TY - RPRT
T1 - Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger
AU - Døssing Overheu, Niels
AU - Tuxen, Nina
AU - Thomsen, Nanna Isbak
AU - Binning, Philip John
AU - Bjerg, Poul Løgstrup
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.
M3 - Rapport
SN - 978-87-92779-20-5
T3 - Miljøprojekt
BT - Fastlæggelse af oprensningskriterier for grundvandstruende forureninger
PB - Miljøstyrelsen
ER -