Nedbrydning af 1,1,1-TCA ved stimuleret ... - er.dtu.dk · 4.2.5 Sammenfatning og diskussion af...

Nedbrydning af 1,1,1-TCA ved stimuleret reduktiv dechloreringTreatability-forsg for lokaliteterne: Baldersbkvej, Hje Taastrup Vej og Vasbyvej

Mette M. Broholm, Charlotte Scheutz og Poul L. BjergDTU Milj

Nedbrydning af 1,1,1-TCA ved stimuleret reduktiv dechlorering

Treatability-forsg for lokaliteterne: Baldersbkvej, Hje Taastrup Vej og Vasbyvej.

Et samarbejdsprojekt mellem DTU Milj og Region Hovedstaden

Udarbejdet af:Lektor Mette M. BroholmLektor Charlotte ScheutzProfessor Poul L. Bjerg

DTU Milj Marts 2009

Nedbrydning af 1,1,1-TCA ved stimuleret reduktiv dechlorering

Treatability-forsg for lokaliteterne: Baldersbkvej, Hje Taastrup Vej og Vasbyvej.

Forfattere: Mette M. Broholm, Charlotte Scheutz og Poul L. BjergFont: GaramondGrafik: Forfatterne, Birthe Brejl og Torben DolinOmslag: Lisbet Brusendorff

ISBN 978-87-91855-61-0 DTU MiljInstitut for Vand og MiljteknologiDanmarks Tekniske UniversitetMiljvej, B113, DK-2800 Kgs. LyngbyTlf: (+45) 45251600Fax: (+45) 45932850 Publikationen kan downloades p: [email protected]

Indhold

INDHOLD 1

FORORD 3

SAMMENFATNING OG ANBEFALINGER 5

1 INDLEDNING OG FORML 9 1.1 Baggrund 9 1.2 Forml 9 1.3 Nedbrydning af 1,1,1-TCA 10

2 LOKALITETERNE 11 2.1 Baldersbkvej 11

2.1.1 Historik 11 2.1.2 Geologi 11 2.1.3 Redoxforhold 11 2.1.4 Forureningsudbredelse og -sammenstning 11

2.2 Hje Taastrup Vej 14 2.2.1 Historik 14 2.2.2 Geologi 15 2.2.3 Redoxforhold 15 2.2.4 Forureningsudbredelse og -sammenstning 15

2.3 Vasbyvej 17 2.3.1 Historik 17 2.3.2 Geologi 17 2.3.3 Redoxforhold 17 2.3.4 Forureningsudbredelse og -sammenstning 17 2.3.5 Dokumentation af nedbrydning ved isotopfraktionering 20

2.4 Specifikke nedbrydere 21

3 EKSPERIMENTELT 23 3.1 Udtagelse af kerneprver og grundvand 23 3.2 Opstning af anaerobe flaskeforsg 23

3.2.1 Materiale og grundvand 24 3.2.2 Tilstning af stoffer 24 3.2.3 Stimulering og bioaugmentering 24

3.3 Monitering 27 3.3.1 Frekvens og parametre 27 3.3.2 Prvetagning og analyser 27

4 RESULTATER 29 4.1 Baldersbkvej 29

4.1.1 Omstning af donor 29 4.1.2 Udvikling i redoxforhold 29 4.1.3 Nedbrydning af chlorerede ethaner 30 4.1.4 Nedbrydning af chlorerede ethener 33

1

4.1.5 Sammenfatning og diskussion af resultater for Baldersbkvej 35 4.2 Hje Taastrup Vej 36

4.2.1 Omstning af donor 36 4.2.2 Udvikling i redoxforhold 37 4.2.3 Nedbrydning af chlorerede ethaner 37 4.2.4 Nedbrydning af chlorerede ethener 38 4.2.5 Sammenfatning og diskussion af resultater for Hje Taastrup Vej 40

4.3 Vasbyvej 41 4.3.1 Omstning af donor 41 4.3.2 Udvikling i redoxforhold 42 4.3.3 Nedbrydning af chlorerede ethaner 43 4.3.4 Nedbrydning af chlorerede ethener 46 4.3.5 Isotopfraktionering 49 4.3.6 Specifikke nedbrydere 51 4.3.7 Sammenfatning og diskussion af resultater for Vadsbyvej 53

5 DISKUSSION 57

6 KONKLUSIONER OG ANBEFALINGER 63

7 REFERENCELISTE 67 BILAG

1 BALDERSBKVEJ

1.1 Donor, fermentering

1.2 Redoxudvikling

1.3 Nedbrydning af chlorerede ethaner

1.4 Nedbrydning af chlorerede ethener

2 HJE TAASTRUP VEJ


2.2 Redoxudvikling



3 VASBYVEJ


3.2 Redoxudvikling



3.5 Isotopfraktionering

3.6 Specifikke nedbrydere

2

Forord

I Danmark er der de seneste r gennemfrt pilotforsg med stimuleret reduktiv dech-lorering p flere lokaliteter i Region Hovedstaden og Region Syddanmark. Stimuleret reduktiv dechlorering har dog primrt vret anvendt til oprensning af lokaliteter foru-renet med chlorerede ethener; primrt perchlorethen (PCE) og trichlorethen (TCE). Der er sledes kun f erfaringer med in situ oprensning af 1,1,1-trichlorethan (1,1,1-TCA) ved anvendelse af reduktiv dechlorering. I USA er der for nylig igangsat en rk-ke feltforsg med oprensning af 1,1,1-TCA, det er dog endnu sparsomt med resultater herfra. I Danmark er reduktiv dechlorering endnu ikke afprvet i forhold til 1,1,1-TCA. 1,1,1-TCA er en hyppigt forekommende forureningskomponent p lokaliteter med tidligere industriel aktivitet. 1,1,1-TCA ses ofte i kombination med andre chlorerede oplsningsmidler som f.eks. PCE og TCE. Sammenlignet med andre chlorerede stof-fer som f.eks. PCE og TCE er nedbrydningen af 1,1,1-TCA mere kompleks, idet ikke kun biologisk men ogs abiotisk nedbrydning spiller en vigtig rolle. Ved nedbrydning af 1,1,1-TCA ses ofte akkumulering af 1,1-dichlorethan (1,1-DCA) og/eller chlorethan (CA), hvilket er problematisk, da disse stoffer begge er sundhedsskadelige. Der er der-for en interesse fra svel myndigheder, forskningsinstitutioner og rdgivere for dels at ge det generelle vidensniveau omkring nedbrydningen af 1,1,1-TCA og dels f afpr-vet reduktiv dechlorering som afvrgeteknologi p danske lokaliteter forurenet med 1,1,1-TCA. Der er i 2006 gennemfrt en opsamling af den eksisterende viden om nedbrydning af 1,1,1-TCA med srlig fokus p anaerob dechlorering (Scheutz et al., 2006). Endvidere er indsamlet erfaringer med in situ oprensning af 1,1,1-TCA ved hjlp af reduktiv dechlorering. I nrvrende projekt nskes det biologiske potentiale for at anvende stimuleret reduktiv dechlorering som afvrgeteknologi p tre danske lokaliteter foru-renet med 1,1,1-TCA undersgt. Projektet indbefatter udfrsel af laboratorieforsg med sediment og grundvand tilsat 1,1,1-TCA, donor, bakterier og chlorerede ethener. Rapporten er udfrt som en del af et samarbejdsprojekt om mikrobielle oprensnings-metoder mellem DTU Milj p Danmarks Tekniske Universitet og Region Hovedsta-den. Projektgruppen har bestet af: Mette M. Broholm, DTU Milj, Danmarks Tekniske Universitet

