Einflussfaktoren für Konzentrationsänderungen von ...
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Umwelttechnik und Technik für die Energiehaushaltung
Einflussfaktoren für Konzentrationsänderungen von
Tetrachlorethen in der Porenluft eines Betriebsstandorts
_________Projekt TEMPAIR
Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
Sylvie Traverse, BURGEAP, Frankreich, Lyon, [email protected] Chastanet und Lisa Dorffer, BURGEAP
Kofinanziertes F+E-Projekt (2014–2016)
29. Fachtagung ChloroNet, 24. November 2016
Herausforderung der Luftqualität in InnenräumenAuswirkungen von Bodenbelastungen auf LuftqualitätUmgang mit belasteten Standorten
Konzentrationsmessungen in der PorenluftWelche räumliche und zeitliche Repräsentativität?
Bezug zwischen Konzentrationsänderungen und Einflussfaktoren (Wind, Temperatur, Luftdruck, Regen, Grundwasserspiegel …)Ansatz Messungen und Modellierung eines Betriebsstandorts
1. Ausgangslage und Ziele
ChloroNet 9. Fachtagung 7 S. Traverse
24. November 2016 9. Fachtagung ChloroNet 1/8
3Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
2. Material und Methode (1)Standort, Gebäude und Ausrüstungen
Überwachung von Regen, NS und Sw
Grundwasserfluss
KapazitiveMesssonde
Wetterstation auf dem Dach
ADES-Piezometer, ständig überwacht auf 200 m
Pza5–8
Pza39–42Pza20–24
Pza18–19
Pza12–13
Pza2
Pza3–40 5 10 15 m
• PCE-Herd in der ungesättigten Zone• Grundwasser in 5 m Tiefe• 19 überwachte Luftsonden (Tiefe 0,3–3,7 m)
Aufschüt
tungen
Lehm
Sand
Lehm
4Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
2. Material und Methode (2)Überwachung der Variablen 13 Messkampagnen
zwischen Juni 2014 und August 2015
• Wetterparameter (Wind, Temperatur, relativeFeuchtigkeit, Luftdruck)
• Tägliche Regenmenge (und Evapotranspiration)• Grundwasserstand und Wassersättigung der Böden
ChloroNet 9. Fachtagung 7 S. Traverse
24. November 2016 9. Fachtagung ChloroNet 2/8
5Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
y = 1,0984xR² = 0,9521
y = 0,7962xR² = 0,957
0
250
500
750
1000
1250
1500
0 250 500 750 1000 1250 1500
Concen
trationPC
E(m
g/m3)
mesure
surC
harbon
actif
Concentration eqPCE (mg/m3) mesure au PID
2. Material und Methode (3)Messungen mithilfe eines PID (Photoionisationsdetektor)
21 Vergleichsmessungen für verschiedene PeriodenPID vs Akkumulation auf Aktivkohle + GC-MS-Analyse • Gute Korrelation: r² > 0,95• CPID > CCA um durchschnittlich 20 %
6
Nichtstationäre Modellierung• Digitales Modell eines vertikalen 2-D-Schnitts (SIMUSCOPP)• Ein Übergangsjahr für die Modellierung (April 2014–Mai 2015)
Schematische Darstellung und Randbedingungen
Ausgeübte Last
Nullfluss
KonstanterWind
(Verdünnung)
Luftdruck + Regen variabel
• Zwei getestete Hypothesen zu den PlattenKPlatte+: 2,0-12 m² «normale Qualität»KPlatte-: 2,10-16 m² «sehr gut» gemäss Bakker et al. (2008)
2. Material und Methode (4)
Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
ChloroNet 9. Fachtagung 7 S. Traverse
24. November 2016 9. Fachtagung ChloroNet 3/8
7Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
0
5
10
15
20
01/06/14
01/07/14
01/08/14
31/08/14
01/10/14
31/10/14
01/12/14
31/12/14
31/01/15
02/03/15
02/04/15
02/05/15
02/06/15
02/07/15
02/08/15
01/09/15
02/10/15
Tempé
rature
(°C)
GdS profondeur 1 m
GdS profondeur 1,4 m
GdS profondeur 0.4m
GdS 0.4 reconstitué
GdS 1 m reconstitué
GdS 1.4 m reconstitué
T atmo moyenne mensuelle
T atmo station MeteoFrance
0,060
0,065
0,070
0,075
0,080
0,085
0,090
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Coefficient
dediffu
sionda
nsl'air(cm²/s)
Pression
deVa
peur
Saturante(kPa
)
Température du gaz (°C)
Pvap [kPa] Yaws (1999) PCE
Dg [cm2/s] Fuller et al. (1965 1969) PCE
• DTAtmosphäre: -4 bis 39 °C• DTPL-0,4m: 3 bis 23 °C • DTPL-1,4m: 2 bis 20 °C
Sättigungsdampfdruckund Diffusionskoeffizient
• DCPCESättigung: 43 bis 144 g/m3
(+230 %)
• DDgPCE: 0,065 bis 0,074 cm²/s(+14 %)
Gemessene Schwankungen30
25
3. Einfluss der Temperatur (1)
8Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
