NEDLAGDA DEPONIER UTBILDNINGSDAG HALMSTAD RISKER MED NEDLAGDA DEPONIER

Transkript

1 NEDLAGDA DEPONIER UTBILDNINGSDAG HALMSTAD RISKER MED NEDLAGDA DEPONIER 1

2 RISKER MED NEDLAGDA DEPONIER Miljölagstiftningen säger Risker/Olägenheter för hälsa och miljö skall åtgärdas/förebyggas Påverkan av vattentäkter Påverkan av ytvatten Spridning av föroreningar (schaktarbete) Ras/sättningar Påverkan på markvegetation och djurliv Påverkan på människa direkt på plats Påverkan på människa indirekt DEPONINS OLIKA FASER FRÄMST ÄLDRE DEPONIER MED MYCKET ORGANISKT MATERIAL Syre och nitratreducerande fas, aerob fas (dagarveckor) Sur Anaerob fas (några veckor ca 10 år) Metanogen fas (några månader flera hundra år) Humusbildande fas (> 100 år) 2

3 DEPONINS OLIKA FASER AEROB SYRE OCH NITRATREDUCERANDE FAS Syreoxidation av organiskt material med värmeutveckling Hydrolys organiska molekyler kopplas på OH grupper för att öka löslighet varvid flyktiga fettsyror bildas (lukt) När syre är slut använder bakterier nitat för att reducera organiska ämnen till koldioxid och kvävegas ph värde svagt sjunkande Mycket höga BOD och TOC halter Ökande ammoniumhalter DEPONINS OLIKA FASER SUR ANAEROB FAS Bildning av flyktiga fettsyror och ammonium Bildade syror och koldioxid sänker ph värdet till mellan 5 6 Metaller lakas ut, särskilt järn, mangan och zink Mycket höga BOD halter, sulfatreduktion, sulfidbildning, vilket efter hand minskar tungmetallernas rörlighet Ättiksyrabildning bildning av ättiksyra, koldioxid och vätgas (inledning till metanogen fas) 3

4 DEPONINS OLIKA FASER METANOGEN FAS Ättiksyraförbrukande metanogen bakterier bildar metan och koldioxid från ättiksyra Väteförbrukande metanogena bakterier reducerar koldioxid med vätgas till metan ph värde neutralt eller basiskt BOD TOC halter förhöjda Kvävehalt förhöjd (främst ammonium) Salthalter förhöjda Metaller fastläggs Lakvattenmarörer ammonium, bor, strontium, klorid, vätekarbonat (alkalinitet), minskad redox (Fe +Mn förhöjda, sulfat låg) DEPONINS OLIKA FASER HUMUSBILDANDE FAS Svårnedbrytbara högmolekylära humusbildande föreningar liksom komplexa fenolära ämnen kvar som ej kan omvandlas till metan Syre börjar diffundera in varvid både humusämnen och metallsulfider kan oxidera Risk för att ph värde sänks och metaller frigörs om syre oxiderar metallsulfider Lakvattenmarkörer avklingande ammonium/nitrat, bor, strontium, klorid, ökande redox (sulfat ökande, Fe+Mn minskande) 4

5 DEPONINS OLIKA FASER FASÖVERGÅNGAR Flera faser kan uppträda samtidigt Ju större mängd organiskt material desto längre metanogen fas och omvänt Torvjord (deponier i mossar/myrmark) förlänger metanogen fas Sand /moränjordar och inströmning av syresatt vatten förkortar metanogen fas Låg temperatur förlänger metanogen fas och omvänt Grävning i deponi innebär syresättning påskyndar övergång till humusbildande fas SPECIALDEPONINER ASKDEPONIER Högt ph värde och alkalinitet (hydroxider/ karbonater) Metaller dominerande förorening PAH sotrester Kontaktyta och vattengenomströmning av betydelse för urlakning Genomströmmande vattens ph värde av betydelse för urlakning Lakvattenmarkörer Sulfat, klorid, kalium, strontium, vätekarbonat 5

6 SPECIALDEPONIER JÄRN OCH STÅLVERKSDEPONIER Kalkrester Stålslagg Stenkolsrester Gasreningsstoff Hydroxidslam, glödskalsslam Högt ph värde och alkalinitet (hydroxider/ karbonater) Lakvattenmarkörer molybden, fluorid, vätekarbonat SPECIALDEPONIER SÅGVERKSDEPONIER Barkrester Flisrester Relativt lågt ph värde och alkalinitet (produktion av organiska syror), organiska ämnen TOC (BOD), fenolära ämnen Extraktivämnen, fettsyror, hartssyror, steroler Vid impregnering, klorfenoler, koppar, krom, arsenik Bolidensalt även kadmium och bly Bekämpningsmedel mot insekter, t.ex. Lindan, DDT 6

