In-situ övertäckning av förorenade sediment

Transkript

1 In-situ övertäckning av förorenade sediment Gunnel Göransson Statens geotekniska institut Avd. Klimatanpassning

2 Hela SGI Publikation 30 omfattar följande fristående delar SGI Publikation 30-1 (Huvuddokument). In-situ övertäckning av förorenade sediment. Metodöversikt. SGI Publikaiton 301E (Main text). In-situ capping of contaminated sediments. Method overview. SGI Publikation 30-2E. In-situ capping of contaminated sediments. Contaminated sediments in Sweden: A preliminary review. SGI Publikation 30-3E. In-situ capping of contaminated sediments. Established ex-situ and in-situ sediment remediation technologies. A general overview. SGI Publikation 30-4E. In-situ capping of contaminated sediments. Remedial sediment capping projects worldwide: A preliminary overview. SGI Publikation 30-5E. In-situ capping of contaminated sediments. Capping Sweden s contamianted fiberbanks sediment: A unique challenge. SGI Publikation 30-6E. In-situ capping of contaminated sediments. References SGI Publikation In-situ övertäckning av förorenade sediment. Övergripande sammanfattning. SGI Publikation 30-7E. In-situ capping of contaminated sediments. Overall summary. Faktablad. In-situ capping of contaminated sediments. Method overview.

3 Tillgängliga metoder Att inte göra någonting alls. Ex-situ och In-situ: - Ex-situ: baseras på borttagning, ofta muddring, ibland med efterföljande behandling. - In-situ: MNR, EMNR, övertäckning, kombinationer. Varje teknik har sina fördelar och begränsningar. Ingen lösning passar alla situationer.

4 Varför övertäckning Riskreducering behöver inte alltid likställas med borttagning. Övertäckning: - Inte en typ av åtgärd utan en grupp av åtgärder. - Kan kombineras med andra åtgärder.

5 In-situ övertäckning av förorenade sediment Capping contaminated sediments Isolation capping Thin-layer capping Conventional materials Active materials Conventional materials Active materials Källa: SGI Publikation 30-1,

6 Isolationsövertäckning Prestandamål Fysisk isolering av bentiska organismer från sedimentet. Kemisk isolering av organismer i BAZ från migrerande föroreningar. Skydda sedimenten från erosion och spridning. Exempel på konventionell (vänster) och reaktiv (höger) isolationsövertäckning. Illustration: Joseph Jersak. Ej skalenlig. Översta lagret på isolationsövertäckning: Erosionsskyddande lager Understa lagret på isolationsövertäckning: Kemiskt isolerande lager

7 Isolationsövertäckning Under transienta tillstånd Begränsa genomträngningen av föroreningar till BAZ. Garantera en tillräckligt lång livstid för övertäckningen så att andra processer gör föroreningarna mindre skadliga. Under stationära tillstånd Syftena kan vara att etablera och bibehålla: den totala föroreningshalten i BAZ på låg nivå, föroreningskoncentrationen i porvattnet i BAZ på låg nivå, eller flödet (flux) av föroreningar från övertäckningens yta till överliggande vattenkolumn på en bestämd fluxnivå.

8 Isolationsövertäckningens utformning Lager-på-lager Bioturbationslager Erosionsskyddande lager Kemiskt isolationslager Konsolideringslager Blandningslager Operationellt lager Konceptuell bild av isolationsövertäckning som visar de olika funktionella lagren. Illustration: Joseph Jersak. Ej skalenlig.

9 Isolationsövertäckningens utformning Vanligtvis krävs en enskild utvärdering av varje specifik process. Alla funktionella lager är väsentliga, men de mest kritiska är förmodligen det kemiska och det erosionsskyddande lagret. Isolationsövertäckning som visar det kemiska och det erosionsskyddande lagret. Illustration: Joseph Jersak. Ej skalenlig. Exempel på konventionell (vänster) och reaktiv (höger) isolationsövertäckning. Illustration: Joseph Jersak. Ej skalenlig.

