Jordpakken+: En kosteffektiv kildesporing af kulbrinteforurening

Traditionelt baseres vurderingen af jordforurening og –flytning i Danmark på den såkaldte jordpakke (kulbrintefraktioner, 7 PAH’er samt 4/6 tungmetaller). Disse udgør de klassiske compliance-datapunkter, som primært anvendes til klassificering af prøvernes forureningsgrad jævnfør Jordflytningsbekendtgørelsen (BEK nr. 1452).

Disse tilgængelige resultater for en sag anvendes i nogle tilfælde til vurderinger ud over deres oprindelige formål. Det kan blandt andet være ved kildesporing hvor der undervejs i et projekt viser sig at være flere potentielle forureningskilder, eller der kan opstå spørgsmål flere år senere i forbindelse med oprensning/tiltag. Selv om ”standard” jordpakke ofte bruges, så er det ikke sikkert at det er det bedst egnede sæt af data til formålet.

Det er vigtigt at have det rette beslutningsgrundlag, både med henblik på lokation/prøvetagning, parametre/information, eller ”kvalitet” (for eksempel usikkerhed indad i projektet).

Som analyselaboratorium råder vi over et meget stort datagrundlag, som kan bidrage til mere præcis kildesporing og et bedre beslutningsgrundlag. En af hovedudfordringerne er hvilke usikkerheder som skal minimeres, indad i projektet eller over tid.

Over den seneste periode har vi undersøgt, hvordan man kosteffektivt kan gøre yderligere information om analysedatapunkter tilgængelige og dermed gøre en forureningsundersøgelse mere robust. I den forbindelse har vi lanceret konceptet ”Jordpakken+”

Har du nogensinde været ude for følgende:

• Der opstår yderligere spørgsmål undervejs i et projekt? Måske flere år efter undersøgelsen fandt sted?
  • Afdækker alternative kilder
  • Flere forureninger
• Alderen på forureningen er central?
• Det er svært at afgøre med tilstrækkelig sikkerhed, hvad der er den reelle kilde?

Jordpakken + er ikke en ”silver-bullet”, som svarer på alle spørgsmål. Men det er et kosteffektivt værktøj, der i mange situationer vil være tilstrækkelig, og om ikke andet kan være til stor hjælp i at bestemme, hvilke yderligere analyser, som er hensigtsmæssige at gå videre med.

Cases

Som eksempel har en række projekter vist vigtigheden af indsamling af en referenceprøve af kilden (spildet). I mange tilfælde er det relativt enkelt at fastslå omfanget af et spild, hvis man på tidspunktet for hændelsen får indsamlet en mindre prøve fra forureningskilden for eksempel olie.

En kosteffektiv tilgang for at skabe øget indsigt

Jordpakken+ er baseret på de traditionelle jordpakkeparametre og en udvidelse af den efterfølgende databearbejdning. Der tilføjes desuden yderligere 3 parametre – forholdet mellem pristan/phytan, C17/pristan og C18/phytan - med det formål at styrke den samlede tolkning af kromatogrammet. De supplerende parametre bidrager til en mere differentieret vurdering af datagrundlaget og øger dermed robustheden i den samlede opgave.

Fokus er vurdering af forvitringsgrad (proxy for alder) og identifikation af mønstre, der kan understøtte kildesporingen og bidrage til at afgrænse forureningen fra andre kilder.

Datagrundlaget bag metoden omfatter blandt andet kulbrinteprøver indsamlet i forbindelse med en forureningsundersøgelse, eventuelt suppleret med referenceprøver af olie.

Derudover er indholdet af PAH’er udvidet fra 7PAH til 16PAH. Brugen af PAH-16 parametrene er dog ikke helt færdigudviklet. De er inkluderet, da et større antal PAH-forbindelser, som dækker over flere forskellige kilder, er almindeligt kendt internationalt. Dette giver også mulighed for at lave en udvidet vurdering baseret på den større mængde videnskabelige data som bliver tilgængeligt.

Metoden for Jordpakken+

Prøverne analyseres iht. Reflab 1 (GC-FID / forvitringsgrad) og Reflab 4 (GC-MS PAH). Det, som skiller sig ud, er håndtering og kørsel på apparat. Der er med Jordpakken+ et stort fokus på at sikre lavest mulig variation (usikkerhed) mellem prøver i samme batch og for parametrene.

Diagnostiske ratios

Diagnostic ratios (DR) er ofte det man snakker om, når man diskuterer fingeraftryk for en forurening. DR benyttes oftest i forbindelse med kulbrinteforurening, men kan også benyttes for andre forureningstyper, f.eks. chlorerede opløsningsmidler (ratio-metoden for luftprøver).

