Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger

Publication: Research - peer-reviewReport – Annual report year: 2011

Standard

Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger. / Døssing Overheu, Niels; Tuxen, Nina; Thomsen, Nanna Isbak; Binning, Philip John; Bjerg, Poul Løgstrup.

Miljøstyrelsen, 2011. 169 p. (Miljøprojekt; No. 137 2011).

Publication: Research - peer-reviewReport – Annual report year: 2011

Harvard

Døssing Overheu, N, Tuxen, N, Thomsen, NI, Binning, PJ & Bjerg, PL 2011, Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger. Miljøstyrelsen. Miljøprojekt, no. 137 2011

APA

Døssing Overheu, N., Tuxen, N., Thomsen, N. I., Binning, P. J., & Bjerg, P. L. (2011). Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger. Miljøstyrelsen. (Miljøprojekt; No. 137 2011).

CBE

Døssing Overheu N, Tuxen N, Thomsen NI, Binning PJ, Bjerg PL 2011. Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger. Miljøstyrelsen. 169 p. (Miljøprojekt; No. 137 2011).

MLA

Døssing Overheu, Niels et al. Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger Miljøstyrelsen. 2011. (Miljøprojekt; Journal number 137 2011).

Vancouver

Døssing Overheu N, Tuxen N, Thomsen NI, Binning PJ, Bjerg PL. Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger. Miljøstyrelsen, 2011. 169 p. (Miljøprojekt; No. 137 2011).

Author

Døssing Overheu, Niels; Tuxen, Nina; Thomsen, Nanna Isbak; Binning, Philip John; Bjerg, Poul Løgstrup / Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger.

Miljøstyrelsen, 2011. 169 p. (Miljøprojekt; No. 137 2011).

Publication: Research - peer-reviewReport – Annual report year: 2011

Bibtex

@book{42be4c2a9f5f4b5ca68d1e68cce9330b,
title = "Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger",
publisher = "Miljøstyrelsen",
author = "{Døssing Overheu}, Niels and Nina Tuxen and Thomsen, {Nanna Isbak} and Binning, {Philip John} and Bjerg, {Poul Løgstrup}",
year = "2011",
isbn = "978-87-92779-20-5",
series = "Miljøprojekt",