Charlotte Scheutz, DTU Milj, Danmarks Tekniske Universitet

Poul L. Bjerg, DTU Milj, Danmarks Tekniske Universitet

Henriette Kerrn-Jespersen, Region Hovedstaden

Carsten Bagge Jensen, Region Hovedstaden

Jens S. Srensen, Mona Refstrup, Karina B. Henriksen og Erik Lange, DTU Milj, har forestet/bidraget til prvetagning af materialer, samt opstning og monitering af forsgene, herunder analyse af prverne. Isotopanalyser er udfrt af Daniel Hunkeler, University of Neuchatel. Analyser for specifikke bakterier er udfrt af SiREM, Canada. Neal Durant, Geosyntec, U.S.A., og Phil Dennis,

3

SiREM, Canada, har bidraget til diskussion af specifikke bakterier og nedbrydning. Birthe Brejl og Torben Dolin, DTU Milj, har bistet med udarbejdelse af figurer.

4

Sammenfatning og anbefalinger

Denne rapport omhandler treatability-forsg for nedbrydning af 1,1,1-trichlorethan (1,1,1-TCA) ved stimuleret reduktiv dechlorering for lokaliteterne Baldersbkvej, H-je Taastrup Vej og Vasbyvej i Region Hovedstaden. Forsgene var anbefalet i et for-udgende litteraturstudie af Scheutz et al. (2006), hvor nedbrydningsveje for 1,1,1-TCA og udenlandske erfaringer med stimuleret reduktiv dechlorering for 1,1,1-TCA er gennemget. Lokaliteter P Hje Taastrup Vej er overvejende konstateret forurening med 1,1,1-TCA, mens der p Balderbkvej og Vasbyvej er tale om blandingsforureninger af 1,1,1-TCA og PCE og/eller TCE. Kildeomrderne trffes p alle 3 lokaliteter i morneler. P de 2 sidstnvnte er forureningsfanerne spredt i sekundre magasiner i indlejrede sandlag. Naturlig nedbrydning Forholdene i kildeomrdet p Hje Taastrup Vej er aerobe til nitratreducerende; og udover 1,1,1-TCA bestr forureningen primrt af det abiotiske nedbrydningsprodukt 1,1-DCE. Forholdene i kildeomrdet p Vasbyvej og den del af kildeomrdet p Bal-dersbkvej, hvor 1,1,1-TCA trffes, er mere reducerede (jern- til sulfatreducerende); og p begge lokaliteter er 1,1-DCA, det biotiske nedbrydningsprodukt fra 1,1,1-TCA, dominerende. P Vasbyvej trffes de biotiske nedbrydningsprodukter CA fra 1,1,1-TCA samt cis-DCE og VC fra PCE og TCE tillige. Forholdene i det sekundre grundvandsmagasin er p begge lokaliteter jernreducerende; og 1,1-DCA dominerer de chlorerede ethaner. Specifikke nedbrydere for chlorerede ethaner, Dehalobacter (Dhb), trffes i strre antal end formodet baggrundsniveau i kildeomrderne p Vas-byvej og Baldersbkvej. Specifikke nedbrydere for chlorerede ethener (Dhc) med ge-net for nedbrydning af VC (Vcr) trffes i kildeomrdet p Vasbyvej og er detekteret i kildeomrdet p Hje Taastrup Vej. Treatability-forsg Treatability-forsgene har omfattet abiotiske kontroller (autoklaverede), biotiske kon-troller, stimulerede flasker (tilsat laktat) og bioaugmenterede flasker (tilsat laktat og bakteriekulturerne KB1 og ACTIII med specifikke bakterier for nedbrydning af chlo-rerede ethener hhv. chlorerede ethaner). P Baldersbkvej og Vasbyvej er opsat for-sg med materiale fra bde kildeomrdet (morneler og grundvand) og fra fanen i det sekundre magasin (sand og grundvand), mens der p Hje Taastrupvej alene er opsat forsg med materiale fra kildeomrdet. Foruden forsg tilsat 1,1,1-TCA (alle lokalite-ter, kildeomrder og faner) er opsat forsg med bde 1,1,1-TCA og PCE eller TCE, TCE alene, 1,1-DCE og CA for udvalgte lokaliteter/omrder. Treatabilityforsgene er moniteret med aftagende frekvens over en periode p 295 dage for Baldersbkvej og Hje Taastrup Vej og 259 dage for Vasbyvej. Omstning af donor og redoxforhold I alle treatability-forsgene tilsat donor i form af laktat sker fermentering og udvikling i redoxforhold for alle tre lokaliteter omtrent som forventet. Videre omstning af fermenteringsprodukter fra donor samt dannelse af methan inhiberes dog tilsynela-dende ved tilstedevrelse af 1,1,1-TCA. 1,1,1-TCA nedbrydning 1,1,1-TCA nedbrydes langsomt i forsg for alle 3 lokaliteter. Der ses tegn p nedbryd-ning af 1,1,1-TCA i svel enkelte abiotiske kontroller (om end svage) som biotiske fla-

