Uitdampingrisicos
S.Picone, J.Valstar
Inhoud •
Conceptueel model
•
Onderzoeksvragen en -opzet
•
STOMP vs VOLASOIL
•
Locaties in Utrecht
•
Model resultaten
•
Conclusies
•
Implicaties voor gebiedsgerichte aanpak
Utrecht, 19-9-2012
Conceptueel model Wat? •Vluchtige stoffen
•Carcinogeen TCE, VC •TLC << geurdrempel Hoe? •Gas diffusie in onverzadige zone vanuit pluim of DNAPL
•Concentratie gradient
Utrecht, 19-9-2012
Onderzoeksvragen
1) Zijn er potentiele uitdampingrisico’s?
2) Welke invloed heeft afbraak op de potentiele risico’s?
3) Welke invloed heeft WKO op de potentiele risico’s?
Utrecht, 19-9-2012
Methode
1) Selectie van locaties waar potentiele uitdampingrisico’s ontstaan gebaseerd op: • ondiepe verontreiniging • hoge concentraties • beschikbaarheid van data 2) Modellering met STOMP 3) Monitoren 4) Model valideren met bodemlucht/binnenlucht metingen
Utrecht, 19-9-2012
STOMP vs VOLASOIL STOMP
SANSCRIT (VOLASOIL)
Numeric
Analytic
1D to 3D
1D
Diffusie in gas en vloeistof fase Advectie
Diffusie in gas fase + advectie Input: Pluim concentratie onderkant onverzadigde zone
Variabele bodemvochtgehalte Lagen met verschillende bodem typen Anaerobe en aerobe afbraak
Geen afbraak
Utrecht, 19-9-2012
Conceptueel model STOMP 2D model
Flux in = C in*Q C in= 0
Flux out = Flux bodem = C kruipruimte*Q Q kruipruimte ventilatie
PCE
Referentie 0.8 h-1 Q = m3/m3*h-1
PCE TCE DCE VC ethene
Utrecht, 19-9-2012
Processen
• • • • •
Diffusie gas en vloeistof fase Advectie Sorptie Anaerobe/aerobe afbraak afhankelijk van O2 Afbraak van organisch materiaal
Reductieve dechlorering Opgelost O2 (mg/L)
Aerobe afbraak
0.2
1
8
Utrecht, 19-9-2012
Locatie 1:Amsterdamsestraatweg
kern PCE
Grondwater stroom
Utrecht, 19-9-2012
Amsterdamsestraatweg klei 1- 8 m zand pluim DNAPL pool
Grondwater : 0.8 – 1.2 m mv
Deklaag
Eerste watervoerend pakket
Utrecht, 19-9-2012
Amsterdamsestraatweg – bodem AFREA 1
AFREA 2
AF 2.1
AF 1.1
AFREA 3
Utrecht, 19-9-2012
Amsterdamsestraatweg grondwater AFREA 1.1 AFREA 1.2 AFREA 1.3 AFREA 2.1 AFREA 2.2 AFREA 2.3 AFREA 3.1 AFREA 3.2 AFREA 3.3 AF1
AF2
AF3
Depth (m) PCE 1,3 <0,10 1,8 15 2,3 <0,10 1,0 6,1 1,5 2,4 2,0 <0,10 1,3 0,11 1,8 6,9 2,3 <0,10 6-10 14-16 18-20 6-10 14-16 18-20 6-10
<0,10 <0,10 <0,10 16.000 31 16 <0,10
Utrecht, 19-9-2012
TCE <0,10 12 <0,10 1,4 1,5 <0,10 <0,10 1,6 <0,10 <0,10 <0,10 <0,10 5.100 11 1,4 <0,10
DCE 1,2 14 0,89 0,74 0,9 1 1 20 600 5,6 6,7 0,57 29.000 19 3 0,14
VC 16 14 20 0,39 0,25 2,2 <0,10 10 2000 7 21 27 1.700 6,7 17 1,1
Relevante aspecten • dominante verontreiniging: VC • onzekerheid kern positie • Binnenlucht (april 2012): PCE 1.1
Utrecht, 19-9-2012
Nachtegaalstraat
kern
Utrecht, 19-9-2012
Nachtegaalstraat klei 1- 8 m zand pluim DNAPL pool
Deklaag
Groundwater 1.4- 2 m -mv
Eerste watervoerend pakket
Utrecht, 19-9-2012
Nachtegaalstraat - bodem NFREA 3
NF 1.1
NF 2.1
NFREA 2
NFREA 1
Utrecht, 19-9-2012
Nachtegaalstraat - grondwater NFREA1.1 NFREA 1.2 NFREA 1.3 NFREA 2.1 NFREA 2.2 NFREA 2.3 NFREA 3.1 NFREA 3.2 NFREA 3.3 NF 1
NF 2
NF 3
Depth (m) PCE 1,8 79 2,1 370 2,8 660 1,8 930 2,1 460 2,8 3800 1,8 <0,10 2,1 21 2,8 0,2 5-8 9-11 13-15 5-8 9-11 13-15 5-8 9-11 13-15
440 1,4 0,13 46 74 0,5 20 2,2 0,42 Utrecht, 19-9-2012
TCE 13 45 210 290 78 310 0,12 17 1,2
DCE 20 61 270 1700 350 820 0,79 320 490
110 0,36 0,13 16 11 <0,10 4,1 1,2 0,14
280 47 4,6 110 17 0,61 150 230 4,7
VC 0,42 0,18 2 65 2,7 1,6 0,2 5,3 370 11 83 8 54 33 15 51 380 96