}

RIS

TY - RPRT

T1 - Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger

A1 - Døssing Overheu,Niels

A1 - Tuxen,Nina

A1 - Thomsen,Nanna Isbak

A1 - Binning,Philip John

A1 - Bjerg,Poul Løgstrup

AU - Døssing Overheu,Niels

AU - Tuxen,Nina

AU - Thomsen,Nanna Isbak

AU - Binning,Philip John

AU - Bjerg,Poul Løgstrup

PB - Miljøstyrelsen

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - Det overordnede absolutte kriterium for indsatsen over for grundvandstruende forureningskilder er at beskytte grundvandsressourcen, med henblik på at sikre landets drikkevandsforsyning. Som retningslinje for indsatsen er det i Miljøstyrelsens vejledning angivet, at grundvandskvalitetskriteriet skal være overholdt 100 m nedstrøms forureningen eller efter max et års strømning i det øverste betydende grundvandsmagasin. Vejledningen fastsætter derved oprensningens kontrolpunkt og den tilladte koncentration i kontrolpunktet. For at operationalisere dette langsigtede, funktionelle kriterium er der behov for at kende sammenhængen mellem koncentrationen i kilden og koncentrationen i det nedstrøms kontrolpunkt, så det langsigtede kriterium kan transformeres (tilbageregnes) til et kortsigtet, lokalt kriterium i kildeområdet. Således vil det blive muligt at vurdere behovet for oprensning af en forurening (startkriterium) og at fastlægge stopkriterier for oprensningen. Det er i dag ikke en standardøvelse at opstille disse sammenhænge, og en spørgeskemaundersøgelse har vist, at det gøres på meget forskellige måder, og med mange forskellige termer – på de store sager bl.a. med inddragelse af avancerede modeller. Der er derfor et behov for, især på små og mellemstore sager, at udarbejde retningslinjer for hvordan dette kan gøres, med henblik på at opkvalificere og systematisere opstillingen af konkrete oprensningskriterier. Ved spørgeskemaundersøgelsen er der indsamlet oplysninger om 21 større forureningssager. Det er i høj grad konkrete trusler mod grundvandet der har ligget til grund for beslutning om målsætning for oprensningerne. Det er i flere tilfælde oplyst, at man ikke vil være bundet af at opfylde vejledningens 1 års afstrømning/100 m grænse, og at de valgte oprensningsmetoder er vurderet som de bedste ud fra en samlet miljømæssig vurdering. Der er opstillet oprensningskriterier i kildeområdet i 20 af de 21 sager, dog kun delvist i 7 af de 20 sager. Med udgangspunkt i 5 typesager, der bredt repræsenterer den danske geologi og hydrogeologi, og forureningstyper, der hyppigt findes på små og mellemstore sager (olieforureninger og forurening med chlorerede opløsningsmidler) er der opstillet en metodik til opstilling af oprensningskriterier, som involverer følgende trin: 1. Opstilling af konceptuel model for lokaliteten 2. Definition af kontrolpunkter 3. Definition af krav i kontrolpunkter 4. Transformation af krav i kontrolpunkter a. Valg af beregningsmodel b. Parametervalg c. Vurdering af usikkerheder 5. Dokumentation Opstilling af en beskrivende konceptuel model for lokaliteten, som beregningsværktøjerne kan håndtere, er nok det mest kritiske led i processen, da det er her de mest afgørende forudsætninger besluttes, og dermed bliver den konceptuelle usikkerhed også den største bidragsyder til den samlede usikkerhed. 8 Når et langsigtet oprensningskriterium i slutkontrolpunktet i receptoren (KPrecp) skal transformeres til et operationelt kortsigtet kontrolpunkt i kilden (KPkilde), skal der ”regnes baglæns” fra KPrecp til KPkilde. Dette er i princippet en omvendt beregning i forhold til en traditionel risikovurdering, hvor der ”regnes forlæns” fra KPkilde til KPrecp. Beregninger involverer de processer, der foregår mellem kildeområdet og receptoren (udvaskning fra kilden, transport og fortynding i grundvandet nedstrøms kilden samt evt. nedbrydning og sorption). Der findes desværre ikke et enkelt beregningsværktøj, der kan håndtere disse beregninger, og det har således vist sig nødvendigt at kombinere en række (relativt simple) beregningsværktøjer/ modeller. Når oprensningskriterierne er defineret og oprensningen er gennemført, skal det dokumenteres på både kort og lang sigt, at oprensningen har medført