5

sker (biotiske kontroller, stimulerede flasker og bioaugmenterede flasker). I flasker, hvor 1,1,1-TCA er tilsat, er det kun for biotiske flasker reprsenterende kildeomrdet p Baldersbkvej, at nedbrydningen af 1,1,1-TCA var komplet efter forsgstiden p ca. 9-10 mdr. (259-295 dage). Startkoncentrationen af 1,1,1-TCA i disse flasker var lavere end i flasker reprsenterende kildeomrderne p de andre lokaliteter tilsat 1,1,1-TCA, og de vandige koncentrationer aftog indledende som flge af sorption til sedi-mentet. Nedbrydningen af 1,1,1-TCA resulterede tilsyneladende ikke i (eller ikke alene i) dan-nelse af 1,1-DCA (eller CA) fr strkt reducerende forhold (sulfatreducerende methanogene) var opnet i flaskerne. Nedbrydningen af 1,1,1-TCA i flasker reprsen-terende kildeomrde og fane p Vasbyvej er dokumenteret ved isotopfraktionering. Det er muligt, at en del af nedbrydningen af 1,1,1-TCA skete ved abiotisk hydrolyse til acetat. Stimulering og bioaugmentering havde ingen vsentlig effekt p nedbrydningen af 1,1,1-TCA for kildeomrderne p Baldersbkvej og Vasbyvej, hvorimod stimulering tilsyneladende var ndvendig for kildeomrdet p Hje Taastrup Vej og fanerne p Baldersbkvej og Vasbyvej. I stimulerede og bioaugmenterede flasker reprsenterende kildeomrdet p Vasbyvej, som ikke var tilsat 1,1,1-TCA men alene TCE, og som havde et startindhold af 1,1,1-TCA fra sedimentet, observeredes hurtigere og komplet nedbrydning af 1,1,1-TCA indenfor ca. 1 mdr. Et hjt startindhold af 1,1-DCA i disse gr det ikke muligt at se, om 1,1,1-TCA blev nedbrudt til 1,1-DCA. Der var ikke opsat biotiske kontroller alene tilsat TCE. 1,1-DCA nedbrydning Nedbrydning af 1,1-DCA til CA er alene set i flasker, som ikke var tilsat 1,1,1-TCA, og alene i bioaugmenterede flasker reprsenterende kildeomrdet p Vasbyvej, stimu-lerede flasker reprsenterende fanen p Vasbyvej, og i ene dublet af bioaugmenterede flasker reprsenterende kildeomrdet p Hje Taastrup Vej. Isotopfraktionering do-kumenterede nedbrydningen af 1,1-DCA i en flaske reprsenterende kildeomrdet p Vasbyvej og indikerede, at der tillige var begyndende nedbrydning af 1,1-DCA i den bioaugmenterede flaske fra fanen. Der er frst observeret nedbrydning af 1,1-DCA efter (omtrent) komplet nedbrydning (eller fravr) af 1,1,1-TCA, og nedbrydningen ses sidelbende med betydelig methanproduktion. Der er ikke observeret nedbrydning af CA i nogen flasker indenfor forsgsperioden p 9-10 mdr. Potentiale for SRD af 1,1,1-TCA Det synes overvejende at vre 1,1,1-TCAs inhiberende effekt, som i flaskeforsgene bevirker den meget langsomme nedbrydning til CA. P en del lokaliteter, herunder Baldersbkvej og Vasbyvej, er koncentrationsniveauet af 1,1,1-TCA i dag begrnset og det er 1,1-DCA, som dominerer. Det vil formentligt her vre muligt at stimulere en hurtigere omstning til CA. Der er dog intet, der tyder p, at videre omstning af CA vil ske under strkt reduce-rede forhold. Det vsentligste problem ved stimuleret reduktiv dechlorering af chlore-rede ethaner er sledes ophobningen af CA. I biotiske kontroller reprsenterende fa-nen p Vasbyvej, hvor forholdene er jern-sulfatreducerende, er heller ikke set indikati-oner p CA nedbrydning. CA kan hydrolyseres til ethanol (abiotisk) (Scheutz et al. 2006). CA, som fra et omr-de under oprensning ved stimuleret reduktiv dechlorering spredes til et grundvands-magasin, vil muligvis omsttes ved abiotisk hydrolyse.

6

SRD af 1,1,1-TCA p mornelerslokaliteter Ved in-situ SRD p mornelerslokaliteter har diffusionsbegrnsninger betydning for effekten. Ved betydelige koncentrationer af 1,1,1-TCA sorberet i lermatrix, kan de-sorption og diffusion af 1,1,1-TCA meget vel tnkes at resultere i en srdeles langsom effekt af SRD i matrix. Det kan derfor p det foreliggende grundlag ikke anbefales at anvende SRD p lokaliteter med betydelige 1,1,1-TCA koncentrationer i matrix uden andet forudgende tiltag til minimering af 1,1,1-TCA. P 2 af de 3 lokaliteter er de chlorerede ethaner domineret af 1,1-DCA. P lokaliteter (eller dele af lokaliteter), hvor der overvejende trffes 1,1-DCA i matrix, forventes umiddelbart de samme muligheder og begrnsninger for omstning af 1,1-DCA til CA ved SRD, som for omstning af cis-DCE til VC. Dog er der indikationer p, at forholdene skal vre mere reducerede, fr 1,1-DCA nedbrydes, end det er tilfldet for cis-DCE. Men det er vanskelligt at vurdere p basis af flaskeforsgene p.gr.af den in-hiberende effekt fra 1,1,1-TCA. Strkt anaerobe forhold kan vre vanskellige at opn i matrix. Den strste udfordring vurderes at ligge i, om der sker nedbrydning af CA. Hvis CA nedbrydes ved abiotisk hydrolyse under mindre reducerede forhold (jf. Scheutz et al., 2006), kan CA muligvis omsttes abiotisk i matrix, men det forventes at vre en langsom proces. Dette kan bedst belyses ved undersgelser p lokaliteter, hvor der foregr reduktiv dechlorering af 1,1,1-TCA og 1,1-DCA, eller vedet pilotfor-sg p en mornelerslokalitet med 1,1-DCA som dominerende forureningskompo-nent i matrix (evt. sammen med cis-DCE). Processer og udvikling i matrix ved SRD p mornelerslokaliteter er endnu relativt drligt belyst, men resultater fra pilotforsg p Rugrdsvej, Odense (Jrgensen et al. 2007b) tyder lovende for chlorerede ethener. Det anbefales at undersge fordelingen af 1,1,1-TCA, 1,1-DCA og CA i morneler (sprkker/sandslirer og matrix) p en/flere lokaliteter, hvor der foregr stimuleret eller naturlig reduktiv dechlorering af 1,1,1-TCA og 1,1-DCA, samt at afprve SRD af 1,1-DCA i pilotskala p en mornelerslokalitet (eller del deraf) med 1,1-DCA som dominerende stof og uden betydelig 1,1,1-TCA koncentration i matrix. Vasbyvej loka-liteten er et eksempel p en lokalitet, hvor naturlig reductiv dechlorering foregr, og Vesterbrogade 39 er et eksempel p en lokalitet med SRD af 1,1,1-TCA. Abiotisk omstning af 1,1,1-TCA ved autoklavering Autoklavering (opvarmning til 120C) af flasker med 1,1,1-TCA resulterede i abiotisk nedbrydning af 1,1,1-TCA til 1,1-DCE. 1,1-DCE kan nedbrydes fuldstndigt ved SRD. Observationen er interessant, idet en potentiel oprensningsmetode i kildeomr-der med chlorerede oplsningsmidler (herunder 1,1,1-TCA) er termisk behandling efterfulgt af SRD af VC. Termisk behandling kan omfatte lermatrix. Der blev ogs set indikation p abiotisk nedbrydning af 1,1-DCA til VC, men kun i beskedent omfang. Effekt af 1,1,1-TCA for SRD af chlorerede ethener Der er ikke observeret nogen betydning af 1,1,1-TCA for omstningen af PCE og TCE til cis-DCE. Derimod kan 1,1,1-TCA tilsyneladende bevirke en langsommere omstning af cis-DCE og muligvis helt inhibere nedbrydning. Der er ikke set nogen effekt af 1,1-DCA eller CA p nedbrydningen af cis-DCE og VC. Det er formodentlig kun p lokaliteter med relativt hje koncentrationer af 1,1,1-TCA (>500 g/L), at chlorerede ethaner vil vre af vsentlig betydning for succesfuld oprensning af de chlorerede ethener.

