NATUR V Å R D S Ä. Rätt datakvalitet. Vägledning i kvalitetssäkring vid miljötekniska undersökningar EFTERBEHANDLING OCH SANERING.

Transkript

1 NATUR V Å R D S Ä VERKET ö Rätt datakvalitet Vägledning i kvalitetssäkring vid miljötekniska undersökningar EFTERBEHANDLING OCH SANERING i'-; I' RAPPORT 4667

2

3 Rätt datakvalitet Vägledning i kvalitetssäkring vid miljötekniska undersökningar NATURVÅRDSVERKET FÖRLAG

4 Beställningsadress: Naturvårdsverket Kundtjänst Stockholm Tel: o 00 Fax: E-post: kundtjanst@environ.se Internet: ISBN 9i-62Q [pdf ISSN Naturvårdsverket Form: Omslag Naturvårdsverket. Inlaga Golder Associates Illustrationer: Golder Associates Tryck: Scannrepro Uppsala 1996/12 Upplaga: ex

5 Förord Naturvårdsverkets allmänna råd om kvalitetssäkrad miljökontroll omfattar i princip all mätverksamhet och alla medier. Rådet utgör en handbok i vilken ett övergripande system för kvalitetssäkring presenteras. Det behöver kompletteras i olika avseenden. Verket har gett ut Vägledning för miljötekniska markundersökningar med delarna Strategi och Fältundersökningar. Kvalitetssäkring behandlas i detta sammanhang mycket översikt- ligt- Marken är ett mycket komplext medium, vilket medför att provtagning av förorenad mark är ett besvärligt område. Såväl markens uppbyggnad som föroreningarnas placering, beteende och färdväg måste beläggas. De krav som ställs på datakvaliteten är avgörande för hur säkra slutsatser man kan dra från en undersökning. Föreliggande vägledning avser att underlätta att rätt datakvalitet uppnås vid miljötekniska undersökningar av mark m.m. Jämsides med den löpande texten utvecklas ett exempel för att underlätta förståelse och tillämpning. Beställarens roll är viktig för att åstadkomma rätt datakvalitet. Uppdragsgivare och genomförare bör inför en undersökning tillsammans definiera och dokumentera den för aktuell frågeställning ändamålsenliga datakvaliteten. Rapporten har utarbetats av Golder Associates AB på uppdrag av Naturvårdsverket. Texten har granskats av personer utsedda av miljögeoteknikkommittén inom Svenska Geotekniska Föreningen samt inom Naturvårdsverket. Projektledare vid Naturvårdsverket har varit Olov von Heidenstam. Stockholm i december 1996 Naturvårdsverket

6 Innehållsförteckning Sammanfattning 7 Summary in English 9 1 Inledning 11 2 Vad är rätt datakvalitet för miljötekniska undersökningar? 13 Allmänt 13 Betydelsen av rätt datakvalitet 13 Definition av datakvalitetsmål 14 3 Faktorer som påverkar datakvaliteten 17 Allmänt 17 Undersökningsstrategi 19 Orienterande fas 19 Undersökningsfas 19 Exemplet "Bilskroten" 22 Introduktion 22 Omfattning - rätt datakvalitet 24 Undersökningsstrategi 27 Provtagning 30 Allmänt 30 Mediets heterogenitet 30 Föroreningstyper 31 Provets representativitet 32 Provtagningsmetoder 34 Kontrollprover 35 Korskontaminering 36 Provhantering 37 Inledning 37 Allmänt om förbehandling 37 Organiska föroreningar 37 Metaller 38 Siktning 38 Homogenisering 39 Delning 39 Samlingsprov 39 Filtrering 39 Märkning 39 Förvaring 40 Transport 41 Kontrollprover 41

7 Exemplet "Bilskroten" - provtagning och provhantering 43 Provtagning 43 Provhantering 44 Fältanalyser 46 Exemplet "Bilskroten" - fältanalyser 47 Laboratorieanalyser 48 Allmänt 48 Kontrollprov 48 Exemplet "Bilskroten" - laboratorieanalyser 48 4 Utvärdering och redovisning av mätdata 51 Allmänt 51 Registrering och dokumentation 51 Kontroller 51 Statistisk bearbetning av kontrollerade mätdata 52 Redovisning 54 Exemplet "Bilskroten" 54 5 Kvalitetssäkring 61 Allmänt 61 Kvalitetsstyrning 62 Kvalitetsplan 62 Exemplet "Bilskroten" 65 Referenser 67 Bilagor A. Ord- och begreppsförklaringar B. Kriging - en statistisk interpolationsmetod Bilskrotens blybatteriupplag som exempel

8 6

9 7 Sammanfattning Miljötekniska undersökningar av mark, sediment, vatten etc. genomförs vanligtvis i syfte att bedöma om en föroreningssituation har orsakat eller kan orsaka miljö- och hälsoproblem. Resultaten utgör ofta en grund för viktiga investeringsbeslut (t.ex. fastighetsköp), dimensionering av efterbehandlingsåtgärder och kostnader m.m. Det är därför viktigt att de undersökningsresultat som presenteras är tillförlitliga och av känd kvalitet. Nyckelordet är rätt datakvalitet. Rätt datakvalitet är ett överordnat begrepp som anger att mätningar och mätdata uppfyller i förväg angivna och till undersökningen väl avpassade krav avseende bland annat representativitet och tillförlitlighet. Det innebär inte att datakvaliteten alltid måste vara hög, däremot skall den uppfylla för undersökningen specificerade kvalitetskrav. För att uppnå målet med en undersökning eller ett åtgärdsprojekt och erhålla data med rätt kvalitet, bör beställare, uppdragsgivare, myndigheter m.fl. komma överens om kvalitetsnivån innan undersökningen/projektet påbörjas. Detta är viktigt så att beställaren av undersökningen är medveten om vilken produkt som levereras och hur säkra resultaten är. Rätt datakvalitet kräver en genomtänkt och tydlig undersökningsplan där alla aspekter, från planering, fältarbete, analys och utvärdering beaktas. Vid genomförandet av miljötekniska undersökningar uppstår osäkerheter i alla delar av undersökningskedjan. De fel och osäkerheter som kan påverka datakvaliteten är förknippade med bland annat bristande kunskap om var föroreningskällorna finns, de provtagna mediernas fysikaliska egenskaper, valda provtagningsmetoder, provhantering d.v.s. märkning, förvaring, transport, samt använda analysmetoder. Den valda undersökningsstrategin baseras på bakgrundsuppgifter som samlats in under den orienterande fasen. En dåligt genomförd bakgrundsstudie eller en bristfällig bakgrundsinformation kan allvarligt påverka tillförlitligheten i den efterfölj ande undersökningsfasen genom olämpligt val av provtagningsmönster, olämpliga analysparametrar m.m. De provtagna media, d.v.s. jord, sediment, ytvatten, grundvatten och porluft, uppvisar en varierande grad av heterogenitet. Jordar uppvisar störst heterogenitet på grund av kraftigt varierande bildningshistoria eller på grund av mänsklig påverkan som schaktning och fyllning. Jordens sammansättning varierar både horisontellt och vertikalt i marken. Grundvattenförande formationer uppvisar en variation som beror av jordlagrens och berggrundens geologiska uppbyggnad. Grundvattnet rör sig med olika hastighet i olika skikt och sprickor vilket ger upphov till vertikala variationer i föroreningshalt. Vid genomförandet av en miljöteknisk undersökning av mark m.m. är det viktigt att välja provtagningsmetoder som är lämpliga för det aktuella mediet och som i så liten utsträckning som möjligt påverkar provet både fysikaliskt och kemiskt. Datakvaliteten kan påverkas negativt av en felaktigt vald provtagningsmetod och felaktigt handhavande av utrustningen.

