etodik för mätning och utvärdering av PAH i porgas Erfarenheter från två gasverksområden Pär-Erik Back och ichael Pettersson par-erik.back@swedgeo.se På säker grund för hållbar utveckling
Konceptuell modell Detta projekt Ånginträngning Diffusion Förångning PAH-förorening i jord Transport med GV Renare arks vårmöte 2015 2
Varför undersöka PAH i porgas PAH:er har en viss flyktighet. Inandning av ånga är styrande för de generella riktvärdena för PAH- och för humandelen av de generella riktvärdena för PAH-L. Inandning av ånga är den mest direkta av alla exponeringsvägar Försiktighet! Dock: Det finns indikationer på att porgashalter som beräknas med den svenska riktvärdesmodellen blir betydligt högre än de som mäts upp. Renare arks vårmöte 2015 3
Viktiga frågor 1. Varför överensstämmer inte uppmätta halter med beräknade? 2. Hur kan riskbedömning av PAH i porgas förbättras? a. Hur bör porgasmätningar läggas upp? b. Vilka fallgropar finns? c. Finns det alternativ till mätning? d. Vilken strategi är lämplig? Renare arks vårmöte 2015 4
Om projektet Samarbetsprojekt mellan SGI och Karlstad kommun. Två undersökningsobjekt i Karlstad kommun: Wermlandskajen Klaraborgs f.d. gasverk Fältarbeten under 2013-2014. Fältarbeten utförda av Sweco: Två provtagningsomgångar vid varje objekt. Rapport publiceras första halvåret 2015. Renare arks vårmöte 2015 5
Från Sweco (2015). etodik HDPE-rör samt porgasspetsar av aluminium. Aktiv pumpning genom XAD2-adsorbent 1 l/min under 8 timmar. I vissa punkter: seriekopplade XAD2-rör (2-3 st). 7 provpunkter per objekt. Provtagning vid två tillfällen. Jordprovtagning vid installation samt avlägsnande av rör. Analys av PAH16, TOC och svart kol. Renare arks vårmöte 2015 6
ätresultat De flesta progashalter under rapporteringsgränsen. ycket svag korrelation mellan halter i jord och porgas. 9 st dataset kunde användas: Objekt Omgång 1 Omgång 2 Wermlandskajen Klaraborg Naftalen Acenaftylen Acenaften Fluoren Naftalen Acenaften Naftalen Acenaftylen Acenaften - Data från omgång 1 i Wermlandskajen var bäst. Renare arks vårmöte 2015 7
ätning och modellering P+A P+A P+A RV Jord Porvatten Porgas RISK! P = Provtagning A = Analys på lab. J = Jämviktning på lab. = odellering Renare arks vårmöte 2015 8
Single-carbon model Riktvärdesmodellen Sorption till naturligt organiskt material (humus). Renare arks vårmöte 2015 9
ätning och modellering P+A P+A P+A RV Jord Dual-carbon Porvatten Porgas RISK! P = Provtagning A = Analys på lab. J = Jämviktning på lab. = odellering Renare arks vårmöte 2015 10
Dual-carbon model (Gustafsson et al., 1997) Beaktar sorption till två typer av kol: Naturligt organiskt material (humus) Svart kol (sot från ofullständig förbränning) Naturligt org. material Svart kol Kräver lab-analys av svart kol. Något besvärliga beräkningar Renare arks vårmöte 2015 11
ätning och modellering P+A P+A P+A RV Jord Dual-carbon Porvatten Porgas RISK! Coal Tar P = Provtagning A = Analys på lab. J = Jämviktning på lab. = odellering Renare arks vårmöte 2015 12
Coal tar model The Raoult's Law Coal Tar sorption model: Från Arp et al. (2014) Renare arks vårmöte 2015 13
ätning och modellering P+A P+A P+A RV Jord Dual-carbon Porvatten Porgas RISK! Coal Tar PO J P = Provtagning A = Analys på lab. J = Jämviktning på lab. = odellering Renare arks vårmöte 2015 14
Passiv provtagare: PO PO = polyoxymetylen PO-metoden: a) blanda: 10 g jord + PO strip + 35 ml CaCl2 + NaN3 (biocid). b) Skaka i 28 dagar c) Extraktion av PO d) C pw = C pom / K pom där K pom = PO fördelningskoefficienten äter den fritt lösta fraktionen av C pw Renare arks vårmöte 2015 15
Log (beräknad porgashalt/uppmätt porgashalt) Naftalen Omgång 1 5 Naftalen - Wermlandskajen omg. 1 4 3 2 1 0-1 -2 RV generell RV platsspec. TOC Dual-carbon Coal tar PO Renare arks vårmöte 2015 16
edelavvikelse (log -enhet) Resultat Omgång 1 5 edelavvikelse från uppmätt halt - Wermlandskajen omg. 1 4 3 350 ggr 470 ggr 2 7 ggr 21 ggr 1 4 ggr 0 RV generell RV platsspec. TOC Dual-carbon Coal tar PO Renare arks vårmöte 2015 17
edelavvikelse (log -enhet) Resultat Omgång 2 5 edelavvikelse från uppmätt halt - Wermlandskajen omg. 2 4 12 000 ggr 16 000 ggr 3 96 ggr 430 ggr 2 67 ggr 1 0 RV generell RV platsspec. TOC Dual-carbon Coal tar PO Renare arks vårmöte 2015 18
Kvot modellera/uppmätt porgashalt Nederbördens betydelse edelkvot modellerad/uppmätt halt vs. nettonederbörd W-2 K-2 K-1 W-1 Ackumulerad nettonederbörd 14 dagar före mätning Renare arks vårmöte 2015 19
Resultat - Seriekopplade XAD2-rör Ungefär 1/5 av naftalen passerade igenom respektive XAD2-rör! Andel naftalen som adsorberas 4% 17% Rör 1 Rör 2 Rör 3 79% Renare arks vårmöte 2015 20
Slutsatser Porgasmätning Porgasmätningar är känsliga för många faktorer, bl.a: Vattenflödet i omättad zon (perkolationen) Temperaturen i marken Heterogeniteter i marken Närhet i markytan (påverkan från atmosfärsluft) ätteknik ätning bör utföras i många punkter, helst vid upprepade tillfällen. ät under torra (och varma) förhållanden! Renare arks vårmöte 2015 21
Slutsatser Coal Tar odel Beräkningen är enkel att utföra. Se även IBRACS webbsida: http://projects.swedgeo.se/ibracs/ Följande data behövs: Föroreningshalter i jord (mg/kg TS) TOC (andel) Osäkrare än PO-metoden. OBS! odellen gäller för PAH:er som är ett resultat av förbränning. Renare arks vårmöte 2015 22
Slutsatser PO Kräver jämviktning på laboratorium. Tar lite tid Ger beräknad halt i porvatten, utan att fastfashalter behöver blandas in ( genväg ). Oberoende av väderlek, årstid och på vilket djup föroreningen finns. Renare arks vårmöte 2015 23
Slutsatser Riktvärdesmodellen överskattade porgashalterna: åldringseffekter i marken betydelsen av svart kol i marken temperaturen (Henrys konstant m.m.) Det finns flera fallgropar vid mätning av PAH i porgas. Nederbörd har kraftig påverkan riskerna kan underskattas! Vid fördjupade riskbedömningar: Välj i första hand: PO-metoden. Renare arks vårmöte 2015 24
Projektet har finansierats av Karlstad kommun och Statens geotekniska institut. Tack! Renare arks vårmöte 2015 25