7

Ved tilstedevrelse af 1,1,1-TCA eller 1,1-DCA vil SRD for chlorerede ethener sand-synligvis fre til hel eller delvis reduktiv dechlorering af disse til CA. CA er mere mo-bil end 1,1,1-TCA og 1,1-DCA, men kan potentielt omsttes abiotisk, om end det forventes at vre en langsom proces. Mindre indhold af 1,1,1-TCA eller 1,1-DCA p lokaliteter overvejende forurenet med chlorerede ethener forventes umiddelbart ikke at udgre et problem i forhold til anvendelse af stimuleret reduktiv dechlorering, men det br overvejes i de enkelte tilflde, og der br moniteres for CA. For at opn mere viden herom anbefales det at monitere bde i behandlingsomrdet og nedstrms dette for chlorerede ethaner (specielt CA) p igangvrende oprens-ningsprojekter for chlorerede ethener, hvor der er mulighed for at chlorerede ethaner optrder (ofte er der formodentlig ikke analyseret for 1,1-DCA og CA, hvis 1,1,1-TCA ikke er truffet i betydelig koncentration). Fuldskalaoprensningen af TCE p Gl. Kongevej 39 (Damgrd et al., 2008) er en oplagt mulighed for at opn strre viden om SRD af en blandingsforurening domineret af chlorerede ethener med mindre indhold af chlorerede ethaner, idet der optrder 1,1,1-TCA og moniteres for 1,1,1-TCA, 1,1-DCA og CA i grundvand. Ved senere vurdering af effekten af SRD i matrix ved ana-lyse af sedimentprver (lerkerner) br chlorerede ethaner medtages. Viderefrsel af treatability-forsgene Med hensyn til omstning af 1,1,1-TCA og 1,1-DCA ses en lovende udvikling i nogle flaskeforsg, som det er vrd at forflge. Desuden er det muligt at supplerende tilst-ning af donor og gentagen bioaugmentering kan fremme processerne. Det er derfor besluttet, at forsgene viderefres i REMTEC regi, og at der tilsttes supplerende donor til en af dubletterne for de stimulerede, samt at en af dubletterne for de bioaugmenterede flasker bioaugmenteres igen. Dette blev gennemfrt umiddel-bart efter den seneste her rapporterede prvetagningsrunde. Ved afslutning af fors-gene udarbejdes et datanotat og en videnskabelig artikel. Kombineret abiotisk og biotisk behandling Kombination af termisk behandling for abiotisk omstning af 1,1,1-TCA og biotisk omstning af abiotiske nedbrydningsprodukter synes som nvnt at vre en potentiel mulighed. En kombination af abiotisk og biotisk omstning ved behandling med na-nojern og en donor er observeret effektiv for nedbrydning af 1,2-DCA (uden dannelse af CA) i blandingsforurening med chlorerede ethener (Brown 2008). Den abiotiske nedbrydning af 1,2-DCA sker imidlertid ved en anden proces end abiotisk nedbryd-ning af 1,1-DCA og udgr sledes ikke en umiddelbar lsning. Det vurderes dog inte-ressant at arbejde videre med kombinering af abiotisk og biotisk nedbrydning for be-handling af chlorerede ethaner. Afhngig af bl.a. lokalitetsvalg i REMTEC overvejes det at undersge brug af kombi-nationer af biotisk og abiotisk nedbrydning for behandling af chlorerede ethaner nr-mere.

8

1 Indledning og forml

1.1 Baggrund

I Danmark er der de seneste r gennemfrt pilotforsg med stimuleret reduktiv dech-lorering p flere lokaliteter i Region Hovedstaden og Region Syddanmark. Stimuleret reduktiv dechlorering har dog primrt vret anvendt til oprensning af lokaliteter foru-renet med chlorerede ethener; primrt perchlorethen (PCE) og trichlorethen (TCE). Der er sledes kun f erfaringer med in situ oprensning af 1,1,1-trichlorethan (1,1,1-TCA) ved anvendelse af reduktiv dechlorering. I USA er der for nylig igangsat en rk-ke feltforsg med oprensning af 1,1,1-TCA, det er dog endnu sparsomt med resultater herfra. I Danmark er reduktiv dechlorering endnu ikke afprvet i forhold til 1,1,1-TCA. 1,1,1-TCA er en hyppigt forekommende forureningskomponent p lokaliteter med tidligere industriel aktivitet. 1,1,1-TCA ses ofte i kombination med andre chlorerede oplsningsmidler som f.eks. PCE og TCE. Sammenlignet med andre chlorerede stof-fer som f.eks. PCE og TCE er nedbrydningen af 1,1,1-TCA mere kompleks, idet ikke kun biologisk men ogs abiotisk nedbrydning spiller en vigtig rolle. Ved nedbrydning af 1,1,1-TCA ses ofte akkumulering af 1,1-dichlorethan (1,1-DCA) og/eller chlorethan (CA), hvilket er problematisk, da disse stoffer begge er sundhedsskadelige. Der er der-for en interesse fra svel myndigheder, forskningsinstitutioner og rdgivere for dels at ge det generelle vidensniveau omkring nedbrydningen af 1,1,1-TCA og dels f afpr-vet reduktiv dechlorering som afvrgeteknologi p danske lokaliteter forurenet med 1,1,1-TCA. Der er i 2006 gennemfrt en opsamling af den eksisterende viden om nedbrydning af 1,1,1-TCA med srlig fokus p anaerob dechlorering (Scheutz et al., 2006). Endvidere er indsamlet erfaringer med in situ oprensning af 1,1,1-TCA ved hjlp af reduktiv dechlorering. I nrvrende projekt nskes det biologiske potentiale for at anvende stimuleret reduktiv dechlorering som afvrgeteknologi p tre danske lokaliteter foru-renet med 1,1,1-TCA undersgt. Projektet indbefatter udfrsel af laboratorieforsg med sediment og grundvand tilsat 1,1,1-TCA, donor, bakterier og chlorerede ethener.

1.2 Forml

Projektets overordnede forml er at belyse muligheden for at anvende stimuleret in situ reduktiv dechlorering som afvrgeteknologi i forhold til danske lokaliteter, der er for-urenet med 1,1,1-TCA. Udfrsel af laboratorieforsg vil kunne tilvejebringe en vurde-ring af det naturlige nedbrydningspotentiale samt potentialet for stimuleret dechlore-ring som flge af donor- og bakterietilstning. Desuden vil forsgene fre til en viden om potentielle nedbrydningsprodukter og nedbrydningsveje samt bidrage til opbyg-ning af praktisk erfaring med monitering (prvetagning og analyse).

9

1.3 Nedbrydning af 1,1,1-TCA

Figur 1.1 viser en oversigt over mulige abiotiske og biotiske nedbrydningsveje for 1,1,1-TCA. Beskrivelsen af nedbrydningen af 1,1,1-TCA er gengivet fra Scheutz et al. (2006).