10 8 Bristande provhanteringsrutiner kan allvarligt påverka datakvaliteten och tillförlitligheten i en undersökning. Felen kan uppkomma i samband med provberedning, undermålig/felaktig provmärkning, felaktig förvaring m.m. För att utvärdera de osäkerheter som kan uppkomma vid miljötekniska undersökningar av mark m.m. kan olika typer av kontrollprover tas. Genom att analysera dessa prov kan man utvärdera effekter av mediets och föroreningens heterogeniteter, brister i provhanteringen m.m. Det är vanligt att man genomför olika kemiska fältanalyser för få snabba svar och nedbringa kostnader för analyser. Bristande förståelse för de begränsningar olika instrument har och bristande kalibreringsrutiner kan allvarligt påverka tillförlitligheten i mätdata. Vid utvärdering av mätdata bör en bedömning av deras tillförlitlighet göras innan bearbetning i form av statistiska analyser m.m. påbörjas. Under förutsättning att antalet mätvärden inte är för få kan man med enkla statistiska spridningsmått som medelvärde (alternativt median) och varians kvantifiera variationen i mätdata. Medhjälp av geostatistisk analys, d.v.s. variogramanalys, kriging och betingad simulering, kan förutom variationen även föroreningsgraden mellan provpunkter uppskattas förutsatt att mätdata uppvisar en god korrelationsstruktur. Kvalitetssäkring innebär att man genom förberedelser, planering och styrning skapar förutsättningar för att göra rätt från böljan, d.v.s. ett systematiskt arbete med förebyggande åtgärder för att skapa rätt förutsättningar, planering för att göra rätt saker i rätt tid m.m. Kvalitetssäkringsrutiner vid miljötekniska undersökningar syftar till att genom en serie systematiska åtgärder se till att insamlade mätdata uppfyller i förväg specificerade kvalitetskrav (rätt datakvalitet). En kvalitetsplan bör alltid upprättas inför en miljöteknisk undersökning, där man tydligt definierar datakvalitetsmålen, genomförandet av provtagningsprogrammet, rutiner för provtagning/provhantering, dokumentation m.m. När bra kvalitetssäkringsrutiner används i ett projekt kommer den insamlade informationen att vara tillförlitlig och av känd kvalitet.

11 9 Summary in Engiish A translation of the title of these guidelines might be Data of the Right Quality or Properly Dimensioned Quality Assurance. A two-page summary of the guidelines is given below. A more detailed Engiish version will also appear in a NORDTEST publication: Nordic Guidelines for Chemical Analysis of Contaminated Soil Samples (Project ) NT Techn Report 329. (An initial version of the main section may be found in a SINTEF Report, January 1996). The Swedish guidelines are intended to make it easier to obtain data of the right quality when performing environmental soil investigations. Development in the field of environmental quality has so far focused on preparation (such as digestion) and chemical or other laboratory analysis, but an investigation of a contaminated area also includes steps with considerably greater margins of error. This also applies to corresponding investigations in the other media, ie, water and air. The choice of an unsuitable method for sampling or obtaining a sample in a way that is not representative might lead to erroneous conclusions with serious consequences. The guidelines encompass quality requirements in an environmental investigation from the first contact between those commissioning the work and project leaders and other parties involved to the practical field work leading to evaluation and reporting. What decisions are to be taken? Environmn etal Soil Invetsigation P.ANNING What problems are to be sol ved? Sj LMPLING 1 A MALYSIS EV 1 VLUATION Quality requirements dictate the way in which the environmental soil investigation will be carried out. Quality assurance ofperformance ensures that data of the right quality is obtained.

12 10 One chapter deals with what is meant by data of the right quality and the dialogue on the issue that should take place even at the planning stage. Factors affecting the quality of an investigation and the way of reducing or controlling the impact of such factors are dealt with in chapter 3. The emphasis is on sampling of soil, sediment and groundwater. Anumber of sampling strategies are given particularly wellsuited for obtaining support for statistical calculations. An example how to apply the concept of data of the right quality is followed in the låter chapters of the report. Evaluation and reporting of measurement data are presented in chapter 4. The concept of statistical analysis, particularly the geostatistical approach, is described. The term "quality assurance" and its role in environmental investigations is explained. The need to develop and adhere to a quality plan is stressed and examples of useful headings are given. Evaluation of measurement data by means of a statistical interpolation method known as "kriging" is presented in an annex to the report.

13 11 1 Inledning Provtagning av jord, sediment, vatten eller gas från förorenade områden syftar vanligen till att ge underlag för bedömning av om föroreningssituationen har orsakat eller kan orsaka miljöproblem. Resultaten kan även utgöra en grund för dimensionering av eventuella efterbehandlingsåtgärder, kostnadskalkyler, kontrollprogram m.m. De miljömässiga, tekniska och ekonomiska konsekvenserna av en efterbehandling är ofta omfattande, vilket innebär att tillförlitligheten av en miljöteknisk undersökning är mycket betydelsefull. Nyckelordet är rätt datakvalitet. Det behöver inte betyda hög kvalitet, däremot skall undersökningen alltid uppfylla i förväg specificerade kvalitetskrav. Kraven styrs av syftet med undersökningen. Väsentligt är härvid framför allt den slutliga användningen av mätdata i form av utvärderingar, sammanställningar, beslutsunderlag m.m. Kraven kan även behöva anpassas till personella och ekonomiska resurser och begränsningar i tiden för projektets genomförande. Kvalitetsarbete inom miljöområdet har hittills i hög grad varit inriktat på beredning och analys av prover på laboratorium. En miljöteknisk undersökning av ett förorenat markområde inkluderar dock andra moment, t. ex. provtagning av heterogena medier som jord och sediment, där osäkerheten är betydligt större. Olämplig provtagningsmetod eller uttag av icke representativa prover kan leda till felaktiga slutsatser med all varliga konsekvenser. Föreliggande vägledning omfattar kvalitetsarbete vid miljötekniska undersökningar från den första kontakten mellan uppdragsgivare och utförare, via det praktiska utförandet av provtagningar m.m. till utvärdering och redovisning. I kapitel 2 belyses vad som avses med rätt datakvalitet och hur uppdragsgivare tillsammans med utförare kan komma fram till rätt datakvalitet när en miljöteknisk undersökning planeras. Kapitel 3 handlar om vilka faktorer som påverkar kvaliteten i en undersökning och hur man kan minska eller kontrollera faktorernas inverkan. Redovisningen är inriktad på provtagning av jord, sediment och grundvatten. Andra tänkbara moment i en undersökning, t. ex. provhantering och analys på laboratorium samt provtagning av ytvatten och gas, behandlas endast översiktligt. I kapitel 3 presenteras även ett exempel på en miljöteknisk undersökning. Syftet är att åskådliggöra hur kvalitetsarbetet kan vävas in i olika delar av undersökningen och därmed minska de fel och osäkerheter som kan påverka tillförlitligheten i undersökningsresultatet. I exemplet presenteras några olika typer av provtagningsstrategier i syfte att belysa olika angreppssätt vid klassificering av förorenad mark. Kapitel 4 behandlar utvärdering och redovisning av mätdata, bland annat beskrivs principerna för geostatistisk analys. I kapitel 5 diskuteras begreppet kvalitetssäkring och dess betydelse vid genomförandet av miljötekniska undersökningar.