7 SPECIALDEPONIER SKOGSINDUSTRIELLA DEPONIER Mesa Fiberslam Bark/flisrester Grönlut Askor Ofta högt ph värde och alkalinitet, organiska ämnen TOC (BOD), svavelväte (riskfaktor) Extraktivämnen, fettsyror, hartssyror, steroler Svavelföreningar, sulfat, tiosalter, sulfider, organiska svavelföreningar Metaller, kvicksilver, kadmium, koppar, zink, molybden, vid ph värde över 10 ökad rörlighet av metaller Lakvattenmarkörer sulfat, kalium, natrium, vätekarbonat, fenolära ämnen SPRIDNING AV FÖRORENINGAR Hydrologi och geologi styrande Av särskild betydelse Överytans beskaffenhet/tät genomsläpplig Deponin och omgivande marks genomsläpplighet Terrängens lutning i själva deponin och omgivning Hydrauliska tryck (avrinningsområdets storlek) Närhet till ytvatten Grundvattengenomströmning i deponins närhet Dränerande skikt/stråk i anslutning till området (vägfyllnader, ledningsschakt) Verksamheter som påverkar hydrologin i närområdet (grävning, schaktning, sprängning, dämning) 7

8 GRUNDVATTEN AKVIFÄR Akvifär geologisk bildning som är så genomsläpplig att grundvatten kan utvinnas ur den i användbar mängd Porakvifär (ex. jord, sedimentärt berg) Sprickakvifär (ex. urberg) GRUNDVATTEN AKVIFÄRSTYPER Sluten akvifär Öppen akvifär lera sand sand berg berg 8

9 HYDRAULISKA EGENSKAPER Porositet sammanlagda volymen hålrum (porer) i procent av den totala volymen av en jord eller bergart Hydraulisk konduktivitet ett materials förmåga att släppa igenom vatten Transporthastighet beror på hydraulisk konduktivitet och porositet hög genomsläpplighet grovkornig välsorterad löst lagrad ex. grovt isälvsgrus låg genomsläpplighet osorterad hårt packad ex. stenig, grusig, sandig morän ingen genomsläpplighet finkornig lagrad ex. sedimentär lera ur Knutsson & Morfeldt, 1993 HYDRAULISK KONDUKTIVITET Storlek och variation inom olika jordar: Storlek och variation inom berg: Sprickigt kristallint berg m/s Sprickfattigt kristallint berg m/s ur Carlsson & Gustafson, 1991 ur Domenico & Schwartz,

10 HORISONTELLA TRANSPORTHASTIGHETER Material Morän, varvig lera (k = 1 x 10 8 m/s, n e = 0,01) Silt (k = 1 x 10 6 m/s, n e = 0,05) Sand (k = 1 x 10 4 m/s, n e = 0,1) Sprickig granit (k = 1 x 10 8 m/s, n e = 0,001) Hastighet (m/år) (vid 1 5 % gradient) 0,3 1, HORISONTELLA TRANSPORTHASTIGHETER Betydelsen av vattenförande skikt eller lager Deponi 3 m Morän Q K = 10 7 m/s Deponi 3 mm K = 10 4 m/s Sand Q 10

11 SPRIDNING AV FÖRORENINGAR SPRIDNING AV FÖRORENINGAR

12 SPRIDNING AV FÖRORENINGAR jordarter tusen sv.html SPRIDNING AV FÖRORENINGAR berggrund 1 miljon sv.html 12

13 SPRIDNING AV FÖRORENINGAR km 2 SPRIDNING AV FÖRORENINGAR Pumpning, skärningar ändrar avrinningsområden vägareal = 10,3 ha 13

14 SPRIDNING AV FÖRORENINGAR SPRIDNINGSEGENSKAPER Fettlösliga ämnen (Olja, PAH, PCB, DDT, klorerade lösningsmedel ) Störst spridning via organiska partiklar och olja i ytvatten Binder hårt till organiska substanser, relativt hård bindning till lera, fin jord fungerar som filter begränsar spridning Större spridning i stenmaterial och grov sand Olja viktig bärare i grundvatten, spridning i anslutning till grundvattenyta 14

