och Bakgrund Redovisning av resultat ifrån utförda pilotskaleförsök med , Moheda, Försvarsmakten Översikt, samtliga områden

Transkript

1 Bakgrund RGS 90 Redovisning av resultat ifrån utförda pilotskaleförsök med Kemisk Oxidation och Stimulerad Biologisk Nedbrytning , Moheda, Försvarsmakten 1958 skedde en explosion inne i bergrummen på försvarsmaktens flygbränsledepå i Moheda liter bränsle rann ut. Bä Bränslet rann ner för berget, över områdena nedströms tö samt ut ti sjön X. Akut saneringsmetod för sjö: Tutta eld Akut saneringsmetod av den s.k. petroleumsjön : Överfyllning Samhälle Översikt, samtliga områden Betesmarker Skogsmark Anläggningsområde Bergrum Beskrivning av området Område A: Flackt och utgörs tö huvudsakligen av ik icke hårdgjorda d planer (lekpark, gräsmattor m m) samt av delvis hårdgjorda vägbanor/trottoarer och av villatomter. Upp till en meter mäktiga fyllnadsmassor överliggande ett torvlager, vilket tolkats vara den ursprungliga markytan. Under torvlagret följer hårt packad sandig silt som mot djupet övergår till silt. Grundvattengradienten är liten. Huvudsaklig strömningsriktning mot väster, men befintlig VA ledning påverkar också. Strömningshastigheten är beräknad till 0,2 1,5 m per år. Föroreningarna i jord domineras av alifater, både tunga och lätta fraktioner, samt aromater C8 C16 och återfinns i anslutning till grundvattennivån (1,35 2 m u my). Halterna överstiger MKM. Markanvändning inom området betraktas som känslig, KM

2 Beskrivning av området Område B: Området sträcker sig från södra delen av anläggningsområdet, till ett skogs/kärr/våtmarksområde i väster samt att det även delvis når i på två bebyggda fastigheter. Jordlagerföljden inom anläggningsområdet består av asfalterade/grusade ytor ovan fyllnadsmassor (sprängsten, grus, sand, silt) vilka överligger ett tunt moränlager. Jordmäktighet ca 2 m. Väster ut tunnar jordtäcket ut, berg i dagen. Siltig sandig morän förekommer här med en mäktighet av upp till 5 m. Inom skogsområdet utgörs jordlagren av normalblockig morän Markområdet sluttar med en sträcka av ca 300 m från +180 m ö h i öster till +160 m ö h i väster. Grundvattnets strömningshastighet uppgår till 3 17 m per år. Föroreningar i jord domineras av alifater C10 C16 och aromater C8 C35. Halterna överstiger MKM. Grundvattenföroreningen består av aromater C8 C16 ( ug/l) och alifater C5 C10 (200 ug/l). Förekommer både i jordlager och uppsprucken berggrund. Markanvändningen betraktas inom anläggnings och skogsområdet som MKM samt som KM inom bebyggda fastigeter. Beskrivning av området Område C: Innefattar större delen av anläggningsområdet, kännetecknas i den östra delen av en brant bergsluttning ( Klintaberget ). Grusade eller asfalterade samt grästäckta ytor, ovanliggande fyllnadsmassor av sprängsten, grus, sand, silt, inslag av byggavfall. Underlagras av sandig silt. Jordmäktighet 2 3 m. Grundvattenyta G d 0, m. I väster finns en yt och grundvattendelare d i form av en långsmal bergtröskel med nord sydlig stykning. Inget ytvattendrag inom området. Ingen påvisad sammanhängande förorening i jordlagren. Förorening i grundvattnet består av aromater C8 C16 (över dricksvattennormen, faktor 20) samt C12 C35 (haltnivåer över 1000 ug/l). Återfinns i den uppspruckna berggrunden (0 10 m under bergyta) och i jordlagret direkt ovan bergytan. Höga VOC halter i omättad zon. Markanvändningen g betraktas som mindre känslig (MKM) Beskrivning av området Område D: Upptas till största delen av en betesmark ( fårhage )/jordbruksmark som sluttar svagt mot nordväst. En källa där vattnet går i dagen finns inom området. Jordarten i södra delen utgörs av sandig grusig morän. I den norra delen, nedströms vattenkällan är marken vattensjuk och överytan blockrik. Jordlagren söder om källan sandig grusig siltig morän. Jordmäktigheten uppgår till 1,5 3 m. Djup til grundvattenytan, t ca 1 2 m. Vattenkällans flöde uppskattas till 3 4 m3/dygn. Grundvattenströmning mot norr/nordväst. Genomförda spårämnestester (2010) indikerar spridningssamband mellan område C och D. Inga påvisade föroreningar i jord. Inga påvisade VOC halter i omättad zon. Föroreningshalter i grundvatten och källa av alifater C5 C10 och aromater C8 C16. I Vattenkällan har även BTEX överstigande kriterierna för skydd av grundvatten påvisats (NV rapport 5976, tabell A3:5). Stark petroleumlukt i utströmningsområdet. Översikt samtliga områden Område A