14 12 I bilaga A redovisas ett antal ord- och begreppsförklaringar och i bilaga B presenteras utvärdering av mätdata med hjälp av en statistisk interpolationsmetod kallad kriging.

15 13 2 Vad är rätt datakvalitet för miljötekniska undersökningar? Allmänt Miljötekniska undersökningar av mark, grundvatten etc. genomförs för att fatta ett beslut, lösa ett problem eller överblicka en miljösituation. Undersökningen omfattar i regel provtagningar, mätningar och kemiska analyser av vissa typer, av ett visst antal och av en viss kvalitet. Kvalitetskraven behöver inte alltid vara höga, men de skall alltid uppfylla i förväg specificerade krav. Kvalitetskraven på en miljöteknisk undersökning styrs av vad mätdata skall användas till, vilka beslut som skall grundas på undersökningsresultaten, vilka sammanställningar och beräkningar som skall göras, hur data skall presenteras m.m. Man bör också ha i åtanke att resultat från miljötekniska undersökningar i senare skeden kan komma att användas för andra syften än vad de ursprungligen var avsedda för. Sammanställningar av undersökningens resultat och slutsatser bör därför även inkludera undersökningens begränsningar och kvalitetsnivå. En sådan "varudeklaration" av undersökningen kan dessutom förhindra att resultaten används felaktigt. T. ex. kan i regel inte resultaten av en översiktlig undersökning användas för att beräkna mängden förorenad jord på en fastighet. MILJÖTEKNIK K MARKUNDERSOKNING PL ANERING PRC UT VTAGNING 1 ANALYS 1 'ARDERING Figur 2.1 Kvalitetskraven styr genomförandet av den miljötekniska undersökningen. Kvalitetssäkring av genomförandet säkerställer rätt datakvalitet. Betydelsen av rätt datakvalitet Rätt datakvalitet är ett överordnat begrepp som anger att mätningar och mätdata skall uppfylla i förväg angivna och till undersökningens syfte väl avpassade krav beträffande ursprung, representativitet, relevans, precision, riktighet, fullständighet, jämförbarhet och dokumentation. Frågan om datakvalitet är viktig för själva beslutsprocessen och för beslutens ekonomiska och miljömässiga konsekvenser. Dessutom påverkar den kostnadsnivån för undersökningen.

16 14 I vissa fall behövs t. ex. bara ett begränsat underlag vid en inledande inventeringsfas på ett litet markområde för att besvara frågan: År fortsatt undersökning motiverad? Beslutsunderlaget baseras vanligtvis på en utredning och ett begränsat antal provpunkter och faltmätningar, där kraven avseende t. ex. precision och representativitet inte är lika höga som i ett senare skede av undersökningen. Vid val av efterbehandlingsmetod är det viktigt att känna mängden och koncentrationen av en viss förorening i jord, sediment eller grundvatten vilket ställer betydligt högre krav avseende såväl datavolym som datakvalitet. Om undersökningsresultaten inte uppfyller de krav som uppställts kan beslut försenas eller i värsta fall leda till att beslut fattas på felaktiga grunder. T. ex. kan en dyrbar efterbehandling påbörjas utan att avsedda resultat kommer att kunna uppnås eller så vidtas inga åtgärder trots att människor och miljö hotas. Vidare kan uppdragsgivare/beslutsfattare invaggas i en falsk trygghet om en misstänkt förorening i ett känsligt område inte upptäcks på grund av exempelvis olämpligt val av provtagningsmetod, placering av provtagningspunkter eller otillräckligt antal analysparametrar. När problemen eventuellt uppdagas genom t. ex. förgiftat dricksvatten eller fiskdöd har konsekvenserna hunnit bli avsevärda. Kostnaderna för att åtgärda problemet kan då vida överstiga dem som initialt skulle ha krävts. Att använda fel datakvalitet (för hög eller för låg) för att uppfylla projektets syfte ökar nästan alltid projektkostnaden. T. ex. måste en provtagning göras om eller kompletteras om mätdata inte är av tillräcklig kvalitet. Det bör dock observeras att miljötekniska undersökningar i regel utförs stegvis. En inledande översiktlig undersökning, med relativt få provtagningspunkter och analyserade prover, följs av en kompletterande detaljerad provtagning med fler provtagningspunkter och fler analyserade prover. Definition av datakvalitetsmål Datakvalitet är viktig för alla steg i ett projekt av typen miljöteknisk undersökning, från den orienterande fasen till utvärdering och presentation av mätdata. De krav som ställs på datakvaliteten är avgörande för hur säkra slutsatser man kan dra av resultaten från projektet. Idealt sett kan tyckas att alla undersökningar bör genomföras med högsta möjliga kvalitet eller för den mest kvalitetsmedvetna potentiella användaren av mätdata (även om denne ej är uppdragsgivare). I de allra flesta fall är dock en sådan ambitionsnivå inte nödvändig och långt ifrån resursoptimal. Att istället hitta rätt datakvalitet och på ett tydligt sätt redovisa undersökningens begränsning kan spara både tid och pengar. Vid planering av en miljöteknisk undersökning bör uppdragsgivare och utförare tillsammans komma överens om kvalitetsnivån. För att bestämma rätt datakvalitet

