellog 1-D model fra profil
Resultater Alle profiler er gridded for at opnå et 3D billede der beskriver den rumlige og historiske udvikling af lossepladsen 100 m
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
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
Resultater Rumlig og historisk beskrivelse af lossepladsen N N 100 m M0>100 mv/v Godt fit med den formodede lossepladsafgrænsning
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.