Biotisk proces (aerob el. anaerob)

Ethan

1,1-DCE

VC

Ethen

CO2

Ethanol

1,1,1-TCA

Acetat

Hydrolyse Dehydrohalogenering

Figur 1.1. Nedbrydning af 1,1,1-TCA ved biologiske og abiotiske processer. Reduktiv dechlorering af CA

til ethan er usikker, da der oftest kun ses delvis omstning til ethan (

2 Lokaliteterne

Der er udvalgt 3 lokaliteter i Region Hovedstaden for vurdering af stimuleret reduktiv dechlorering som afvrgeteknologi for 1,1,1-TCA forurening. P de 3 lokaliteter er der konstateret forurening med 1,1,1-TCA eller nedbrydningsproduktet 1,1-DCA her-af i betydelig koncentration. P 2 af lokaliteterne er tillige konstateret vsentlig foru-rening med PCE og/eller TCE. Ens for de 3 lokaliteter er, at forureningen overvejen-de trffes i morneler, og at der er konstateret pvirkning af et underliggende grund-vandsmagasin. En nrmere beskrivelse af hver lokalitet er givet i de flgende afsnit. Sidst i kapitlet prsenteres resultater for indholdet af specifikke nedbrydere i grund-vandet p de 3 lokaliteter.

2.1 Baldersbkvej

Flgende gennemgang af lokaliteten p Baldersbkvej er baseret p Hedeselskabet (2005), Orbicon (2006a) og Orbicon (2006b) og i store trk gengivet fra Scheutz et al. (2006).

2.1.1 Historik

P lokaliteten Baldersbkvej har der tidligere vret filmeftersyn, filmklipning og re-prografisk virksomhed. Der har vret en oplagsplads samt en olieudskiller til de kemi-kalier, der har vret anvendt. P nuvrende tidspunkt er der ortopdklinik, kontor og lagerbrug p lokaliteten.

2.1.2 Geologi

Geologien p lokaliteten er karakteriseret ved et fyldlag (sand, muld, ler), der strkker sig ned til 1,2 til 2,4 m.u.t. I dybden 2 til 5 m.u.t. findes et lag af morneler og herun-der, i dybden 4,8 til 5,6 m.u.t., et lag af smeltvandssand, som udgr det sekundre grundvandsmagasin. Det sekundre grundvandsmagasin er underlejret af et lag af mo-rneler, der findes 5 til 12 m.u.t. Det primre kalkmagasin findes i en dybde af 12 m.u.t. En grundvandshastighed p 10 m/r er estimeret for det sekundre magasin.

2.1.3 Redoxforhold

Der er anaerobe forhold i det sekundre grundvandsmagasin p lokaliteten med gene-relt lave koncentrationer af nitrat (0,05 til 0,14 mg/L). Koncentrationen af oplst jern er mellem 0,7 og 1 mg/L, mens sulfatindholdet er mellem 21 og 36 mg/L. Det vurde-res, at der er jernreducerende til sulfatreducerende forhold i det sekundre magasin p lokaliteten.

2.1.4 Forureningsudbredelse og -sammenstning

Forureningen p Baldersbkvej er primrt domineret af PCE, som findes i s hje koncentrationer i morneler i kildeomrdet (21 mg/kg i M4), at fri fase vurderes at kunne vre til stede. PCE er fundet i vandkoncentrationer op til ca. 1500 g/L (ned-strms kildeomrdet). Kildeomrdet for PCE forureningen er beliggende omkring

11

M3, M4 og M11. Der er tidligere konstateret et blandet PCE og 1,1,1-TCA kildeom-rde omkring B1 og B6 ved en olieudskiller med jordkoncentrationer af PCE p op til 650 mg/kg og af 1,1,1-TCA p 190 mg/kg i morneler 4-5 m u.t. I grundvandet er tidligere konstateret 1,1,1-TCA i koncentrationer op til 370 g/L. I den flgende gennemgang af forureningen p lokaliteten vil de nyeste analyseresulta-ter fra prvetagning den 8. november 2006 blive benyttet, da disse inkluderer CA (Orbicon, 2006b). Resultaterne fra denne prvetagning er p nr indholdet af 1,1,1-TCA sammenlignelige med resultater opnet ved tidligere prvetagninger i 2004 og 2005 (Orbicon, 2005).

B7

B9

B10

B8

B6

B11

B12

B4B3

B2

B1

B5

B13

B14

B15

B17

B18

B16

B20

B21

B19

B22

B20

M16 M13 M12M14

M15

M5M4

M11M3

M1M2

M6M8 M9 M7

M10

Bal

der

sb

kvej

Industribuen

Bal

der

sb

kken

Nr. 5

Nr. 3

Nr. 1

N

5 0 5 10 15Meter

Figur 2.1. Fordeling af 1,1,1-TCA, 1,1-DCA, CA og 1,1-DCE i det sekundre grundvandsmagasin p

lokaliteten Baldersbkvej. Data er fra analyser udtaget 8.11. 2006 (Orbicon, 2006b). Rd elipse angiver PCE kildeomrde og bl elipse angiver blandet 1,1,1-TCA og PCE kildeomrde.

1,1,1-TCA er observeret i koncentrationer mellem 29 og 37 g/L. Ved tidligere analy-ser i 2004 og 2005 er dog analyseret op til 370 g/L (Orbicon, 2005). Det er muligt, at der er sket en nedbrydning af 1,1,1-TCA siden disse mlinger blev udfrt. 1,1-DCA er fundet i koncentrationer mellem 38 og 775 g/L, hvoraf hjeste koncentration er i

Konc. g/L 1,1,1-TCA 1,1-DCA CA 1,1-DCE

31 775 67

boring B6 ved den omtalte olieudskiller vest for PCE kildeomrdet. 1,1-DCA er dog ogs fundet i hje koncentrationer nedstrms B6 (Se figur 2.1). CA er fundet i kon-centrationer mellem 11 og 99 g/L, hvoraf de hjeste koncentrationer ligeledes findes vest for PCE-kildeomrdet (figur 2.1). Af de chlorerede ethaner findes 1,1-DCA sle-des i de hjeste koncentrationer. Der er hverken observeret ethen eller ethan p lokali-teten. Tabel 2.1. Koncentrationsniveauer af chlorerede ethener samt 1,1,1-TCA og nedbrydningsprodukter her-

af fra boringer p Baldersbkvej. Resultaterne er fra prvetagning i Boring B6, B11, B15, B18 og B22 den 8. 11. 2006. (Orbicon, 2006b)

Stof Konc. g/L

1,1,1-TCA 29 37

1,1-DCA 38 775

CA 11 99

Ethan Ikke detekteret (

4102912642,88,076

0%

20%

40%

60%

80%

100%

B6 B11 B15 B18 B22 B23

Mol

frakt

ion

(%)

PCE TCE cis-DCE trans-DCE 1,1-DCE VC Ethen

Sum af chlorerede ethener (g/L)

0,524529684638872

0%

20%

40%

60%

80%

100%

B6 B11 B15 B18 B22 B23

Mol

frakt

ion

(%)

1,1,1-TCA 1,1-DCA CA Ethan

Sum af chlorerede ethaner (g/L)

Figur 2.2. Molfraktion af chlorerede ethener (verst) og ethaner (nederst) i boringer til det sekundre

magasin p Baldersbkvej. Prver er udtaget 8. november og analyseret p DTU Milj. Data fra Orbicon (2006b).