den ønskede effekt. Omfanget og typerne af dokumentationsprøver er tæt forbundet til de lokale geologiske og hydrogeologiske forhold og ikke mindst oprensningsmetoden. Der gives nogle generelle vejledninger og huskelister, som kan anvendes til vurderingen af dokumentationsbehovet i den enkelte sag. Der findes et stort antal beregningsværktøjer som kan anvendes til risikovurdering på mindre og mellemstore forureningssager, hvor opstilling af geologisk og hydrogeologisk model med efterfølgende beregning med numerisk model vil være for omkostningskrævende. På baggrund af bl.a. en litteraturgennemgang af Troldborg (2010) er der udvalgt 5 modeller (JAGG1.5, REMChlor, RISC4, ConSim og DTUV1D), som er afprøvet på 5 forurenede lokaliteter, der bredt repræsenterer den danske geologi og hydrogeologi, og forureningstyper. Gennemgangen har vist, at det kan være relevant at indføre en form for acceptperiode fra igangsættelsen af afværgen til oprensningskriterierne skal være opfyldt. Dette skyldes både forhold omkring beregning af udvaskning i sprækkede medier, men også at der altid vil være en tidsmæssig forskydning fra KPkilde til KPrecp. Hvis der ikke indføres en acceptperiode, vil det potentielt medføre betydelige meromkostninger, som følge af meget skærpede krav. I acceptperioden kan der evt. etableres midlertidig afværgepumpning. Umiddelbart opnås der forskellige resultater ved anvendelse af de forskellige modeller, men det beror primært på at default værdier for dispersion og nedbrydning er forskellige. En anden faktor er forskelle i, hvordan kildekoncentration og filterlængde i kontrolpunktet er defineret. Med ens parametre fås overensstemmende resultater. Et resultat af beregningerne på testsagerne var desuden, at der i mange tilfælde kræves meget høje oprensningsgrader (over 99%), hvis man skal følge Miljøstyrelsens vejledning om at grundvandskvalitetskriteriet skal overholdes et års strømning, dog max 100 m, nedstrøms kildeområdet. Det betyder i praksis, at kun ganske få og aggressive teknikker såsom opgravning og termisk oprensning kan opfylde målene. Udover at disse teknikker af forskellige årsager ikke altid kan benyttes, er udelukkelsen af andre metoder i strid med tankegangen om at anvende de samlet set bedste løsninger, hvor også livscyklusanalyser af miljøpåvirkninger tages i betragtning. Opstilling af oprensningskriterier kan således medvirke i diskussionen af hvordan vi får mest oprensning for pengene, og kan hjælpe regionerne i prioriteringen af indsatsen. Som det fremgår af afsnit 5, ”Metode til opstilling af oprensningskriterier”, er der en lang række forhold der skal tages stilling til i forbindelse med fastsættelse af oprensningskriterier. Der skal opstilles en konceptuel model for geologi, hydrogeologi, forureningsforhold og spredning. I en række tilfælde vil det være nødvendigt at forenkle den konceptuelle model eller opsplitte modellen i delmodeller for at kunne gennemføre beregninger med de undersøgte beregningsværktøjer. Opstilling af de forenklede konceptuelle modeller er den vanskeligste og mest afgørende del af processen. I forbindelse hermed skal forudsætningerne fastlægges, herunder kildeplacering, styrke, udbredelse, samt fastlæggelse af om strømning gennem moræneler bedst beskrives ved sprækkestrømning eller gennemstrømning af et homogent ækvivalent medium. Herefter besluttes hvilke(t) beregningsværktøj(er) der er bedst egnet, samt beregningsforudsætninger som dispersivitet, nedbrydningsrate og kontrolpunkt. Efter beregning af et oprensningskriterium er det relevant at forholde sig til hvornår kriteriet skal være opfyldt i beregningspunktet. Dels går der nogen tid fra oprensningen er gennemført til effekten slår igennem ved kontrolpunktet, dels efterlades der ofte forurening i såvel en rand uden om oprensningsområdet som i forureningsfanen, som i sig selv medfører, at det vil tage tid før målsætningen i kontrolpunktet vil blive opfyldt. Endelig er det relevant at forholde sig til om der er en fornuftig sammenhæng imellem oprensningsmæssige gevinster og de omkostninger og miljøpåvirkninger, der er ved gennemførsel af en oprensning til den beregnede oprensningsgrad.