3 RGS 90 förslag till förundersökningar och saneringsmetoder för fullskalesanering Utföra planerade förundersökningar Hoppa över bänkskaleförsöken Utföra pilotförsök på plats med kemisk oxidation på plats för att få verkliga förhållanden, områden med höga koncentrationer. Utföra pilotförsök med biologisk stimulering, områden med lägre koncentrationer Använda specialframtagna behandlingsmedel - Ofarliga, långtidsverkande produkter - RegenOx och ORC Advanced Planerade förundersökningar Syfte med undersökningsarbetena: Komplettera de undersökningar som tidigare har utförts för bättre förståelse för föroreningens spridningsvägar och utbredning Mot bakgrund av erhållna resultat, fram de bäst lämpade åtgärdsförslagen baserade på aktuella förutsättningarna. Planerade förundersökningar: Georadarmätningar J/B-sondering Slugtest Installation grundvattenrör i jord och berg Provgropsgrävning Provtagning och analyser jord och grundvatten Förundersökningar Georadarmätningar I ett första skede utfördes 4 linjer. L1 och L2 mättes i nordvästlig/sydöstlig riktning inom område C och D. L3 och L4 placerades i östlig-västlig riktning i de östliga delarna av område B I januari utfördes ytterligare 6 st linjer vinkelrätt mot de inledande d linjerna. L5 och L6 placerades inom område D, L6-L9 utfördes inom område C och L10 utfördes inom område B. Förundersökningar J/B-sondering Jord/bergsondering utfördes för att kalibrera georadarmätningarna mot verkligt djup på bergytan. Totalt utfördes 30 st J/B-punkter i anslutning till de olika georadarlinjerna. Inom område B3 noterades djup till berg mellan 1,4 och 2,7 m under markytan. Inom C och D-området noterades djupet mellan 1,2 och 4,3 meter under markytan. För att säkerställa att berg och inga block påträffats utfördes J/Bsonderingen 3 m ner i berggrunden

4 Förundersökningar Slugtester För att bestämma den hydrauliska konduktiviteten inom områdena för kommande in-situ sanering utfördes slug-tester i 8 installerade grundvattenrör. För beräkningar av den hydrauliska konduktiviteten användes Cooper- Bredehoeft-Papadopulos metoden. Testerna utfördes genom att mäta den hydrostatiska tryckförändringen i grundvattenröret då en känd volym sänktes ner under grundvattenyta. Grundvattennivån mättes kontinuerligt med hjälp av en s.k. diver. Generellt visar utförda slugtester en högre hydraulisk konduktivitet än vad som angivits i förfrågningsunderlaget. g g Den hydrauliska konduktiviteten påvisades vara ca 1-2 tiopotenser över tidigare uppmätta värde. Särskilt stor skillnad påvisas i punkten GV09:15. Förundersökningar Installation grundvattenrör i berg 10 stycken grundvattenrör i berg har installerats 8 st installerades inom det f.d. anläggningsområdet i område C, 2 st installerades inom område B3. Vid installationen utfördes ingen tätning i skarven mellan foderrör och berg. Installation grundvattenrör jord 11 stycken grundvattenrör installerades i jord med hjälp av skruvborr. Huvuddelen av dessa installerades inom område B. I samband med installationsarbetena erhölls ofta borrstopp tidigare än 2 m under grundvattenytan. I tre punkter (GVJ9/BH9, GVJ36/BH36 och GVJ39/BH39) noterades inget vatten i borrhålet vid djupet för borrstoppet varför inga grundvattenrör installerades Förundersökningar Jordprovtagning Jordprov uttogs med skruvprovtagning samt genom provgropsgrävning med hjälp av en minigrävare och även större grävare I genomsnitt skickades ett jordprov från respektive provpunkt in för analys på laboratorium. Totalt skickades 43 prover in för analys Samtliga prover anlayserades med avseende på - Aromater, alifater, BTEX - Bakterier, CFU -TOC -ph 12 utvalda prover skickades även in för analys av näringsämnen. Förundersökningar Provtagning grundvatten Grundvattenprover uttogs i befintliga grundvattenrör, grundvattenrör installerade i jord samt grundvattenrör installerade i berg. från fältanalys och synintryck från provtagningen låg till grund för val av prover vilka skickades till laboratorium för ackrediterad analyser. Totalt skickades 37 prover in för analys av Alifater, aromater, ao ate, BTEX Bakterier CFU TOC ph COD Turbiditet Järn/mangan 12 prover skickades även in för analys av näringsämnen