2.2 Hje Taastrup Vej

Flgende gennemgang af forureningssituationen p Hje Tstrup Vej 42 er baseret p Carl Bro (2000) samt Carl Bro (2006b) og gengivet fra Scheutz et al. (2006).

2.2.1 Historik

Der har siden 1962 vret industriel aktivitet p lokaliteten Hje Tstrup vej 42. P nuvrende tidspunkt producerer Air Liquid A/S, det tidligere Hede Nielsen A/S di-verse gasser som ilt, nitrogen og argon. Tidligere aktiviteter ifbm. vedligeholdelsesar-bejde p trykflasker inkluderede brug af affedtning. Et udendrs affedtningskar med

14

1,1,1-TCA blev anvendt, og der var et forbrug p 100-1000 liter 1,1,1-TCA om ret. Se placering af affedtningskar p figur 2.3.

2.2.2 Geologi

Geologien p lokaliteten er karakteriseret ved et fyldlag, der findes 1 - 2 m.u.t. Herun-der findes morneler i dybden 2 - 12,5 m.u.t. og kalk fra 12,5 m.u.t. Grundvandsspej-let i det primre kalkmagasin er mlt til 9 m.u.t.

2.2.3 Redoxforhold

Redoxforholdene p lokaliteten p Hje Tstrup Vej kan betegnes som aerobe til ni-tratreducerende. Dette vurderes ud fra et iltindhold mellem 1,34 og 8,3 mg/L i de moniterede boringer. Nitrat indholdet er mellem 0,015 og 1,03 mg/L, oplst jern mel-lem 0,02 0,52 mg/L, mens sulfatindholdet er mellem 55 - 110 mg/L.


Forureningen befinder sig under et asfaltbefstet omrde samt under en bygning. Kil-deomrdet er vurderet at vre ved boringerne B106, B107 og B109, figur 2.3. Forure-ningen er vurderet til at dkke et omrde p ca. 210 m2. Forureningen befinder sig i morneler i en dybde af 1,5 til 4,5 m.u.t. men har dog spredt sig til det primre kalk-magasin, hvor 1,1,1-TCA er fundet i en forureningsfane op til 50 meter fra kildeomr-det. Lokaliteten er primrt forurenet med 1,1,1-TCA. Der er dog observeret PCE og TCE i koncentrationer op til 4 g/L, cis-DCE mellem 0,2 og 2 g/L og et mindre indhold af VC (se tabel 2.2). Desuden er fundet et hjt indhold af 1,1-DCE (op til 1600 g/L). Et indhold i denne strrelsesorden ifht. cis-DCE tilskrives abiotisk nedbrydning af 1,1,1-TCA og ikke reduktiv dechlorering af PCE og TCE.

Tabel 2.2. Koncentrationsniveauer af chlorerede ethener samt 1,1,1-TCA og nedbrydningsprodukter her-af fra boringer p lokaliteten i Hje Tstrup. Data fra Carl Bro (2006b).

Stof Konc. g/L

1,1,1-TCA 3,4 -20000

1,1-DCA 3-3000

1.2-DCA

Figur 2.3. Fordeling af 1,1,1-TCA, 1,1-DCA, CA og 1,1-DCE p lokalitet p Hje Tstrup Vej. Planteg-

ning modificeret efter Carl Bro (2000). Data fra Carl Bro (2006b). 1,1,1-TCA, som er fundet i koncentrationer op til 20.000 g/L udgr strstedelen af forureningen. Ud fra indholdet af 1,1-DCA, som er mlt i koncentrationer op til 3000 g/L, synes der at vre et mikrobielt potentiale for naturlig nedbrydning af chlorerede ethaner p lokaliteten. Da der p nuvrende tidspunkt er aerobe forhold p lokaliteten kan den anaerobe dechlorering af 1,1,1-TCA til 1,1-DCA have foreget tidligere, hvor en eventuel forekomst af oliestoffer har frt til mere reducerede forhold. Det meget hje indhold af 1,1-DCE (op til 1600 g/L) indikerer, at abiotisk nedbrydning af 1,1,1-TCA ogs foregr. Da der ikke er analyseret for CA kan det ikke vurderes, om der er eller har vret et naturligt mikrobiologisk potentiale for videre dechlorering af 1,1-DCA. Dog indikerer de aerobe forhold p lokaliteten, at der p nuvrende tidspunkt ikke er srligt gunsti-ge forhold for den anaerobe reduktive dechlorering. Lokaliteten p Hje Tstrup Vej er med det hje indhold af 1,1,1-TCA og indikatio-nerne p abiotisk nedbrydning til 1,1-DCE, typisk for lokaliteter domineret af 1,1,1-TCA forurening, i hht. Scheutz et al. (2006).

Bygning

Bygning

20000 3000 i.m.. 1600

1100 270 i.m. 46

800 280 i.m. 18

Tidligere placering af affedtningskar

1 m

B106

52 43 i.m. 2,4

B103

120 380 i.m. 23

110 380 i.m.. 71

B104

B1

N

B105

B107

2200 210 i.m. 84

B109

26 13 i.m. 1,2

B108

Kloakspildevand

3,4 3 i.m.. 0,33

Kloakregnvand

B101


16

2.3 Vasbyvej

Flgende gennemgang af forureningssituationen p Vasbyvej er baseret p Carl Bro (2006a) og Carl Bro (2006c) samt Orbicon (2007) og er delvist gengivet fra Scheutz et al. (2006).

2.3.1 Historik

P lokaliteten har tidligere vret kemikaliefordelingscentral og maskinvrksted. Der er p nuvrende tidspunkt landbrugsareal. Lokaliteten er beliggende nr omrder med srlige drikkevandsinteresser (nrmeste indvinding er 500 m vk). Desuden ligger lokaliteten 100 m fra Vasby .

2.3.2 Geologi

Geologien p lokaliteten er karakteriseret som morneler i de verste 14,5-16 meter. Herunder findes et sandlag med en varierende mgtighed, tyndt mod syd og st og stigende mod nord (op til ca. 3 meter p lokaliteten), som er underlejret af endnu et lag af morneler inden kalken trffes ca. 26 m u.t. Det sekundre grundvandsspejl findes i 1 til 6 m.u.t., mens det primre grundvandsspejl findes 9 til 10 m.u.t. Strm-ningsretningen i det sekundre magasin i sandlaget er nordlig til nordvestlig, og strmningshastigheden er af Orbicon (2007) estimeret til ca 3 m/r.