17 15 bör bland annat följande beaktas: - Avsikten med undersökningen. Vilket eller vilka problem skall lösas? - Vilka beslut skall fattas på grundval av undersökningen? - Vilka underlag behövs för att fatta beslut? - Hur kan undersökningen avgränsas utifrån befintlig information avseende t. ex. föroreningskällor, spridningsvägar och riskobjekt? - Tidsplan och budget I många fall kan den sista punkten vara oförenlig med övriga punkter. Det är därför viktigt att utföraren i samråd med uppdragsgivare, innan undersökningen startar, preciserar kvalitetskrav efter budgeten och tidsplanen, alternativt justeras budget och tidsplan. När ovanstående punkter är klarlagda planeras undersökningen med beaktande av ställda kvalitetskrav (val av provtagningsstrategi, provtagningsmetoder, analysparametrar, omfattning av databearbetning m.m.). I den provtagningsplan som upprättas bör även ett avsnitt ingå som beskriver och ger bakgrunden till den valda kvalitetsnivån. Att genomföraren tillsammans med uppdragsgivaren definierar och dokumenterar den rätta datakvaliteten innan undersökningen påbörjas har flera fördelar: - Parterna är överens om vad som skall göras innan arbetet påbörjas. - Undersökningens kvalitet (begränsningar och användbarhet) är kända för uppdragsgivaren/beslutsfattaren. - Genom att behandla frågan om datakvalitet underlättas kommunikationen mellan uppdragsgivare, eventuella övriga dataanvändare, provtagare och projektledare innan tid och pengar spenderas på själva undersökningen. - Uppdragsgivare engageras och uppmuntras att på ett tidigt stadium fokusera på de frågor denne främst vill ha svar på. - Genom att dokumentera den valda datakvaliteten i såväl provtagningsplanen som i den slutliga undersökningsrapporten kan eventuella misstolkningar av framtida dataanvändare undvikas. - Man sätter en kvantitativ gräns för undersökningens omfattning. - Upphandling av material och tjänster effektiviseras.

18 16

19 17 3 Faktorer som påverkar datakvaliteten Allmänt Målsättningen med en miljöteknisk undersökning är, i de flesta fall, att ta representativa prov som på ett riktigt sätt karakteriserar föroreningssituationen i det undersökta området. Kvaliteten på insamlade data behöver som tidigare beskrivits inte alltid vara hög, men skall uppfylla i förväg uppställda krav. För att uppnå rätt datakvalitet erfordras en genomtänkt och tydlig undersökningsplan där alla aspekter, från planering, fältarbete och analys till databehandling har beaktats. Samtliga personer som involveras i projektet och som ansvarar för olika moment bör gemensamt planera arbetet, eftersom de olika momenten i undersökningen är beroende av varandra. Det är viktigt att t. ex. handläggare och fältpersonal gör en dokumenterad genomgång av uppdraget både före och efter fältarbetena "Geoteknisk handbok. Allmänna råd och metodanvisningar", (SGF, 1996). För att säkerställa att rätt datakvalitet uppnås och upprätthålls i projektet bör en kvalitetsplan upprättas. Om vissa moment i undersökningen utelämnas kan dataosäkerheten öka. Provtagningsplanen bör ge en logisk, objektiv och kvantitativ balans mellan tillgänglig tid och resurser för insamlandet av data med önskad kvalitet. Vid genomförandet av en miljöteknisk undersökning uppstår osäkerheter i alla delar av undersökningskedjan, från planering via provtagning/analys till rapportering. De osäkerheter som kan påverka datakvaliteten är förknippade med bland annat: osäkerhet om var föroreningskällorna finns de provtagna mediernas fysikaliska egenskaper föroreningarnas fysikaliska och kemiska egenskaper föroreningarnas mobilitet vald provtagningsmetod provberedning, t. ex. siktning, homogenisering provhantering, t. ex. märkning, förvaring, transport kemisk analys utvärderingsförfarande. Målsättningen med föreliggande kapitel är att belysa de osäkerheter som kan uppstå i olika moment av en miljöteknisk undersökning och vad som kan göras för att minska osäkerheten och felen i slutresultatet.

20 18 Bristande bakgrundsundersökning Bristande datahanteringsrutiner Bristande dokumentering Figur 3.1 Faktorer som påverkar datakvaliteten i olika moment vid en miljöteknisk undersökning.

21 19 Undersökningsstrategi Orienterande fas Den orienterande fasen utgör grunden för planeringen och genomförandet av den miljötekniska undersökningen. Här insamlas information om bland annat nuvarande och tidigare verksamheter på den aktuella fastigheten. Utifrån denna information uppställs föroreningshypoteser, väljs provtagningsmönster, provtagningsmetoder, analysparametrar m.m. Den orienterande fasen beskrivs närmare i "Vägledning för miljötekniska undersökningar^ Del I: Strategier" (Statens Naturvårdsverk, 1994 a) och "Fältanalyser av förorenad mark. Översikt och jämförelse med konventionella metoder" (Naturvårdsverket, 1996). Föroreningshypotesen måste i många fall baseras på ett mycket begränsat bakgrundsmaterial. Om undersökning skall utföras på en äldre nedlagd industrifastighet där olika typer av verksamhet har pågått under lång tid kan det vara svårt att kartlägga vilka kemiska processer och råmaterial som använts i de olika tillverkningsprocesserna, var kemikalier och avfallsprodukter förvarats/hanterats, var undermarksinstallationer (cisterner etc.) var/är belägna. I samband med ägarbyten försvinner ofta äldre arkivmaterial som kan utgöra underlag vid planering av arbetet. Mindre olyckstillbud och uppgifter om läckage eller spill finns inte alltid dokumenterade. Vid uppställande av föroreningshypoteser utifrån tidigare miljötekniska undersökningar, geotekniska/geologiska utredningar m.m., måste man bedöma vilken kvalitet underlaget har. Var och hur togs proverna, vilken provtagningsutrustning användes, vilka analysmetoder användes m.m. Om uppgifterna är uppenbart bristfälliga bör mätdata användas med viss försiktighet vid planering av provtagning och vid en senare utvärdering. En dåligt genomförd bakgrundsundersökning eller en bristfällig bakgrundsinformation kan allvarligt påverka tillförlitligheten i den efterföljande undersökningsfasen genom olämplig placering av provtagningspunkter, olämpliga analysparametrar m.m. Genom att utarbeta checklistor där nödvändig bakgrundsinformation specificeras minskar risken att missa viktig information. En av de viktigaste aspekterna vid uppställande av undersökningsstrategi är att man har kunskap om föroreningars kemiska egenskaper och hur dessa fastläggs eller sprids i olika miljöer. Detta beskrivs bl. a. i "Föroreningar i deponier och mark" (Naturvårdsverket, 1995). Undersökningsfas Undersökningsfasen inleds vanligtvis med en översiktlig undersökning följd av en eller flera detaljerade undersökningar. Syftet med den översiktliga undersökningen är att bekräfta eller förkasta den uppställda föroreningshypotesen, medan den detaljerade undersökningen syftar till en kartläggning av föroreningen. Valet av provtagningsmönster för undersökningsfasen bestäms dels av vilken information som