5 Georadar: Lågpunkter identifierade Transportvägar identifierade J/B-sondering Bergytans läge identifierad förundersökningar Slugtest Högre hydrauliskkonduktivitetkonduktivitet Provgropsgrävning Förekomst av fif frifasföroreningfö i ovan bergytan inom område C och D samt inom område B3 förundersökningar Provtagning och analyser och jord och grundvatten Niras föroreningsutbredning bekräftad utom inom område C God förutsättning för biologisk nedbrytning med tillsats av kväve Område B1 Förorening i jord och grundvatten östra delarna Förorening i grundvatten västra delarna Frifasförorening norra samt östra delarna Område B2 Förorening i grundvattnet Område B3 Förorening i jord och grundvatten centrala delarna Förorening i grundvatten övriga delarna Frifasförorening centrala delarna förundersökningar Område C Jord i anslutning till provgropar i jorden ovan bergytan (PG43 och PG44) Grundvatten utökat område Frifasförorening i lågpunkter Område D Grundvattnet Frifasförorening ovan berg i PG50 Utförda Pilotskaleförsök Pilotskaleförsök på plats för utvärdering av effekten/funktionen av behandlingsmetoderna: Kemiska Oxidation Stimulerad Biologisk Nedbrytning Behandlingsmedel vid testerna: ORCAdvanced för Stimulerad Biologisk Nedbrytning och RegenOx för Kemisk Oxidation. Vid försöken ingick även att utvärdera möjliga tillsatsmetoder. De testade tillsatsmetoderna inkluderade: Direktinjektering j g Injektering i förinstallerade brunnar

6 Aktuella områden Försöken utfördes inom två testområden belägna inom område B2 och B3, se områden markerade med rosa nedan. Utvärdering av tillsatsmetoder För att utvärdera vilken tillsatsmetod som lämpade sig bäst för tillsats av lågvolymprodukten ORC Advanced respektive storvolymprodukten RegenOx utfördes initiella tillsatsförsök med vatten. Vid försöken med tillsats med injektering i befintliga brunnar utfördes tillsats av vatten i totlalt i 7 brunnar. Brunnarna, vilka installerats ner till bergytan, omfattade djup mellan 2,2 4,1 m under markytan. Vid försöken med tillsats med direktinjektering utfördes injektering i totalt 9 punkter. Injekteringarna utfördes i närhet till befintliga grundvattenrör, dock ej närmareän än radieavstånd av 5 m, vilkaanvändesanvändes som kontrollrör Tillsatsmetod Injektering i brunnar Tillsats av vatten utfördes i de 7 grundvattenrör vilka listas i tabellen nedan. Försöken hade som målsättning att injekterade mängder skulle omfatta mellan liter. Tillsatsmetod Direktinjektering Tillsats av vatten utfördes i totalt 9 punkter i närhet till de grundvattenrör/kontrollrör som listas i tabellen nedan. Försöken hade som målsättning att injekterade mängder skulle omfatta mellan liter. en visar att efterfrågade volymer kunde tillsättas i i stort sett samtliga grundvattenrör. en påvisade att mängden vätska vilken lyckades injekteras varierade mycket beroende på geologin i den aktuella punkten

7 Val av tillsatsmetoder Tillsats av ORC Advanced RegenOx Då det vid tillsatsförsöken med vatten påvisats svårt att tillsätta erfoderliga mängder vätska vilka skulle behövas vid behandling med kemisk oxidation och RegenOX med direktinjektering, i valdes injektering i i brunnar som tillsatsmetod. Detta anses också som ett ekonomiskt val då återkommande tillsatser planeras. ORC Advanced Då tillsats av ORC Advanced för Stimulerad Biologisk Nedbrytning innefattar mängder av max 90 liter, och då endast en tillsatsomgång är planerad för merparten av aktuella områden, valdes direktinjektering som tillsatsmetod. Vid försöken med direktinjektering låg fokus på att hitta en metod som fungerar även vid svåra förutsättningar mot bakgrund av områdets geologi. Injekteringsarbetena utfördes i två etapper. Etapp 1 omfattade injektering i punkterna Etapp 2 omfattade injektering i punkterna ORC1B till ORC8B. I Punkt 1 6 utfördes tillsats med borrrstål på vilket en trycksond monterats samt att olika manschetter testades. Vätskan pumpades ner genom stålet och sonden med hjälp av en pump, och tillsattes med ett tryck av 40 bar. en för punkt 1 6 påvisade att knappt 50% av mängderna kunde tillsättas samt att mycket av tillsatt produkt kom tillbaka upp Bilder från utförda injekteringsarbeten (punkt 1-6) Tillsats av ORC Advanced I punkt 7 16 tillsattes behandlingsmedlet genom att man monterat en specialdesignad tätningskon. Tätningskonen tätade tillräckligt för att ett betydligt större tryck kunde användas innan uppflöde erhölls och tillsats av erforderliga mängder kunde utföras i flertalet punkter