DR er når forholdet mellem to eller flere kemiske forbindelser bestemmes, som så fortæller noget om kilden til forureningen.

For at kunne benytte DR skal forbindelserne gerne være:

• Karakteristisk for kilden
• Påvist i alle relevante prøver (>LOD)
• (relativt) stabile
• Have relativt ens kemiske egenskaber (specielt mobilitet)

Ideen er at ved vurdering af ratioen fremfor en koncentration, kompenseres der for de dominerende miljøeffekter. Forstået at hvis forbindelserne i ratioen har samme mobilitet, så vil de have en stabil ratio henover forureningsfanen, selv når koncentrationen er faldende.

Jordpakke+ inkluderer 3 beregnede ratios:

• pristan/phytan
• C17/pristan
• C18/phytan

Pristan/phytan er ment som diagnostic ratio med henblik på kildebestemmelse (skal være stabil på tværs af alle prøver så længe de kommer fra samme kilde).

C17/pristan og C18/phytan er hovedsageligt med tanke på forvitringsgrad (se afsnit nedenfor), men vil også til dels kunne fungere til at identificere kilden (se kriterier, forvitringsgrad).

På sigt vil vi også tilføje DR baseret på PAH-16. Det er meget litteratur, som understøtter at forholdet mellem Fluoranthen/Pyren eller Phenanthren/Anthracen kan anvendes til at skelne imellem petrogene (olie) og pyrogene (ufuldstændig forbrændind) forureninger.,

Du kan altid kontakte os, hvis du har brug for inputs til hvilke ratios, der vil fungere bedst i din case.

Forvitringsgrad

Forvitringsgrad kan være relevant i de tilfælde, hvor du ønsker svar på om forureningen, som ses i jorden, stammer fra en gammel udledning (delvist eller helt nedbrudt olie) eller et nyt udslip (frisk olie).

Metoden bygger på princippet om at visse komponenter i jorden påvirkes forskelligt af nedbrydning over tid. Isoprenoider såsom pristan og phytan er mere modstandsdygtige overfor bionedbrydning end n-alkanerne C17 og C18. Som følge heraf vil forholdet mellem n-alkanerne og isoprenoiderne falde over tid på grund af bionedbrydning. Ligeledes vil både isoprenioder og n-alkaner påvirkes af nedbrydning i samme grad for samme type olieforurening, hvilket yderligere kan give en indikation på om forureningen stammer fra samme kilde.

Jordpakken+ rapporterer selve forholdet mellem C17/pristan og C18/phytan, men der gives også en tolkning af forvitringsgrad. Tolkningen af forvitringsgrad bliver gjort iht. et studie fra Christensen et al.

Følgende kommentarer vil fremgå på analyserapporten:

• Ikke forvitret (frisk): n-C17/pristan er større end 1 (1,0 – 1,5 empirisk)
• Delvist forvitret: n-C17/pristan < 1
• Stærkt forvitret: n-C17 er fuldstændigt nedbrudt

Christensen et. al. konkluderede i sit studie at for ”ikke forvitret”(frisk) er udledningen sket indenfor 0-12 år (±2år) og delvist nedbrudt oliespil svarer til at udledningen er sket indenfor 12-20 år (±2år). En «stærkt forvitret» prøve vil så være over 20 år, og generelt er det så nødvendigt at analysere tungere nedbrydte forbindelser hvis man ønsker yderligere information.

Nedbrydningshastigheden afhænger dog af flere faktorer såsom tilgang til næringsstoffer, vandgennemstrømning, mikrobiologien med videre. Der findes teorier om, hvordan man konceptuelt kan lave en mere nøjagtig aldersbestemmelse, men det vil kræve udvidet site-specifik viden.   

Kriterier, forvitringsgrad:
Metoden egner sig ikke til prøver med forurening under jordkvalitetskriteriet (sum THC<100 mg/kg TS). En meget høj THC koncentration vil også kunne sænke nedbrydningshastigheden. Ved 4000 mg/kg TS begynder hastigheden at falde, men selve nedbrydningen fortsætter til man er over 20000 mg/kg TS (Oudijk, 2009). Prøverne bør udtages minimum 1 meter under overfladen. Er der konstant udledning vil man ikke kunne vurdere, hvornår udledningen startede, da det friske spild vil dominere.

Vurderingsrapport og resultater

Vi kan hjælpe dig med at lave en udvidet vurdering af dataene i forbindelse med en sag. Hertil vil det også være favorabelt med mere information om sagen, herunder skitse af lokation og udtagningssteder.

Webinarer

Tilmeld dig vores nyhedsbrev