Post on 19-Jan-2020
transcript
www.eurofins.se
Kan processbarhetsstudier förbättra
åtgärdsutredningar och valet av
behandlingsmetod?
Patrick van Hees, Docent
Affärsutveckling och Teknisk Support
2016-03-17
Title: Presentation title Document name: Powerpoint template.ppt EDR: Document owner: Author Last modified on: 09/06/2009
Outline
Processbarhet – vad är det?
Användningsområden
Åtgärdsutredning
Frågeställningar (metodval, beständighet, lines of evidence)
Tekniker
Ex på utförande
Bioremediering
ISCO fallstudie
Kemiska analyser under åtgärdsfas
Summering
2Title: Presentation title Document name: Powerpoint template.ppt EDR: Document owner: Author Last modified on: 09/06/2009
Processbarhetsstudier
Processbarhet – undersökning av lämplig åtgärdsteknik
utifrån jordens eller grundvattnets sammansättning, och
föroreningarnas egenskaper och halter. Oftast i lab-skala
men även pilot
They serve two primary purposes: 1) to aid in the selection of
the remedy, and 2) to aid in the implementation of the
Selected remedy. Treatability studies conducted during a
remedial investigation/feasibility study (RI/FS) indicate whether
a given technology can meet the expected cleanup goals for
the site and provide important information to aid in remedy
selection, whereas treatability studies conducted during
remedial design/remedial action (RD/RA) establish the design
and operating parameters necessary for optimization of
technology performance and implementation of a sound, cost-
effective remedy. (EPA/540/R-92/071a)
3Title: Presentation title Document name: Powerpoint template.ppt EDR: Document owner: Author Last modified on: 09/06/2009
Processbarhetsstudier
Eng: Treatability eller Feasibility studies
Labstudier (och pilot) av matriserna:
Mark (omättad zon)
Mark + grundvatten (mättad zon)
Grundvatten
Aeroba och anaeroba system
Föroreningar:
Organiska ämnen (klorerat, olja, PAH, explosivämnen mm)
Metaller (oftast mer fysikaliska parametrar, men även fastläggning)
Parametrar som testas varierar
Föroreningshalter
Fys/kem (pH, kond, redox etc) och näring (P, N mfl)
Tillsatsämnen (ex elektronacceptorer/donatorer, ox medel)
Mikrobiologi
4Title: Presentation title Document name: Powerpoint template.ppt EDR: Document owner: Author Last modified on: 09/06/2009
Sammanhang för EBH processen
NV5978: Att välja efterbehandlingsåtgärd
Riskreduktion (miljö/hälsa)
BAT
Engångskaraktär / minimal övervakning
Metodspecifika uppgifter
Karaktärisering av jord / fördelning av förorening
/ lakbarhet
Prioritering av åtgärder (destruktion föredras)
Åtgärdernas beständighet
Teknisk genomförbarhet
• behandlingsbarhetsförsök i laboratorie-, pilot- eller
fullskala
Kap 4.5 Åtgärdsförberedelser (NV
Kvalitetsmanual Jan 2016)
….påverka kostnaderna eller resultatet av
efterbehandlingsåtgärderna mycket. Det kan
handla om pilotförsök av en behandlingsmetod
eller en geoteknisk utredning…..
5Title: Presentation title Document name: Powerpoint template.ppt EDR: Document owner: Author Last modified on: 09/06/2009
Användningsområden
EBH Tekniker
In-situ/ex-situ och on-site/off-site metoder
• Bioremediering (ex petroleum, klorerade lösn medel, explosivämnen, PAH)
• Kemiska metoder (ex ISCO, in-situ chemical oxidation)
• Jordtvätt
MNA och ENA (”line of evidence”)
• Third line of evidence: Dokumentation av mikrobiell aktivitet
• Demonstration av nedbrytningsprocesser i lab försök
• RNA/DNA analys, plattodlingar, enzym aktivitet etc
Behandling för att minska lakning inför deponering
Test av nya EBH tekniker
Dokumentation/handledning
US-EPA 540/R-92/07
Handbuch Altlastensanierung
DECHEMA, 2008
EUGRIS
6Title: Presentation title Document name: Powerpoint template.ppt EDR: Document owner: Author Last modified on: 09/06/2009
Användningsområden
Beständighet av åtgärder (resilience/resistance) NV 5978
Förändrad markanvändning
Fluktuationer/förändring i yt- och grundvattennivåer, strömningsriktning
Förändrat pH och redoxförhållanden,
Kemisk eller fysikalisk vittring
Omvandling av föroreningar till mer eller mindre rörliga och mer eller
mindre giftiga ämnen
Förändrat klimat (temperatur)
Ekotoxicitet
Förändringar i tox nivå före och efter (koppling till åtgärdsmål)
Temporära ökningar i tox nivå under remediering
Kemisk analys av nedbrytningsprodukter
7Title: Presentation title Document name: Powerpoint template.ppt EDR: Document owner: Author Last modified on: 09/06/2009
8
Processbarhet - Bioremediering i lab test
Är mikroorganismer närvarande i provet i
tillräckligt antal (grundvatten, jord)?