Aerobe afbraak testen • VC en 1,2-cis DCE • Onverzadige bodem uit Amsterdamsestraatweg/Nachtegaalstraat VC 250
N1 1a
Cis DCE
A1 VC 1a
uMol VC
200
sterile
150
100
50
0 0
10
20
30
40
50
days
days
Utrecht, 19-9-2012
Referentie Scenario
Bodem = zand Gw = -3.5 m bgl Constante PCE bron 10 mg/L
PCE 10 mg/L
Anaerobe afbraak PCE-TCE 0.01 d-1 TCE-DCE 0.003 d-1 DCE-VC 0.002 d-1 VC-etheen 0.003 d-1
GW stroom
Gw snelheid= 2 m/jaar
Utrecht, 19-9-2012
Referentie Scenario Initiele conditie Opgelost PCE
Opgelost zuurstof
Utrecht, 19-9-2012
Na 30 jaar
Utrecht, 19-9-2012
Fluxen Referentie Scenario
% flux in vergelijking tot referentie
C kruipruimte µg m-3
TLC µg m-3
PCE
100%
39
250
TCE
100%
1.3
200
1,2- cis DCE
100%
0.02
30
VC
100%
1.14x10-3
3.6
Utrecht, 19-9-2012
Scenarios 1) Bron 50 cm onder gw niveau
2) Bron in onverzadigde zone
3) Kleilaag op gw niveau
4) Kleilaag in onverzadigde zone
Utrecht, 19-9-2012
5) Aerobe VC afbraak
Scenario 1
Bron 50 cm onder grondwater niveau
% of flux in vergelijking tot referentie
C kruipruimte TLC µg m-3 µg m-3
PCE
4.13x10-10%
1.62x10-10
250
TCE
1.41x10-9%
1.88x10-11
200
1,2- cis DCE
3.77x10-4%
7.81x10-8
30
VC
5.96x10-4%
3.94x10-9
3.6
Utrecht, 19-9-2012
Scenario 2
Bron in onverzadigde zone
% of flux in vergelijking tot referentie
C kruipruimte µg m-3
TLC µg m-3
PCE
780%
306
250
TCE
1.12%
0.01
200
1,2- cis DCE
1.05%
2.17x10-4
30
VC
0.38%
2.5x10-6
3.6
Utrecht, 19-9-2012
Scenario 3
Kleilaag op grondwater niveau
% of flux in vergelijking tot referentie
C kruipruimte µg m-3
TLC µg m-3
PCE
63%
27
250
TCE
5.9%
3.41
200
1,2- cis DCE
0.2%
0.24
30
VC
0.42%
0.08
3.6
Utrecht, 19-9-2012
Scenario 4
Kleilaag in onverzadigde zone
% of flux in vergelijking tot referentie
C kruipruimte TLC µg m-3 µg m-3
PCE
85%
33
250
TCE
72%
0.96
200
1,2- cis DCE
77%
0.02
30
VC
69%
7.9x10-4
3.6
Utrecht, 19-9-2012
Scenario 5
aerobe VC afbraak 0.04 d-1
% of flux in vergelijking tot referentie
C kruipruimte µg m-3
TLC µg m-3
VC
11%
1.37x10-4
3.6
Utrecht, 19-9-2012
Bron 50 cm onder grondwater niveau
Bron in onverzadigde zone
Kleilaag op grondwater niveau
Kleilaag in onverzadigde zone
Aerobe VC afbraak
PCE
4.13x10-10%
780%
63%
85%
100%
TCE
1.41x10-9%
1.12%
5.9%
72%
100%
DCE
3.77x10-4%
1.05%
0.2%
77%
100%
VC
5.96x10-4%
0.38%
0.42%
69%
11%
Utrecht, 19-9-2012
Bodemlucht concentraties uit model Referentie scenario
Utrecht, 19-9-2012
Monitoring plan bodem- en binnenlucht
Binnenlucht bemonstering: canisters/tedlar bags Bodemlucht 4 bodemlucht metingen op 3 locaties Zo dicht mogelijk bij bebouwing Bemonstering: Canisters, Low flow sampling, Monitoring O2 en CO2 concentraties
Drie metingen in ondiep grondwater
Utrecht, 19-9-2012
Conclusies
• Beschermende functie van laag met schoon grondwater Meerdere ordes reductie in flux • Ondiep grondwater metingen zijn nodig om risico’s correct te voorspellen • Rol van aerobe afbraak is significant: 90% flux reductie bij VC • Kleilaag: 40%- 15% flux reductie
Utrecht, 19-9-2012
Implicaties voor gebiedsgerichte aanpak • Gw stromingsmodel dient aan te geven waar verontreiniging nabij grondwater niveau komt; Mogelijkheid om dit aan te tonen in een aantal monitoring locatie voor ondiep grondwater • VC afbraak aangetoond in lab experimenten; Model geeft voorspelling voor 90% reductie of the fluxen, DNA analyse kunnen information geven of deze aerobe VC afbrekende bacteriën wijdverspreid zijn.
Utrecht, 19-9-2012