22 20 erhållits vid den orienterande studien, dels av vad insamlade mätdata skall användas till (t. ex. statistisk bearbetning, underlag för beräkningsmodeller). De vanligaste provtagningsmönstren är riktad provtagning slumpmässig provtagning systematisk provtagning. Det finns dessutom olika varianter av provtagningsmönster. Dessa finns närmare beskrivna i referens (Statens Naturvårdsverk, 1994a). Riktad provtagning baseras på en subjektiv bedömning av föroreningsförhållandena utifrån historiska fakta och visuella iakttagelser (missfärgningar och dylikt). Finns det brister i den historiska informationen är risken stor att man missar förorenade områden vid enbart riktad provtagning. Den främsta nackdelen är att metoden i formell mening inte medger statistisk bearbetning av data. Slumpmässig provtagning innebär att provtagningspunkterna fördelas slumpmässigt över området utan hänsyn till de andra provtagningspunkternas lägen, vilket innebär att om antalet provpunkter är få blir sannolikheten stor att vissa delar av området inte provtas. Systematisk provtagning innebär att området delas in i ett rut- eller triangelnät. De osäkerheter som kan förekomma vid systematisk provtagning är systematiska fel orsakade av att undersökningsnätet är felplacerat och/eller att nätet är för glest. Ett för stort avstånd mellan koordinatlinjerna innebär en risk att missa en föroreningsplym som är orienterad parallellt med provtagningsnätet. Genom att välja varianter och/eller kombinationer av de olika provtagningsmönstren eliminerar man många av de nackdelar som de enskilda mönstren uppvisar och därmed osäkerheten i data. Vid planering av undersökningsstrategi måste man avgöra hur många prover som skall tas för att med viss säkerhet identifiera de föroreningar som finns i området. Erforderligt antal prov beror bland annat av mediets heterogenitet, typ av utsläpp (areellt, punktvis, nedgrävt), vilka och hur många föroreningstyper som skall analyseras. Ju större heterogeniteter, desto fler prover krävs för att uppnå representativitet i provtagningen. Vid provtagning i t. ex. en heterogent sammansatt fyllning krävs betydligt fler prov än om materialet utgörs av sand. Det går dock inte att bestämma hur många prov som generellt måste tas i en undersökning, eftersom förhållandena på varje undersökningsområde är unika. Hur stor är då risken att missa en förorening vid användandet av en viss provtagningsstrategi? Det beror framför allt på hur mycket information som inhämtats innan undersökningen påbörjas. Om man har gjort en noggrann kartläggning av verksamheten på fastigheten är risken givetvis mindre att missa förorenade områden, oavsett vilken provtagningsstrategi som väljs. Ett exempel är att vid riktad prov-

23 21 tagning ta prov där hantering och spill av miljöfarliga ämnen har eller kan ha skett. Ett annat är att ta prov där det finns synliga missfargningar på markytan. Om bakgrundsinformationen är god bedöms risken att missa stora förorenade områden vara liten. Systematisk provtagning används vanligtvis för att avgränsa en förorening eller för att kartera ett område där det finns begränsad information om var föroreningarna finns. Träffsäkerheten vid systematisk provtagning beror av provtätheten och storleken på det förorenade området. I tabell 3.1 (Gilbert 1987) presenteras sannolikheten att missa ett förorenat område ("hot spot") av en viss storlek beroende på avståndet mellan provtagningspunkterna. Om vi använder ett rutformat provtagningsnät, där det vinkelräta avståndet mellan provpunkterna är 10 meter, är sannolikheten att missa en cirkulär förorening (hot spot) med radien 4 meter, cirka 50 % (radien = 40 % av 10 meter). Hade vi däremot valt ett triangelformat nät med samma avstånd mellan provpunkterna (10 meter), hade risken att missa det förorenade området varit endast 41%. Som framgår av tabellen är risken att missa en förorening av viss storlek generellt mindre vid användandet av ett triangelformat provtagningsnät. Tabell 3.1 Sannolikheten att missa ett elliptiskt format föroreningsområde vid användandet av systematisk provtagning (Gilbert 1987). Längden av den korta axeln i procent av rutstorleken (kvadratiskt eller triangulärt) 1 0% 2 0% 30% 40% 50% 6 0% 70% 80% 9 0% 100% 1 0% 2 0% 3 0% 4 0% 5 0% 60% 7 0% 80% 90% 1 00% 0,97 x* Exempel (Rutnät) ),95 / 0,95 / 0,88 v" y Exempel (Triang< Inät) 0,92 / 3,85 0,92 x"" 0,83 0,72 / 0,87 / o, 7 8 0,88 0,75 / 0,65 3,66 / / Q ^J^B^ yr y * 0,85 / 0,71 3,55 / 0,41 0,85 / 0,69 / 0,54 0,38 / 0,21 0,82 / ),63 3,44 3,27 3,08 0,8 0,62 0,45 / 0,27 / '0,12 / 0,06 / 0,8 3,58 / 0, 3 5 / 3,15 3,03 / 0,0 0,77 / 0,56 0,38 0,18 0,07 0,03 y / 0,0 0,77 / ),54 3,29 3,12 3,01 0,75 0,54 / 0,32 y 0,12 0,05 / 0,0 0,0 0,0 y' 0,0 y ^ 0,0 / / 0,75 / 0,5 / 3,23 / 0, 0 8 S 0,0 0,0 0,0 0,0 0,72 0,51 / 0,3 0,1 / 0,03 v' 0,0 / 0,0 / 0,0 v'' 0,0 / 0,72 Z'3,45 / 0, 2 1 /3,06 / 0,0 X 0,0 / 0,0 0,0 0,7 / 0,45 / 0,24 0,08 / 0,01 y/ 0,0 z' 0,0 / 0,0 0,0 / 3,66 3,37 yr0,18 / 0,04 / 0,0 0,0 / 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 / 0,0 Det förorenade områdets form: Sannolikheten att missa ett förorenat område Kvadratiskt nät (97%) Triangulärt nät (95%) L= längd av långa axeln B= längd av korta axeln L=B: "cirkulär form"