Är de kemiska förhållandena fördelaktiga för
mikrobiell tillväxt (pH, redox…)?
Finns inhibitatorer för mikrobiell tillväxt
närvarande (tungmetaller…)?
Är föroreningarna tillgängliga för mikroberna?
Är tillgången på näring tillräcklig för tillväxt (N-, P-
källa)?
Behöver mikroberna substrat i tillägg för
nedbrytning av föroreningarna?
9
Bioremediering - testmetod
Bestämning av antal mikrober (odling på platta
aerob/anaerobiska)
Bestämning av mikrobiella nedbrytare (MPN-metod: se
nedan) (ex PAH, BTEX, alifater)
Microcosm batch experiment för att bestämma
mikrobiell nedbrytningskapacitet för provet
Microcosm batch experiment för stimulering av
mikrobiell nedbrytning genom addition av
näringsämnen, tensider…
Generellt bioremediering lab test protocol
jord +
grundvatten
Kemisk analys
Föroreningshalt,
Redox, TOC, CSB,
pH, näring,
tungmetaller….
Val av
batch test design
(i diskussion med
kund)
aerob/anaerobiska
förhållanden.
tid, temperatur
provtagningsintervall
Tillsats av näring
Val av kemiska
analyser
Uppställning av
försök
jord +
grundvatten +
(näring och
additiv)
Inkubering och
provtagning
(3-20 veckor
försökstid)
Test rapport
med förklaringar
Output och Resultat:
Processbarhet: y/n
Är markförhållanden
lämpliga för mikrobiell
aktivitet?
Mikrobiell nedbrytning av
förorening [%]
Nedbrytningshastighet
vs. tid
Begränsningar?
11
ISCO (in situ chemical oxidation) - case study
Bakgrund: Gammal markförorening med petroleum produkter (fd bränsledepå)
In situ metodik föredrogs pga efterföljande rekonstruktion av site
Högt karbonat innehåll (kalkjord) Alkalisk aktivering av natrium
persulfat
Frågeställningar: Reduktion av föroreningar?
Hur mycket oxidationsmedel behövs?
11
Föroreningshalt: BTEX > 1500 µg/l grundvatten
Hydrocarbons > 250 mg/kg TS in soil
Konc. oxidant: 20g/kg soil
Oxidant dosering: Dosering vid t0
Försökstid: 47 dgr
12
1. Provtagning
av borrkärna
2. Bestämning av soil
oxidant demand (SOD)
12
ISCO case study
3. Prep av mark-grundvatten suspensioner
med kontaminerat material + oxidant
4. Provtagning vid olika tidpunkter
5. Instrumentell analys av föroreningar
ISCO case study - Resultat
Dosering av oxidant i stort överskott
mot SOD
Tiden (47dgr) erfarenhetsbaserad
Reduktion var inte åtgärdsmål utan
mått vad ISCO klarade
Resultat användes för beräkning av
åtgärd i fält
13Title: Presentation title Document name: Powerpoint template.ppt EDR: Document owner: Author Last modified on: 09/06/2009
Eurofins Environment Testing Sweden AB
Kemisk analys under åtgärd: Anaerob
bionedbrytning av klorerade lösningsmedel
pH 5-9 (optimalt 6-8)
Redox, konduktivitet, temperatur
Primära klorerade lösningsmedel
Nebrytningsprodukter (ex. VC, eten, etan)
O2 (<0.5 mg/l); CO2
TOC/DOC (>20-50 mg/l)
Andra organiska föroreningar, BTEX och olja (elektrondonator)
VFA (som mått på tillgång på fermenterat el tillsatt substrat, >10-20 mg/l)
Oorganiska joner
Sulfat (<20 mg/l), sulfid
Nitrat (<1 mg/l), nitrit
Klorid
Mn
Fe (II/III)
Metan (metanogenes; >1 mg/l)
NV, Rapport 5663, 2007Clu-in.org, US-EPA
Processbarhet – Fördelar och begränsningar
Fördelar:
Mer väl underbyggda åtgärdsutredningar inkl teknikval
• Mer optimal metod vs åtgärdsmål
• Spara tid och pengar genom att undvika misstag
Problemägare, utredare (miljökonsult), tillsynsmyndighet, teknik
suppliers (behandlare) får alla ett mer objektivt underlag
Möjlighet att testa toxicitetsförändringar, nedbrytningsprodukter och
mobilitet
Möjlighet till att simulera olika miljöändringar för att undersöka
metodens beständighet
Begränsningar
Tid – försök med bioremediering totalt upp till 3-4 mån
Måste utföras i projektform helst med flera parter involverade
Kostnad i mindre projekt
Labförsök vs. fält
Andra begränsningar är styrande för åtgärdsmetod
15Title: Presentation title Document name: Powerpoint template.ppt EDR: Document owner: Author Last modified on: 09/06/2009
16Document name: File name: EDR: Document owner: Last modified on:
Tack för att ni lyssnade!
Välkommen att kontakta mig!
Tack till Dr Thomas Günther och
Alexander de Roy vid Eurofins Umwelt
Ost, Jena, DE