8 Tillsats av ORC Advanced Vid etapp 2 gjordes nya försök att tillsätta de planerade mängderna och försöken omfattade punkterna ORC1B till ORC8B. Placering av injekteringspunkter Under etapp 2 utfördes samtliga direktinjekteringspunkter med borrstålet med konformationen och tekniken för hur direktinjektering bäst utförs finslipades. Bäst resultat visade sig erhållas om man väntade ca 20 min efter borrning innan injektering påbörjats. Injekteringutfördes nerifrån och upp. Så stor volym som möjligt tillsätts på det största djupet, sedan injekteras resterande mängder stötvis samtidigt t som sonden dras upp mot ytan. I punkterna ORC 1 8B kunde behövda mängder vätska tillsättas Tillsats av RegenOx Initiellt installerades 12 st. injekteringsbrunnar inom försöksområdet för RegenOx (ROX 1 12) med hjälp av skruvborrning. Vid injektering i dessa brunnar visade det sig dock att bentoniten som använts inte klarade av trycket från injekteringspumpen och injekteringsvätskan trycktes upp till markytan. Försök ök gjordes därför med att täta med betong, men injekteringsvätskan tryckte upp mellan marken och betongen. Störningar av marken i samband med skruvborrsarbetena gav att hållfastheten på marken reducerats Tillsats av RegenOx För att kontrollera om antagandena om skruvborrade rör stämde installerades totalt 9 injekteringsbrunnar med foderrörsborrning, ROX 1 3B samt ROX 4 9 B ROX 1 3 installerades först. Då injektering kunde utföras utföras utan större problem, ca 10% uppflöde, installerades ytterligare 6 brunnar. I ROX 4 9B kunde tillsats av planerade mängder utföras, dock noterades uppflöde av mellan 10 50%

9 Placering av injekteringsbrunnar Uppföljning av resultat Referensprovtagning En initiell i i llkontrollprovtagning utfördes inför de planerade injekteringsarbetena. Provtagningen g omfattade kontrollmätningar i 14 kontrollrör Mätningar utfördes av ev. mängder fri fas förorening samt att grundvattenprover uttogs för analys av aromater, alifater, BTEX och PAH. Uppföljande kontrollprovtagningar g Uppföljande provtagningar utfördes 2, 4, 8 och 12 veckor efter sista tillsatsen. Samtliga grundvattenrör provtogs vecka 2 och vecka 12 ( och ) Stimulerad Biologisk Nedbrytning Stimulerad Biologisk Nedbrytning en för kontrollrören GVJ påvisar att kraftiga haltreduktioner erhållits i de områden där förhållandevis höga föroreningshalter noterades initiellt

10 Stimulerad Biologisk Nedbrytning Även resultaten för kontrollrören GVJ 109, 113 och 115, där förhållandevis låga föroreningshalter noterades initiellt, påvisar att tydliga reduktioner erhållits. Stimulerad Biologisk Nedbrytning Vid provtagningen g noterades halter över åtgärdsmål för alifater, aromater, cancerogena PAHer och PAH övriga i nästan samtliga punkter noterades endast halter över åtgärdsmålen för aromater i punkten GVJ 114. En reduktion av föroreningshalterna av mellan % har därmed d uppnåtts. Haltökningar påvisades i GVJ111, men då anledningarna till detta kan vara flera, anses denna provpunkt inte som relevant för resultattolkningen Kemisk Oxidation Kemisk oxidation en för kontrollrören GVJ 101, 104 och 106 påvisar att kraftiga haltreduktioner erhållits i de områden där förhållandevis höga föroreningshalter noterades initiellt

