kan processbarhetsstudier förbättra åtgärdsutredningar och ... · omvandling av föroreningar...

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)


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


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…..



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



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


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


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


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

kan processbarhetsstudier förbättra åtgärdsutredningar och ... · omvandling av föroreningar...

Documents