3. Einfluss der Temperatur (2)Interpretation der Messungen
Sowohl innen als aussen• Aufschüttungen und Lehm
mit hohem r²>0 signifikant
ChloroNet 9. Fachtagung 7 S. Traverse
24. November 2016 9. Fachtagung ChloroNet 4/8
9Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
4. Einfluss des WindesInterpretation der Messungen
• Im Sand: keine Korrelation • In den Aufschüttungen: positive Korrelation (starke Streuung und r² nicht immer signifikant)
Bezug zum Luftdruck
0,950
0,960
0,970
0,980
0,990
1,000
1,010
0 0,5 1 1,5
PAtmo(Atm
osph
ère)
vent (m/s) • Korrelation Druck und CPLmöglich, aber nicht signifikant
10Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
6. Einfluss des Regens (1)Theoretischer Einfluss
KPlatte – (2,10-16 m²) KPlatte+ (2,10-12 m²)
ChloroNet 9. Fachtagung 7 S. Traverse
24. November 2016 9. Fachtagung ChloroNet 5/8
11Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
6. Einfluss des Regens (2)Interpretation der MessungenSignifikante Korrelation Regen und CPL
• Kurzfristig gegenteiliger Effekt: deutlich sichtbar in den Aufschüttungen und an gewissen Stellen im Lehm
• Möglicherweise längerfristig positiver Effekt im Sand
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
1 10 100 1000 10000
Profon
deur
demesure(m
)
Concentration (mg/m3 en PCEeq)
Quadruplet intérieur pza5 8Dépendance à la pluie (PU 7 j)
05/07/2013
23/07/2013
16/05/2014
25/06/2014
18/08/2014
29/09/2014
28/10/2014
20/11/2014
04/12/2014
29/01/2015
04/03/2015
23/04/2015
12/05/2015
09/06/2015
04/08/2015
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
1 10 100 1000 10000 100000
Profon
deur
demesure(m
)
Concentration (mg/m3 en PCEeq)
Quadruplet intérieur pza39 42Dépendance à la pluie (PU 7 j)
23/07/2013
16/05/2014
25/06/2014
18/08/2014
29/09/2014
28/10/2014
20/11/2014
04/12/2014
29/01/2015
04/03/2015
23/04/2015
12/05/2015
09/06/2015
04/08/2015
PU(7T) : grün =0 gelb <5 mm rot: 10<<21 mm
12Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
7. Einfluss der GrundwasserspiegelschwankungenInterpretation der Messungen• Keine deutlich sichtbare Korrelation (verborgene Effekte) • Insgesamt positive, jedoch schwache Korrelationsfaktoren
(zwischen Tiefe und Konz.)
Theoretischer Einfluss (KPlatte-)
ChloroNet 9. Fachtagung 7 S. Traverse
24. November 2016 9. Fachtagung ChloroNet 6/8
Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016 13
8. Bilanz der Schwankungen über ein JahrMessungen
Theorie (KPlatte-), ohne Einfluss Wind und Temperatur Ausserhalb der Platte auf 10 m Unter der Platte auf 10 m
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
1 10 100 1000 10000
Quadruplet intérieur pza5 8
23/07/2013
16/05/2014
25/06/2014
18/08/2014
29/09/2014
28/10/2014
20/11/2014
04/12/2014
29/01/2015
04/03/2015
23/04/2015
12/05/2015
09/06/2015
04/08/2015
100 1000 10000
Quadruplet extérieur pza39 à 42
10 100 1000 10000 100000
Quadruplet intérieur pza20 24
Au fsc
hüt
tun g
Lehm
Sand
Amplitude der Schwankungen • im Lehm: Faktor 6 bis 300• im Sand: Faktor 18 bis 190 • und in den Aufschüttungen: Faktor 11
bis 25
14Projekt TEMPAIR – ChloroNet, 24. November 2016
9. Schlussfolgerungen und AusblickSchlussfolgerungen
Es gibt Korrelationen zwischen Konzentrationen im Bodengas und den hydro-meteorologischen VariablenEs ist allerdings festzuhalten, dass die Auswirkungen der Schwankungen
Räumlich gesehen vom Beobachtungspunkt abhängen Von Herd, Gestein, Gebäude … abhängen1 bis 2 Grössenordnungen erreichen können
Folglich muss für die Charakterisierung das System verstanden werden und es sind mehrere Messkampagnen durchzuführen
AusblickModellierung von Musterfällen, um bei der Interpretation der Diagnosen Hand zu bieten
ChloroNet 9. Fachtagung 7 S. Traverse
24. November 2016 9. Fachtagung ChloroNet 7/8
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Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Sylvie Traverse [email protected]
ChloroNet 9. Fachtagung 7 S. Traverse
24. November 2016 9. Fachtagung ChloroNet 8/8