24 22 Exemplet "Bilskroten" Introduktion Ett fastighetsbolag (FB) planerar att bygga affärscentrum (galleria) på en fastighet där bilskrotning bedrivits under perioden 1940 till 1990, då ägaren till "Bilskroten" försattes i konkurs. FB har av kommunens miljöförvaltning blivit ålagt att genomföra en miljöteknisk undersökning inför den förändrade markanvändningen. FB uppdrog åt ett konsultföretag (K) att genomföra undersökningen i syfte att klargöra föroreningssituationen. K och FB fastställde i samråd med miljöförvaltningen en målsättning med undersökningen och en strategi för att genomfora densamma. Undersökningsstrategin följde i huvudsak referens (Statens Naturvårdsverk, 1994a) och inleddes med en orienterande fas i syfte att uppställa en föroreningshypotes. I det följande beskrivs den orienterande fasen och den översiktliga undersökningsfasen. Vid den orienterande fasen framkom bland annat att diesel förvarats i en cistern under mark bilbatterier förvarats utomhus på en grusad yta utrangerade transformatorer har förvarats utomhus på en yta som delvis är asfalterad och delvis grusad. bilskrotning och lagring av metallskrot har skett inom ett asfalterat område på fastighetens norra del asfaltsytorna på fastigheten avvattnas via ett dagvattensystem till en mindre å ån är skyddsvärd då den bland annat hyser ett bestånd av stationär bäcköring. På grundval av den orienterande fasen sattes följande föroreningshypoteser upp: diesel från undermarkscisternen kan ha förorenat jord och grundvatten bly och andra metaller från bilbatterier kan ha förorenat jord och grundvatten metaller från skrotupplaget kan ha förorenat jord och grundvatten transformatorerna kan ha innehållit PCB-haltig olja som läckt ut på uppställningsplatsen föroreningsspridning kan ha skett dels med grundvattnet, dels via dagvattensystemet på fastigheten. Målet med den översiktliga provtagningen var att verifiera eller förkasta föroreningshypoteserna och identifiera möjliga spridningsvägar för att ge underlag till en första riskbedömning. Den riktade översiktliga provtagningen omfattade provtagning av ytjord på uppställningsplatsen för transformatorer, där bilbatterier

25 23 förvarats samt vid skrotupplaget. Jordprovtagning med skruvborr utfördes från markytan ned till grundvattenytan i en punkt i anslutning till dieselcisternen och i en punkt inom området för batteriförvaring. I borrhålen installerades även grundvattenrör av polyetenplast (PEH) för provtagning av grundvatten. Vid dagvattensystemets utlopp i ån togs ett sedimentprov. Dessutom togs bakgrundsprover av ytlig jord utanför fastigheten och av sediment uppströms dagvattensystemets utlopp. Sammanlagt analyserades åtta jordprover, två sedimentprov och två grundvattenprov med avseende på tungmetaller (ICP-teknik), opolära alifatiska kolväten (ett mått på oljehalten, IR-teknik) och totalhalt extraherbara aromatiska ämnen (IR-teknik), BTEX (benscn-toluen-ety I bensen xylen; med GC/MS) och PCB (polyklorerade bifenyler - summan av 7 st. isomerer, med GC/ MS). Resultaten av den orienterande fasen och den översiktliga undersökningen redovisades i en rapport där det konstaterades att jordlagren vid de två borrhålen utgörs av ca 1 meter fyllning på en siltig morän. Grundvattenytan är belägen ca 1,5 meter under markytan. de ytliga jordproverna tagna i området där transformatorer ställts upp innehöll höga halter av PCB (maximalt 220 mg/kg TS). Bakgrundsprovet innehöll < 0,02 mg/kg TS. de ytliga jordproverna kring platsen där bilbatterier förvarats innehöll höga blyhalter (maximalt mg/kg TS). Bakgrundsprovet innehöll 20 mg/kg TS. jordprover strax ovanför grundvattenytan kring dieselcisternen innehöll ca mg petroleumkolväten/kg TS. Bakgrundshalt < 10 mg/kg TS. en separat oljefas påträffades på grundvattenytan i anslutning till dieselcisternen. Grundvattenprovet inklusive fri oljefas innehöll mg/1. Löst i grundvattnet uppmättes en BTEX-halt om 27 mg/1. Inga förhöjda halter av bly påträffades i grundvattnet vid batteriuppställningsplatsen. ytsedimentet innehöll förhöjda halter av PCB (35 mg/kg TS) vid dagvattenledningens utlopp. Sedimenten uppströms utloppet innehöll ej PCB. En situationsplan med de inlagda provtagningspunkternas läge redovisas i figur 3.2. Efter samråd med miljöförvaltningen beslutade FB att genomföra en detaljerad miljöteknisk undersökning i syfte att avgränsa de förorenade områdena. Hur den detaljerade undersökningen genomfördes för att uppfylla kvalitetskraven redovisas i efterföljande avsnitt och kapitel under rubriken " Exemplet Bilskroten".

26 24 Omfattning - rätt datakvalitet Vid ett möte mellan konsultföretaget, representanter från fastighetsbolaget samt en inspektör från kommunens miljökontor diskuterades resultaten av den översiktliga provtagningen. Vidare redovisade miljökontoret s. k. riktvärden för aktuella föroreningar som normalt tillåts i markområden med denna typ av verksamhet (se tabell 3.2). N S 8 -O S 9 ov TECKENFÖRKLARING S y O Miljögeoteknisk undersökning av jord/sediment L ^ O Miljögeoteknisk undersökning av grundvatten B Dagvattenbrunn \\JsN Område där transformatorer lagrats Dieselcistern I 20 i Område där bilbatterier lagrats SKALA 1 : 1000 I 50 _J Figur 3.2 Situationsplan över Bilskroten AB:s fastighet. Provtagning utförd vid den översiktliga undersökningen.

27 25 Tabell 3.2 Riktvärden enligt Miljö- och hälsoskyddsförvaltningen för bly, PCB, opolära alifatiska kolväten (olja) och BTEXi exemplet "Bilskroten ". Medium Bly PCB Opolära alifatiska ämnen Totalt extraherbara ämnen BTEX 1 ' Enhet Jord 300 I mg/kg TS Sediment mg/kg TS Grundvatten ,1 mg/1 "Förkortning för bensen, toluen, etylbensen och xylen. Värdet avser summan av komponenterna OBSERVERA att de i detta exempel anförda riktvärdena endast har bärighet i just detta sammanhang! Mötesdeltagarna formulerade därefter tillsammans de kvalitetsmål konsulten har att beakta vid genomförandet av den detaljerade undersökningen genom att gå igenom nedanstående frågor: Vad är avsikten med undersökningen? I. Att avgränsa föroreningarnas utbredning i plan och profil. II. III. Att klargöra riskerna för ytterligare spridning av föroreningarna. Att uppskatta hur stora volymer jord, grundvatten och sediment som innehåller halter över riktvärdena. Vilka beslut skall fattas på grundval av undersökningen? I. Miljökontoret skall ta ställning till om området behöver saneras eller ej. II. III. Miljökontoret skall besluta om sanering behövs och i så fall hur snabbt efterbehandlingsåtgärder måste sättas in och fastställa målsättningen med den efterföljande efterbehandlingen. Fastighetsbolaget måste få undersökningsresultaten som en del i underlaget för att kunna fatta beslut om finansiering av efterbehandling och om exploatering då över huvud taget är möjlig. Vilka underlag krävs för att fatta beslut? I. Mått på föroreningshalter i jord, grundvatten och sediment i anslutning till identifierade föroreningskällor/förorenade partier. Tonvikten skall vara lagd på att avgränsa volymer/ytor som innehåller föroreningshalter över riktvärden.