2.3.3 Redoxforhold

I det vestlige kildeomrde for forureningen ved boring B2, B101 og B102 (figur 2.4), er anaerobe forhold. Redoxforholdene kan her karakteriseres som sulfatreducerende til svagt methanogene forhold. I andre mindre forurenede dele af omrdet (eks. boring B105) er der nitratreducerende forhold. Indholdet af nitrat ligger mellem 0,03 og 2,9 mg/L, sulfatindholdet mellem 6 og 14 mg/L og methanindholdet mellem 0,2 til 0,6 mg/L. Det mest reducerede omrde er det omrde, hvor der generelt er hje koncen-trationer af bde BTEXer, chlorerede ethener og ethaner (1,1,1-TCA). Dette omrde optrder omkring boring B101 (figur 2.4).


Forureningen p Vasbyvej er en blandingsforurening, hvor der er sket spild af bde chlorerede ethener (PCE/TCE), 1,1,1-TCA samt BTEXer, pesticider, acetone og isopropanol. Det er af Carl Bro (2006) vurderet, at der i den vre zone ned til 6 m.u.t. (delvis umt-tet) findes 6000 m3 forurenet jord. Forureningen i denne verste zone, hvor der trf-fes en lang rkke vertikale sprkker i morneleren, bestr primrt af TCE, PCE og 1,1,1-TCA. Forureningen var ikke endeligt afgrnset under den nuvrende staldbyg-ning. Orbicon (2007) har kortlagt 2 hotspot med en samlet masse af chlorerede ethener og ethaner p 91 kg (hot-spot 1) hhv. 74 kg (hot-spot 2), bestende af 82% (mest TCE) hhv. 94% (mest PCE) chlorerede ethener. Hot-spot 1 er kraftigst i 8-10 m u.t. og hot-spot 2 er kraftigst 5-6 m u.t.

17

*

*

*

Vasbyvej

St

aldb

ygni

ng


30 m

0,034 2200 7,7 0,18

B 301

Tabel 2.3. Koncentrationsniveauer af chlorerede ethener samt 1,1,1-TCA og nedbrydningsprodukter her-af fra vandprver p Vasbyvej.( Carl Bro, 2006c og Orbicon, 2007)

Stof Konc. g/L

1,1,1-TCA

2208 1 553 1402 775 631 3 0,22 178 5058627

0%

20%

40%

60%

80%

100%

B301 * B201 * B202 * B106 * B101 B102 B103 B104 B205 B2 B3

Mol

frakt

ion

(%)

1,1,1-TCA 1,1-DCA CA Ethan

Sum af chlorerede ethaner (g/L)

11 1,6 2,0 441 1538 1947 9,0 0,2 541 47089 94

0%

20%

40%

60%

80%

100%

B301 * B201 * B202 * B106 * B101 B102 B103 B104 B205 B2 B3

Mol

frakt

ion

(%)

Sum af chlorerede ethener (g/L)

PCE TCE cis-DCE trans-DCE 1,1-DCE VC Ethen

Figur 2.5: Molfraktion af chlorerede ethaner (verst) og ethener (nederst) i boringer p Vasbyvej. Carl

Bro (2006c). *angiver, at boringen er filtersat i sandmagasin. vrige boringer er filtersat i mo-rneler.

2.3.5 Dokumentation af nedbrydning ved isotopfraktionering

P Vasby vej er i undersgelsen af Orbicon (2007) foretaget analyse for stabile isoto-per. Resultaterne er angivet i tabel 2.4. Isotopfraktioneringen for chlorerede ethaner viste omtrent fuldstndig nedbrydning af TCA, betydelig nedbrydning af DCA i kil-deomrdet, hvor forholdene er mest reducerede, og mindre nedbrydning udenfor det-te. Isotopfraktioneringen af CA er kun mlt i 2 punkter, men koncentrationer sam-menholdt med nedbrydningen af DCA indikerer nedbrydning af CA (Orbicon 2007). Isotopfraktioneringen for chlorerede ethener viste betydelig nedbrydning af PCE og TCE omkring hotspots i morneleren og af cis-DCE og VC i det mest reducerede

20

omrde ved det ene hot-spot i morneleren, mens nedbrydningen af VC i den reste-rende del af omrdet vurderedes at vre meget begrnset, i en del boringer sker net-toproduktion af VC (Orbicon, 2007).

Tabel 2.4 Isotopfraktionering (13C) for chlorerede ethaner og chlorerede ethener i grundvand fra kilde-omrder i morneler (ML) og fra fanen i sandmagasinet (S). Fra Orbicon (2007).

Boring B301 B202 B201

B106 5533 B102 B2 B3 B101 B205

Lag S S S S ML ML ML ML ML

1,1,1-TCA -10,6 -20,6 -31,6 -3,5 -8,6

1,1-DCA -27,9 -30,3 -18,8 -28,7 -20,6 -21,5 -28,1 -18,8 -20,4

CA -29,7 -6

PCE -14,3

TCE -22,9 -39,1 -1,9 -8,6

Cis-DCE -30,3 -52,2 -17,7 -9,3 -25,2 -17,3 -21,2

VC -31,9 -27,6 -46,3 -21 -39,9

Isotopfraktioneringen dokumenterer sledes, at der er et naturligt potentiale for reduk-tiv dechlorering af 1,1,1-TCA p lokaliteten.

2.4 Specifikke nedbrydere

Biologisk nedbrydning af chlorerede ethaner og ethener foretages af halorespirerende bakterier. Mange forskellige halorespirerende bakterier kan nedbryde PCE og TCE, mens kun typen dehalococcoides kan dechlorere cis-DCE til VC og ethen og kun de-halococcoides med genet vinylchlorid reduktase (Vcr) kan nedbryde VC til ethen. 1,1,1-TCA kan dechloreres til CA via 1,1-DCA af en bakterie TCA1 af typen dehalo-bacter (Dhb) nrt beslgtet med dehalobacter restrictus. I forbindelse med udtagelse af materialer til treatabilityforsgene er udtaget vandpr-ver fra de 3 lokaliteter til bestemmelse af specifikke nedbrydere. Analyserne har omfattet Quantitative Gene-Trac Dehalobacter Assay (Dhb), ACT-III Associated Dehalogenase Assay (ACT-Dhb) Gene-Trac VC, Vinyl Chlo-ride Reductase Assay (Vcr) og er udfrt af SiREM, Canada. Vcr analysen giver antal-let af genkopier af dehalococcoides med genet for vinylchloridreductase. Dhb analy-sen giver antallet af dehalobacter. ACT-Dhb analysen giver antallet af genkopier af et dehalogenase gen, som er meget specifikt for ACT-III kulturen. Dehalogenase genet stammer sandsynligvis fra en Dehalobakter bakterie, men det er ikke dokumenteret. ACT-Dhb analysen er endnu p udviklingsstadiet. Resultaterne fremgr af tabel 2.5. Der er generelt ikke detekteret ACT-Dhb i prverne, men detektionsgrnsen er p niveau med total-antallet af Dhb i prverne. I B102 filtersat i morneleren p Vasbyvej er observeret et strre antal Dhb end det formodede baggrundsniveau for grundvand og end i de vrige prvetagede boringer, og der er observeret et betydeligt antal Vcr. Det stemmer overens med, at der er set omstning af 1,1,1-TCA til 1,1-DCA og CA hhv. af cis-DCE til VC og ethen i mor-neleren p Vasbyvej, hvor der optrder andre organiske forureningskomponenter, hvis omstning har ledt til mere reducerede forhold i morneleren. I sandmagasinet

21

er Dhb p formodet baggrundsniveau, og Vcr er ikke detekteret. Nedbrydningspro-dukter observeret i sandlaget stammer sandsynligvis fra omstningen i morneleren.