15 SPRIDNINGSEGENSKAPER Vattenlösliga organiska ämnen (PFOA/fenolära ämnen/fenoxisyror) Störst spridning via ytvatten spädfaktor viktig Begränsad spridning i torv/humusrik jord (adsorption) Större spridning i stenmaterial och grov sand SPRIDNINGSEGENSKAPER Metaller Ökad urlakning vid låga ph värden och mycket höga phvärden (risk för svavelsyrabildning vid syretillträde) Begränsad spridning i mark filtereffekt, sulfidbindning, bindning till organisk substans Liten spridning i torv/humusrik jord Större spridning i stenmaterial och grov sand I ytvatten främst spridning via organiska partiklar och lösta humuskomplex Undantag arsenik, molybden, uran generellt större rörlighet 15

16 SPRIDNINGSEGENSKAPER Salter Stor generell rörlighet spädning av betydelse för genomslag Salter med stor laddning och som bildar svårlösliga föreningar begränsad spridning (fosfat, kalcium, magnesium, kalciumsulfat) Reducering/oxidation påverkar förändra sammansättning (nitrifikation/denitrifikation, sulfidoxidation/sulfatreduktion) Jonbyte i torvjord, marina leror Salter slår igenom mest vid påverkan, viktigt att fokusera på lakvattenmarkörer INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER Definition av nedlagda deponier deponier som inte längre är i drift och som inte omfattas av deponeringsförordningen MÅLSÄTTNING INVENTERING identifiering, riskklassning, åtgärder Viktigt att tänka på Placering kan vara olämplig stor spridningsmöjlighet t.ex. i grusgrop/grundvattentäkt, nära ytvatten, stort hydrauliskt tryck, rasbrant nära känsligt område t.ex. vid vattentäkt, bebyggelse, odlad jord, område med aktivt friluftsliv Dokumentation ofta bristfällig Dokumentation kan vara ofullständig, missvisande och ibland felaktig farligt avfall kan vara deponerat 16

17 INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER 1. Historisk inventering dokumentation (kommun, länsstyrelse), kontakta verksamhetsutövare, f.d. anställda, grannar, markägare 2. Identifiering lokalisering kartmaterial, gamla flygfoto, nya flygfoto, ålder på växande träd, vegetation (näringskrävande arter ex brännässlor, kaveldun), avfall i dagen, byggnadsrester m.m., synligt lakvattenutflöde INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER 17

18 INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER 18

19 INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER 19

20 INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER 20

21 INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER Dokumentering Spridningsförutsättningar täckningar, lakvattenuppsamling/behandling metangasuppsamling städning/illegal deponering tillgänglighet Geologin runt deponin jordartskartor, handgrävning, berg i dagen m.m. Hydrologin runt deponin avstånd till ytvatten, avstånd till brunnar, topografin i närområdet, inströmning eller utströmningsområde Släntlutning styrande för avrinning, risk för ras, skred, erosion Förekomst av skyddsobjekt (brunnar, ytvatten), bebyggelse, vägar, naturområde Förekomst av andra föroreningskällor INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER 3. Dokumentering Digitalkamera, GPS, fältnoteringar, 4. Fältmätningar Konduktivitetsmätare, termometer 5. Kompletterande fältmätningar XRF, PID, Stångslingsmätning, gasmätning, provgropsgrävning, skruvborrning, geofysikmätningar 21

22 INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER 22

23 INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER 23

24 INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER INVENTERING NEDLAGDA DEPONIER 24

25 PROVTAGNING PROVTAGNING YT /LAKVATTEN Provtagningsplats styrs av morfologi och syfte 25

26 PROVTAGNING YT /LAKVATTEN Lakvatten är saltrikt, större densitet än opåverkat vatten stor risk för inskiktning vid botten vid utflöde i ytvatten även i små vattendrag Vid lakvattenutflöde via ledning/dike i recipient, ofta lakvattenpåverkat grundvattenutflöde på annan plats Provpunkt skall läggas där vattnet är omblandat, nedströms grundvattenutflöden Mätning av konduktivitet och temperatur samt morfologi styrande för placering PROVTAGNING YT /LAKVATTEN 26

27 PROVTAGNING YT /LAKVATTEN Påverkan av sediment och avlagringar måste undvikas halter av partikelbundna ämnen (metaller/fosfor) ofta minst 1000 ggr högre i sediment än i vatten Metodik och provplats måste anpassas så att ovidkommande partikelpåverkan undviks PROVTAGNING YT /LAKVATTEN 27

28 PROVTAGNING YT /LAKVATTEN PROVTAGNING GRUNDVATTEN Syfte och konstruktion styrande för metodik och provtagningsplats 28