11 Kemisk oxidation Även resultaten för kontrollrören GVJ 102 och 105, där medelhöga föroreningshalter noterats initiellt, påvisar tydliga reduktioner. Kemisk oxidation Samma gäller för resultaten för kontrollrören GVJ 103 och 107, där förhållandevis låga föroreningshalter noterats initiellt, och där tydliga haltreduktioner erhållits Kemisk oxidation en påvisar att markanta reduktioner erhålls för såväl höga föroreningshalter av alifater som för höga halter BTEX. Kemisk oxidation I GVJ105 ser man den typiska nedbrytningskurva som man förknippar med RegenOx. Liknande nedbrytningsmönster var förväntade i övriga kontrollpunkter, men då detta ej påvisats kan anledningen vara att mängderna jordbunden förorening är mindre än förväntat

12 Kemisk oxidation Testområdet för Kemisk oxidation innefattade ett område med höga föroreningskoncentrationer. Vid provtagningen ge noterades halter ate över åtgärdsmål å för alifater, ate aromater, cancerogena PAHer och PAH övriga. Vid provtagningen noterades reduktionen av föroreningshalter uppgå till mellan 96 99%. Markanta reduceringar har erhållits inom områden där både mycket höga halter av alifater och aromater påvisats samt för mycket höga halter BTEX. en påvisar en mindre del jordbunden förorening än förväntat/beräknat. Förslag till utförande av fullskalesanering med Stimulerad Bilogisk Nedbrytning För behandling av områden innehållande lägre föroreningshalter (<10 mg/l TPH) föreslås direktinjektering av ORC Advanced. För aktuella behandlingsområden rekommenderas en indelning av områden i delområden med halter < 4mg/l TPH och 4 10 mg/l TPH I områden med halter <4 mg/l TPH tillsätts en lägra dos, I områden med halter 4 10 mg/l TPH tillsätts en något högre dos. Med planerade doseringar beräknas stora delar av aktuella områden nå halter under åtgärdsmålen. Ev. kompletterande behandling kan bli aktuella inom mindre delområden där halterna varit mer omfattande än beräknat. Nyckeln till en kostnadseffektiv sanering anses vara rätt dosering av varje delområde för att inte slösa/felplacera behandlingsprodukten Förslag till utförande av fullskalesanering med Kemisk Oxidation i För behandling av områden innehållande föroreningshalter över 10 mg/l TPH föreslås injektering i av RegenOx i brunnar Med planerade doseringar beräknas stora delar av aktuella områden nå halter under åtgärdsmålen. Utifrån försöken påvisas dock att halter över åtgärdsmålen kommer erhållas 3 injekteringsomgångar rekommenderas. I samband med den andra injekteringsomgången tillsätts utöver RegenOx ORC Advanced och näring en sista finputsning för att ta hand om kvarvarande låga föroreningshalter. Förslag till utförandeprocess Utvärdering av behandlingsbehov per delområde För att kartlägga föroreningssituationen på delområdesnivå rekommenderas installation av 60 kompletterande kontrollbrunnar 90 totalt = 400 m2 / per brunn. Samtliga kontrollbrunnar (90 st) provtas innan sanering påbörjas Design av delområdesspecifika behandlingslösningar tas fram mot bakgrund av resultaten från den initiella kontrollprovtagningen av samtliga 90 kontrollbrunnar. Den tredje omgången är preliminär och kan komma att utebli för delområden där saneringsmålen uppnåtts. Nyckeln till en kostnadseffektiv sanering anses vara rätt dosering av varje dl delområde för att inte slösa/felplacera l l bh behandlingsprodukten. dkt

13 Möjliga risker/problem och lösningar Direktinjektering Risk/problem: Att tillsatts av behandlingsvätska misslyckas Lösning: Platsspecifika injekteringsmetoder, platsspecifika erfarenheter och specialframtagen utrustning. Risk/problem: Behov av kompletterande tillsatser/högre doser inom mindre delområden. Lösning: Med en inledande kartläggning av området i delområden om 400 m2 minimeras möjligheterna till feldoseringar och behov av vart kompletterande tillsatser kan komma att behövas kan förutspås. Möjliga risker/problem och lösningar Injektering i brunnar Risk/problem: Uppflöde/förlust av vätska vid tillsats av RegenOx Lösning: Installation av foderrörsborrade injekteringsbrunnar, Utförda injekteringar designades för markdjup på 3 m till berg. Faktiska djup noterades till 1,5 m. Trots uppflöde har förväntade resultat erhållits. Risk/problem: Föreslagen kartläggning av områden påvisar utökat behov av behandling med RegenOx (större kostnad) Lösning: Vid kartläggningen är det troligt att både nya områden med mer omfattande förorening påvisas, men det är också troligt att områden vilka inte behöver behandlas påvisas. platsspecifik lösning efter behov, minimering av produktslöseri och kompletterande tillsatsomgångar samt bättre framförhållning ang. vilka mängder och behandlingar som kommer bhö behövas