AB - Det overordnede absolutte kriterium for indsatsen over for grundvandstruende forureningskilder er at beskytte grundvandsressourcen, med henblik på at sikre landets drikkevandsforsyning. Som retningslinje for indsatsen er det i Miljøstyrelsens vejledning angivet, at grundvandskvalitetskriteriet skal være overholdt 100 m nedstrøms forureningen eller efter max et års strømning i det øverste betydende grundvandsmagasin. Vejledningen fastsætter derved oprensningens kontrolpunkt og den tilladte koncentration i kontrolpunktet. For at operationalisere dette langsigtede, funktionelle kriterium er der behov for at kende sammenhængen mellem koncentrationen i kilden og koncentrationen i det nedstrøms kontrolpunkt, så det langsigtede kriterium kan transformeres (tilbageregnes) til et kortsigtet, lokalt kriterium i kildeområdet. Således vil det blive muligt at vurdere behovet for oprensning af en forurening (startkriterium) og at fastlægge stopkriterier for oprensningen. Det er i dag ikke en standardøvelse at opstille disse sammenhænge, og en spørgeskemaundersøgelse har vist, at det gøres på meget forskellige måder, og med mange forskellige termer – på de store sager bl.a. med inddragelse af avancerede modeller. Der er derfor et behov for, især på små og mellemstore sager, at udarbejde retningslinjer for hvordan dette kan gøres, med henblik på at opkvalificere og systematisere opstillingen af konkrete oprensningskriterier. Ved spørgeskemaundersøgelsen er der indsamlet oplysninger om 21 større forureningssager. Det er i høj grad konkrete trusler mod grundvandet der har ligget til grund for beslutning om målsætning for oprensningerne. Det er i flere tilfælde oplyst, at man ikke vil være bundet af at opfylde vejledningens 1 års afstrømning/100 m grænse, og at de valgte oprensningsmetoder er vurderet som de bedste ud fra en samlet miljømæssig vurdering. Der er opstillet oprensningskriterier i kildeområdet i 20 af de 21 sager, dog kun delvist i 7 af de 20 sager. Med udgangspunkt i 5 typesager, der bredt repræsenterer den danske geologi og hydrogeologi, og forureningstyper, der hyppigt findes på små og mellemstore sager (olieforureninger og forurening med chlorerede opløsningsmidler) er der opstillet en metodik til opstilling af oprensningskriterier, som involverer følgende trin: 1. Opstilling af konceptuel model for lokaliteten 2. Definition af kontrolpunkter 3. Definition af krav i kontrolpunkter 4. Transformation af krav i kontrolpunkter a. Valg af beregningsmodel b. Parametervalg c. Vurdering af usikkerheder 5. Dokumentation Opstilling af en beskrivende konceptuel model for lokaliteten, som beregningsværktøjerne kan håndtere, er nok det mest kritiske led i processen, da det er her de mest afgørende forudsætninger besluttes, og dermed bliver den konceptuelle usikkerhed også den største bidragsyder til den samlede usikkerhed. 8 Når et langsigtet oprensningskriterium i slutkontrolpunktet i receptoren (KPrecp) skal transformeres til et operationelt kortsigtet kontrolpunkt i kilden (KPkilde), skal der ”regnes baglæns” fra KPrecp til KPkilde. Dette er i princippet en omvendt beregning i forhold til en traditionel risikovurdering, hvor der ”regnes forlæns” fra KPkilde til KPrecp. Beregninger involverer de processer, der foregår mellem kildeområdet og receptoren (udvaskning fra kilden, transport og fortynding i grundvandet nedstrøms kilden samt evt. nedbrydning og sorption). Der findes desværre ikke et enkelt beregningsværktøj, der kan håndtere disse beregninger, og det har således vist sig nødvendigt at kombinere en række (relativt simple) beregningsværktøjer/ modeller. Når oprensningskriterierne er defineret og oprensningen er gennemført, skal det dokumenteres på både kort og lang sigt, at oprensningen har medført den ønskede effekt. Omfanget og typerne af dokumentationsprøver er tæt forbundet til de lokale geologiske og hydrogeologiske forhold og ikke mindst oprensningsmetoden. Der gives nogle generelle vejledninger og huskelister, som kan anvendes til vurderingen af dokumentationsbehovet i den enkelte