10 Konventionella övertäckningsmaterial Relativt inerta eller passiva, vilket betyder att de varken är kemiskt eller biologiskt reaktiva. Kan vara naturliga jordmaterial (rena sediment, sand, grus, morän, makadam, osv.). Kan vara konstruerade material (t.ex. permeabla geotextilier, lågpermeabla geomembraner). Konventionella material (med undantag för geomembran) är relativt permeabla (10-6 eller högre). Ibland även ett habitatlager.

11 Reaktiva övertäckningsmaterial Adsorberande material Kolbaserade adsorbenter (organiskt jord, kol, koks, aktivt kol) binder hydrofoba organiska föroreningar. Kalsiumfosfatmineral (apatit) binder eller fäller ut olika metaller. Organiskt lermaterial (organiskt modifierad lera) binder NAPL samt lösta organiska föroreningar. Lermineral med fyllosilikater (bentonit) hydraulisk barriär, minska transporthastighet, minska totala fluxen.

12 Täcknmaterial Tunnskiktsövertäckning Prestandamål Att signifikant minska, men ej nödvändigtvis eliminera, organismers exponering och bioackumulation från föroreningar i sedimenten. Konventionell contaminated sediment Reaktiv Exempel på konventionell (vänster) och reaktiv (höger) tunnskiktsövertäckning. Illustration: Joseph Jersak. Ej skalenlig. Notera: Konventionell tunnskiktsövertäckning, dvs. med sand förstärkt naturlig självrening. Reaktiv tunnskiktsövertäckning, dvs. med aktivt kol in-situ behandling.

13 Tunnskiktsövertäcknings utformning Faktorer som påverkar utformningen Typ av övertäckningsmaterial. Materialets förmåga att adsorbera föroreningar Förväntat bioturbationsdjup. Önskad minskning av föroreningskoncentration i porvattnet. Önskad minskning av exponering och ackumulering (från/av föroreningar). De flesta konventionella och reaktiva övertäckningsmaterial och tekniker som används vid isolationsövertäckning används också vid tunnskiktsövertäckning.

14 Foto: SGI Bild: SGU, SGI, UU För att kunna möta prestandamålen Design och konstruktion är beroende av platsspecifika bedömningar, bl.a. av: Utflödande grundvatten Geoteknisk stabilitet hos det övertäckta sedimentet: - Sedimentets bärighet - Stabilitet hos undervattenslänt Gasbildning Val av rätt utrustning/teknik för genomförandet är kritiskt, speciellt för mjuka sediment.

15 Utförandet Oavsett vilket material som används och hur det placeras på botten bör vissa syften uppfyllas när en isolations- eller tunnskiktsövertäckning utformas: Övertäckningen ska utföras på ett kontrollerat sätt. Övertäckningen ska utformas på ett geotekniskt stabilt sätt. Under utförandet ska minimal återsuspension av sedimentet uppkomma.

16 Mest lämpliga lösning, platsspecifik Föroreningar (typ av föroreningar, mängder, halter) Sedimentens karaktär (densitet, innehåll av organiskt material, gas, hållfasthet) Platsspecifika förhållanden (batymetri, utbredning, förekomst av hinder, strömmar, fartygstrafik) Tillgänglighet (till plats, till material) Åtgärdsmål, prestandamål Kostnader Platsspecifika beslut

17 Att särskilt beakta När övertäckning bedöms lämpligt, beakta att - olika slags övertäckningsmaterial och metoder kommer att vara mer lämpliga än andra, - utformningen kommer att vara plats- och objektsspecifik, - kontroll före, under och efter är nödvändigt för att bedöma prestanda och ev. justera. Ingen enskild EBH-teknik är lämplig för alla platser och objekt. Ingen EBH kommer att skydda området än längre tid om tillförseln av föroreningar fortsätter. Det kommer att finnas områden där det inte är möjligt att helt ta bort förorenade sediment. In-situ övertäckning kan då vara ett möjligt alternativ.

18 Foto: SGI Foto: SGI Till sist Förekomst av förorenade sediment förekommer i princip i samtliga län. Internationellt accepterade ex-situ- och in-situ-tekniker finns tillgängliga. Övertäckning är en beprövad teknik med flera olika tillvägagångssätt och täckmaterial. Kostnader: Muddring > in-situ övertäckning >> kontrollerad naturlig återhämtning.

19 Tack för att ni lyssnade. Frågor? Foto: SGI