28 26 II. III. Grundvattnets strömningsriktning inom området skall kartläggas och dess strömningshastighet beräknas. De förorenade områdena skall avgränsas med någon av följande metoder: Det förorenade området indelas i ett rutnät där varje delruta har en storlek av 5x5 meter. Ur varje ruta tas ett antal delprov som sammanblandas och analyseras avseende aktuell parameter. Utifrån analysresultatet och angivna riktvärden (R) klassificeras rutorna som förorenade (halt>r) eller inte förorenade (halt<r). Villkoret för att använda denna klassificeringsteknik är att delproverna i samlingsprovet är rimligt homogena avseende föroreningshalt, vilket skall verifieras med hjälp av statistisk analys. Fördelen med denna provtagningsstrategi är att föroreningen avgränsas vertikalt och horisontellt, vilket innebär att volymen förorenad jord kan beräknas och därmed efterbehandlingskostnaden. Underlaget kan i många fall ligga till grund för upphandling av en efterbehandlingsentreprenad. Det förorenade området indelas i ett rutnät där varje delruta har en storlek av 5x5 meter. Prov tas i skärningspunkten mellan koordinatlinjerna i nätet. Några provpunkter placeras dessutom slumpmässigt inom området för att minska risken för systematiska fel. Förorenade områden med halter över de aktuella riktvärdena avgränsas med hjälp av en interpolationsteknik kallad kriging (bilaga B). För att öka säkerheten i avgränsningen adderas en standardavvikelse till krigingresultatet. Den föroreningsbild som då erhålls används som underlag för att avgränsa det förorenade området. Begränsningslinjen för det förorenade området utgörs av konturlinjen i krigingbilden motsvarande det aktuella riktvärdet (t. ex. för bly 300 mg/kg TS). Med detta förfaringssätt är sannolikheten stor, cirka 80 %, att halterna utanför det avgränsade området är lägre än det aktuella riktvärdet. En förutsättning vid användande av t. ex. kriging är att antalet provpunkter inte är för få (minst 30 provpunkterj och att det finns ett samband (korrelation) mellan kända mätvärden. Fördelen med kriging är att den möjliggör s.k. osäkerhetsanalys. I områden där förorening kan ha orsakats av punktutsläpp (ex. dieselcisternen) inriktas provtagningen på att avgränsa föroreningsplymens utbredning. Området närmast punktutsläppet indelas i ett rutnät. Prov tas i skärningspunkten mellan koordinatlinjerna i nätet. Det vinkelräta avståndet mellan provpunkterna är 5 meter. Rutnätet utvidgas i spridningsriktningen tills föroreningsplymen passerats. Begränsningslinjen för det förorenade området dras genom de punkter närmast utanför det förorenade området där halterna understiger riktvärdet. En noggrannare avgränsning görs på plats i samband med saneringsarbetet med hjälp av någon fältanalys, t. ex. immunoassay-analys. Det PCB-förorenade området avgränsas med en noggrannhet av 0,2 meter i vertikal led, bly- och dieselförorenad jord med en noggrannhet av 0,5 meter och sediment med 0,01 meter.

29 27 IV. Konsulten skall presentera en kvalitetsplan för beställaren och miljöförvaltningen innan undersökningen påbörjas. Planen skall omfatta beskrivning av kvalitetsarbetet, provtagningsprogrammet, vilka undersökningsmetoder som skall användas, vilka kemiska falt- och analysmetoder som skall göras m.m. Hur kan undersökningen begränsas? I. Endast provtagning och analys av jord, sediment och grundvatten utförs. Jordprover analyseras med avseende på PCB, bly, opolära alifatiska kolväten och totalt extraherbara aromatiska ämnen; grundvattenprover med avseende på BTEX; sedimentprover med avseende på PCB (de enda föroreningarna som detekterades i den översiktliga undersökningen). II. Provtagningen avslutas när förorenade områden är avgränsade med någon av ovan nämnda metoder. Tidsplan och budget: I. Arbetet måste vara klart inom sex veckor. II. Kostnaden för undersökningen kan inte i detalj bestämmas i förväg utan det beslöts att konsulten till beställaren avstämmer upparbetade kostnader veckovis. Undersökningsstrategi Utifrån den översiktliga undersökningen identifierades fyra områden som förorenats av olika ämnen. Konsulten upprättade på grundval av dessa resultat en provtagningsstrategi för respektive område. Provtagningsstrategin anpassades efter de krav som specificerats i datakvalitetsmålen för undersökningen. Utsättning av provtagningspunkterna gjordes med vinkelprisma och måttband. Som baslinjer användes husfasaden på befintlig kontorsbyggnad. Efter avslutad provtagning avvägdes markyta i anslutning till provtagningspunkterna, grundvattenrör och vattenytan i ån. Dessutom avvägdes markytan i två profiler orienterade i nord-sydlig och öst-västlig riktning. För att möjliggöra eventuell geostatistisk utvärdering av mätdata beslutades att samtliga provtagningspunkter skulle koordinatbestämmas. Denna inmätning gjordes med hjälp av teodolit. För ytterligare information om hur utsättning, avvägning och inmätning bör utföras hänvisas till referens (SGF 1996). Provtagningsstrategin utformades enligt följande: Dieselcisternen: För att inringa det oljeförorenade området lades provpunkterna ut i ett rutnät kring oljecisternen. Avståndet mellan punkterna i rutnätet var 5 meter.

30 28 Eftersom föroreningen förväntades ha spridits med grundvattnet i riktning mot ån placerades huvuddelen av punkterna på cisternens nedströmssida. För att minska risken för att missa föroreningsplymen placerades rutnätet så att den ursprungliga provtagningspunkten där föroreningen påträffats sammanföll med en skärningspunkt i nätet. Dessutom placerades några extra punkter ut dels för att kontrollera att diesel inte spridits i grusfyllningen kring dagvattenledningen, dels för att minska risken för systematiska fel (figur 3.3). Provtagna punkter T 7s O 3 ^ S,L! 19 s fcfgp 8 S 12 "JO g-o O^-O O S,L:fe^? 17S.L 7 S 'l3 H-O S,L i 21 S isv 9! S 114 iqd ^V-0 l lfc J 0>-0 Staket Provtagningsresultat Staket Teckenförklaring C) Provpunkter med halter över riktvärdet S 1 O Jordprovtagning L 1 T H-O -O S.L ;19 s 8 S 12 -jo 25 o O S,L ;tespl7s,l7 S ' 13 ^O "} > >-0 S,L i 21 S s!s '14 PP V CKOItKD^ 26 -o OS 15 a >-o>-o Q Grundvatten provtagning Provpunktl 7: Endast riktvärdet för grundvatten överskreds Dagvatten I ed ning Figur 3.3 Provtagning vid dieselcisternen i samband med den detaljerade undersökningen. Prover togs först i punkterna närmast cisternen (förorenad provpunkt skrafferad). Provtagningen utsträcktes från de förorenade punkterna till dess att föroreningen ringats in (prover togs inte i alla punkterna på bilden).