sag. Der findes et stort antal beregningsværktøjer som kan anvendes til risikovurdering på mindre og mellemstore forureningssager, hvor opstilling af geologisk og hydrogeologisk model med efterfølgende beregning med numerisk model vil være for omkostningskrævende. På baggrund af bl.a. en litteraturgennemgang af Troldborg (2010) er der udvalgt 5 modeller (JAGG1.5, REMChlor, RISC4, ConSim og DTUV1D), som er afprøvet på 5 forurenede lokaliteter, der bredt repræsenterer den danske geologi og hydrogeologi, og forureningstyper. Gennemgangen har vist, at det kan være relevant at indføre en form for acceptperiode fra igangsættelsen af afværgen til oprensningskriterierne skal være opfyldt. Dette skyldes både forhold omkring beregning af udvaskning i sprækkede medier, men også at der altid vil være en tidsmæssig forskydning fra KPkilde til KPrecp. Hvis der ikke indføres en acceptperiode, vil det potentielt medføre betydelige meromkostninger, som følge af meget skærpede krav. I acceptperioden kan der evt. etableres midlertidig afværgepumpning. Umiddelbart opnås der forskellige resultater ved anvendelse af de forskellige modeller, men det beror primært på at default værdier for dispersion og nedbrydning er forskellige. En anden faktor er forskelle i, hvordan kildekoncentration og filterlængde i kontrolpunktet er defineret. Med ens parametre fås overensstemmende resultater. Et resultat af beregningerne på testsagerne var desuden, at der i mange tilfælde kræves meget høje oprensningsgrader (over 99%), hvis man skal følge Miljøstyrelsens vejledning om at grundvandskvalitetskriteriet skal overholdes et års strømning, dog max 100 m, nedstrøms kildeområdet. Det betyder i praksis, at kun ganske få og aggressive teknikker såsom opgravning og termisk oprensning kan opfylde målene. Udover at disse teknikker af forskellige årsager ikke altid kan benyttes, er udelukkelsen af andre metoder i strid med tankegangen om at anvende de samlet set bedste løsninger, hvor også livscyklusanalyser af miljøpåvirkninger tages i betragtning. Opstilling af oprensningskriterier kan således medvirke i diskussionen af hvordan vi får mest oprensning for pengene, og kan hjælpe regionerne i prioriteringen af indsatsen. Som det fremgår af afsnit 5, ”Metode til opstilling af oprensningskriterier”, er der en lang række forhold der skal tages stilling til i forbindelse med fastsættelse af oprensningskriterier. Der skal opstilles en konceptuel model for geologi, hydrogeologi, forureningsforhold og spredning. I en række tilfælde vil det være nødvendigt at forenkle den konceptuelle model eller opsplitte modellen i delmodeller for at kunne gennemføre beregninger med de undersøgte beregningsværktøjer. Opstilling af de forenklede konceptuelle modeller er den vanskeligste og mest afgørende del af processen. I forbindelse hermed skal forudsætningerne fastlægges, herunder kildeplacering, styrke, udbredelse, samt fastlæggelse af om strømning gennem moræneler bedst beskrives ved sprækkestrømning eller gennemstrømning af et homogent ækvivalent medium. Herefter besluttes hvilke(t) beregningsværktøj(er) der er bedst egnet, samt beregningsforudsætninger som dispersivitet, nedbrydningsrate og kontrolpunkt. Efter beregning af et oprensningskriterium er det relevant at forholde sig til hvornår kriteriet skal være opfyldt i beregningspunktet. Dels går der nogen tid fra oprensningen er gennemført til effekten slår igennem ved kontrolpunktet, dels efterlades der ofte forurening i såvel en rand uden om oprensningsområdet som i forureningsfanen, som i sig selv medfører, at det vil tage tid før målsætningen i kontrolpunktet vil blive opfyldt. Endelig er det relevant at forholde sig til om der er en fornuftig sammenhæng imellem oprensningsmæssige gevinster og de omkostninger og miljøpåvirkninger, der er ved gennemførsel af en oprensning til den beregnede oprensningsgrad.

UR - http://www2.mst.dk/udgiv/publikationer/2011/11/978-87-92779-20-5.pdf

BT - Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger

SN - 978-87-92779-20-5

T3 - Miljøprojekt

T3 - da_DK

ER -