29 PROVTAGNING GRUNDVATTEN Källa SGF, 2001 PROVTAGNING GRUNDVATTEN 29

30 PROVTAGNING GRUNDVATTEN PROVTAGNING GRUNDVATTEN Fyllning 0202A 0202B Fyllning Fyllning Fyllning grusig Sand Sand grusig Sand något siltig grusig Sand hård botten (Morän?) Morän något siltig Sand finsandig Mellansand sandig siltig Morän Morän siltig grusig Sand Morän Mulljord Morän 10 m 30

31 PROVTAGNING GRUNDVATTEN PROVTAGNING GRUNDVATTEN Deponi Recipient 31

32 PROVTAGNING GRUNDVATTEN Filtrering metaller järn och mangan ofilttrerade? PROVTAGNING GRUNDVATTEN Materialpåverkan 32

33 PROVTAGNING GRUNDVATTEN PROVTAGNING GRUNDVATTEN 33

34 PROVTAGNING GRUNDVATTEN PROVTAGNING GRUNDVATTEN Grävd eller borrad brunn Konstruktion, typ av tryckkärl (hydrofor, hydropress), ledningsmaterial Skötsel, tömning hydrofor, renspolning brunn Föroreningskällor (jordbruk, avlopp, väg) Finns tidigare analyser, har förändring av vattenkvaliteten skett tidpunkt 34

35 PROVTAGNING VATTEN Filtrering eller ej Efterfällning av järn PROVTAGNING SEDIMENT 35

36 ANALYSER Lakvattenmarkörer Tungmetaller Screeninganalyser organiska miljögifter ANALYSER LAKVATTENMARKÖRER Lättrörliga ämnen, som ej fastläggs eller förändras och som finns i avvikande förhöjda halter i lakvatten jämfört med opåverkat vatten Ex. ammonium, alkalinitet, klorid, sulfat, natrium, kalium, barium, strontium, bor, molybden Fungerar olika bra i olika matriser (flera bör ingå i basprogram, kan vara olika i grund och ytvatten) 36

37 ANALYSER LAKVATTENMARKÖRER Jonbyte kan ändra sammansättning av salter Leror särskilt marina leror byter katjoner (K, Na, Sr, Ba m.fl. mot Ca) mot kalcium Ca i basprogram grundvatten Torvjordar byter katjoner (ammonium, kalium, natrium, barium, strontium) mot vätejoner Torvjordar kan i vissa fall även byta anjoner (klorid, sulfat, fluorid m.fl.) Sulfat och Nitrat reduceras vid låg redox (grundvatten), ammonium oxideras till nitrat vid hög redox (ytvatten) ANALYSER TUNGMETALLER Korelation till partiklar (grumlighet) och organiska ämnen (TOC) Hög halt p.g.a. stark grumlighet och/eller TOC halt eller p.g.a. läckage? Sedimentprovtagning ofta nödvändig för att fastställa utläckage av metaller Ofta begränsad rörlighet p.g.a. gynnsamt ph värde, sulfidfastläggning, bindning till organisk substans, bindning till sedimenterbara partiklar (fokusering på lakvatten) Hög rörlighet för arsenik, uran, molybden samt järn och mangan vid låg redox Ökad rörlighet vid låga ph värden och mycket höga ph värden 37

38 ANALYSER ORGANISKA MILJÖGIFTER Alifatiska och aromatiska kolväten (fraktionerade alifater och aromater, oljeindex (tolkningsproblem sämre detektionsgräns, opolära kolväten otillräcklig detektionsgräns) Naturliga organiska ämnen ger utslag från C19 och uppåt (i torvrika jordar även från C12 och uppåt) Hamnar i ytfilm och binder till organiska partiklar som kan sedimentera (fokus på lakvatten) Kan extrahera ut och bära med andra organiska miljögifter (bevattning, återföring av lakvatten till deponi kan öka utflöde av organiska miljögifter) Ofta korrelation mellan oljehalt och halter av organiska miljögifter Sedimentundersökning ger bra information om oljebelastning ANALYSER Olja/bakteriehinna 38

39 ANALYSER UTVÄRDERING Kritisk granskning av alla analysdata Ta hänsyn till spädning, interferenser (andra föroreningskällor, materialpåverkan, konstruktion, årstidsvariationer ÅTGÄRDER UTGÅR FRÅN RISKKLASSNING OCH PRIORITERING Om liten risk ingen åtgärd, eventuell städning, avstängning Om stor risk ytterligare, undersökningar, stabilisering av slänter, marktäckning, uppsamling av lakvatten, lakvattenbehandling, sanering, avspärrning, skyltning, instängsling, information till allmänhet 39