31 29 Transformatorområde: En kombination av slumpmässig och systematisk provtagning valdes för att klassificera det PCB-förorenade området. Området delades in i ett rutnät där varje delruta hade en storlek av 25 m 2 (5x5 meter). Inom varje ruta placerades fem provpunkter slumpmässigt ut (Figur 3.4). De fem delproven blandades till ett samlingsprov som analyserades. Utifrån resultatet klassificerades delrutan som förorenad (halt> 1 mg/kg PCB) eller inte förorenad (halt<l mg/kg PCB). Provtagningen utgick från den förorenade provpunkten (från den översiktliga undersökningen) och utvidgades i horisontell och vertikal riktning tills PCBföroreningens utbredning fastställts. Staket r ~~3 ' ö S V. / i / W / / 'b- 1 A B C D E F G H I ^ / ) Provtagningspunkt Figur 3.4 Provtagningsmönster för det PCB-förorenade området. Fem provpunkter placeras slumpmässigt ut inom varje ruta. Provpunkt 3 och 4 härrör från den översiktliga undersökningen.

32 30 För att kontrollera lämpligheten i att använda samlingsprov vid klassificering av det PCB-förorenade området, gjordes en statistisk analys på ett slumpmässigt urval av de delområden som klassificerats som inte förorenade. Resultatet av denna analys presenteras i kapitlet "Utvärdering och redovisning av mätdata". Blyförorenat område: Provtagningspunkterna placerades i ett rutnät i området kring batteriupplagsplatsen. Det vinkelräta avståndet mellan punkterna sattes till 5 meter. Sediment: Provtagningspunkterna placerades i första läget på en linje med ett inbördes avstånd av 20 meter, från utloppspunkten och cirka 100 meter nedströms. Förtätning av provtagningsmönstret kan därefter göras för att i detalj avgränsa föroreningens utbredning. Provtagning Allmänt Provtagning är sannolikt det moment som har störst betydelse för tillförlitligheten av en miljöteknisk undersökning. I det följande behandlas de faktorer som påverkar tillförlitligheten vid provtagning. Mediets heterogenitet Kunskap om medias heterogenitet är av stor betydelse för bedömning av de insamlade provernas representativitet. Heterogeniteter i de olika media beror dels på naturliga variationer orsakade av de geologiska och hydrogeologiska förhållandena i området, dels på heterogeniteter orsakade av antropogen påverkan som t. ex. påförande av fyllning innehållande byggavfall på den ursprungliga markytan. Jordarter uppvisar en variation i sammansättning och egenskaper som är stor i jämförelse med andra media (vatten och luft). Den geologiska variationen är unik för jordar och i viss mån för sediment och ställer vissa speciella krav som provtagning av andra medier inte kräver. Naturliga jordar är normalt inte homogena utan är i de flesta fall uppbyggda av ett ganska heterogent material. De naturliga jordarterna består av mer eller mindre sorterat material av mineral- och bergartspartiklar och/ eller av organisk substans. Storleken på partiklarna kan variera kraftigt inom en och samma jordart t. ex. i moränjordar. Jordens sammansättning varierar inte enbart horisontellt utan även vertikalt inom och mellan skikt i samma provtagningspunkt. På industrimark finner man ofta olika typer av fyllning med varierande sammansättning. Fyllning kan vara mycket heterogen och bestå av friktionsjord (sand/grus), sprängsten, lera, byggavfall, metallskrot m.m. I fyllningen kan det även förekomma inhomogeniteter såsom sprickor och håligheter. Sediment uppvisar liksom jordar en variation i materialsammansättning som bland

33 31 annat är betingad av årstidsväxlingår i sedimentationsförloppet. Variationen är dock vanligtvis betydligt mindre än i en jord. Sedimentstrukturen beror på det deponerade materialets sammansättning samt var och hur det har avsatts. Sediment kan återfinnas i såväl strömmande vattendrag som djupt nere på havsbotten. I strömmande partier avsätts i huvudsak grövre material såsom sand, medan det under lugna strömningsförhållanden sker en sedimentation av mer finkornigt material. Alla grundvattenförande formationer uppvisar någon typ av heterogenitet. Variationer i grundvattnets sammansättning beror av jordlagrens och berggrundens geologiska uppbyggnad samt eventuella föroreningars egenskaper. I Sverige är de lösa jordlagren ofta skiktade på något sätt, framför allt vattenavsatta sediment har tydlig skiktning. Berggrunden består till största delen av bergarter med ringa egen porositet och permeabilitet, varför förekommande grundvatten uppträder i berggrundens spricksystem. Dessa sprickor är mer eller mindre permeabla och kontinuerliga. Detta får till följd att grundvattnets rörelse blir olika stor i olika skikt. En förorening kommer därvid att röra sig med olika hastighet i dessa skikt och grundvattnets halt av ämnet blir kraftigt varierande i vertikalled. Heterogeniteter i grundvattnets sammansättning orsakas även av föroreningars olika kemiska egenskaper, framför allt densitetsskillnader. Föroreningar kan uppträda flytande på, lösta i och/eller i botten av grundvattenmagasinet i anslutning till ett tätt jordlager eller tätt berg. Trots att ytvatten verkar vara en homogen vätska är den vanligtvis mycket heterogen. En provtagning av ett sjövatten under vinter- eller sommarstagnationen innebär ofta stora skillnader i vattenkvaliteten på olika djup. Särskilt uttalad är skillnaden mellan ytvatten- och bottenvattenproverna. Strömmande vatten kan uppvisa skillnader i både vertikal- och horisontalled beroende på föroreningstyp. Porluft har normalt likartad sammansättning inom ett naturligt, icke förorenat område. Om porluften har förorenats kan det dock uppstå variationer i dess kemiska sammansättning i både vertikal- och horisontalled beroende på markens genomsläpplighet, avståndet till föroreningskällan m.m. Föroreningstyper Inom ett undersökningsområde fördelas föroreningarna mellan de olika faserna i marken; fast fas, vatten och gas. Variationen i föroreningstyp och koncentration över området styrs bland annat av föroreningarnas fysikaliska och kemiska egenskaper mediets egenskaper utsläppspunktens läge. Föroreningar i jord och sediment binds till partiklarna genom framför allt adsorption, d.v.s. vidhäftning. Adsorptionsförmågan beror av ämnets kemiska egenskaper och varierar beroende på föroreningstyp. Tungmetaller, t. ex. koppar och bly, och högmolekylära organiska ämnen som polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och polyklorerade