Tabel 2.5. Specifikke bakterier i vandprver fra de 3 lokaliteter. Lokalitet Boring, geolo-

gisk lag Dhb

(antal genko-pier/L)

Dhb

(% af mikrobiel population)

ACT-Dhb


Vcr


B11, ML 7103 0,002-0,007 Id iv Baldersbkvej

B18, S 1103 0,0003-0,001 Id id

Hje Taastrup Vej

B107 , ML 9102 0,001-0,002 Id 7102,

3 Eksperimentelt

3.1 Udtagelse af kerneprver og grundvand

Der er udtaget kerneprver i morneleren i kildeomrdet p alle 3 lokaliteter og i de sekundre sandmagasiner nedstrms kildeomrdet p lokaliteterne Baldersbkvej og Vasbyvej. Kerneprverne er udtaget ved hjlp af Geoprobe. P Vasbyvej blev kerne-boringerne udfrt af Ejlskov Consult i forbindelse med Orbicons undersgelser p lokaliteten. Kerneprverne blev udtaget i nye plastrr, lukket under nitrogenflush og overfrt til diffusionsttte nitrogenfyldte alu-poser umiddelbart efter udtagelsen, for-seglet og opbevaret kligt. Grundvand er udtaget i autoklaverede bluecap glasflasker under nitrogenflush fra eksisterende boringer filtersat i morneleren hhv. i de sekun-dre magasiner og opbevaret p kl. Kerneboringerne er udfrt umiddelbart ved si-den af disse eksisterende boringer. En oversigt over udtagne kerneprver og grund-vand fremgr af tabel 3.1.

Tabel 3.1. Materiale og grundvand anvendt til treatabilityforsg. Lokalitet Omrde Kerner Grundvand

Materiale Dydeinterval (m u.t.) Boring Filteriterval (m u.t.)

Kilde Morneler 2,8-4,8 B11 5-7 Baldersbkvej

Fane Sand 5,2-6,2 B18 5-7

Hje Taastrup Vej Kilde Morneler 3-6 B107A,B 10-12

Kilde Morneler 4,6-5,6 B102B 10,5-12,5 Vasbyvej

Fane Sand 16-18 B202 15,5-18 A: kerneprve udtaget ved B106, grundvand udtaget fra B107, da B106 ikke gav vand. B: Vandprver taget fra et dy-bere filter end oprindelig planlagt, idet de kortere boringer ikke gav vand nok.

3.2 Opstning af anaerobe flaskeforsg

For hver lokalitet er opsat abiotiske kontroller, biotiske kontroller, stimulerede flasker og bioaugmenterede flasker i duplikat tilsat 1,1,1-TCA for kildeomrdet (flasker med morneler). Formlet med abiotiske kontroller er at kunne skelne abiotisk fjernelse, som sorption eller abiotisk nedbrydning fra biotisk nedbrydning. For de to lokaliteter Baldersbkvej og Vasbyvej er tillige opsat biotiske kontroller, stimulerede flasker og bioaugmenterede flasker i duplikat tilsat 1,1,1-TCA for fanen (flasker med sand). 1,1,1-TCA forurening optrder ofte sammen med forurening med chlorerede ethener. For at vurdere betydningen for nedbrydningen af 1,1,1-TCA ved tilstedevrelse af chlorerede ethener er opsat stimulerede flasker og bioaugmenterede flasker i duplikat tilsat PCE eller TCE svel som 1,1,1-TCA for kildeomrdet for Baldersbkvej hhv. Vasbyvej. For at kunne vurdere potentiel inhiberende effekt af 1,1,1-TCA for ned-brydningen af chlorerede ethener er endvidere opsat stimulerede flasker og bioaug-menterede flasker alene tilsat TCE i duplikat for kildeomrdet p Vasbyvej. CA forventes at ophobes ved nedbrydningen af 1,1,1-TCA via 1,1-DCA og frst der-efter i bedste fald at nedbrydes langsomt. I hb om, at observere nedbrydning af CA indenfor en kortere tidshorisont ved alene at tilstte CA, er for Hje Taastrup Vej kildeomrde og Vasbyvej fane opsat abiotiske kontroller, biotiske kontroller, stimule-rede flasker og bioaugmenterede flasker i duplikat alene tilsat CA.

23

For Hje Taastrup Vej kildeomrde er endvidere opsat abiotiske kontroller, biotiske kontroller, stimulerede flasker og bioaugmenterede flasker i duplikat alene tilsat det abiotiske nedbrydningsprodukt 1,1-DCE, for at undersge om dette stof nedbrydes videre. For bioaugmentering er overvejende anvendt lige dele af kulturene ACTIII og KB1 (denne kombination kaldes ogs KB1 PLUS). ACTIII er udviklet til nedbrydning af 1,1,1-TCA og 1,1-DCA, mens KB1 er udviklet til nedbrydning af chlorerede ethener (PCE, TCE, cis-DCE og VC). Lige dele ACTIII og KB1 (= KB1 PLUS) anbefales af SiREM til blandingsforureninger med chlorerede ethener og chlorerede ethaner. For at observere effekten af at tilstte begge kulturer i forhold til de individuelle kulturer er for Vasbyvej kildeomrdet opsat bioaugmenterede flasker i duplikat med hver af de individuelle kulturer svel som kombinationen. Oversigter over de opsatte flasker for hver af de 3 lokaliteter er givet i tabel 3.2-3.4. Fremgangsmden ved opstning af flaskerne er beskrevet nedenfor.

3.2.1 Materiale og grundvand

Kerneprver i rr er delt i ca. 50 cm lngder (som kan komme gennem sluse til anae-robboks) og lukket, og rret er skret op (opskringsudstyr kan ikke komme ind i anaerob boks) p langs og tapet til under nitrogenflush, hvorefter kerneprverne er overfrt til anaerobboks. I anaerobboksen er kernematerialet udtaget af rrene og overfrt til RILSAN poser, hvor det er homogeniseret ved manuel bearbejdning. 100 g materiale er derefter afve-jet i hver 350 ml autoklaveret infusionsflaske med gummiprop til forsgene. Flaskerne er overfrt til sterilbnk, flushet med nitrogen for fjernelse af brint fra anaerobboks atmosfren og s vidt mulig fjernelse af forureningskomponenter fra materialet, og tilsat 200 mL grundvand under fortsat nitrogenflush. De er derefter lukket med gum-miprop og skruelg og materialet opslemmet i grundvandet ved omrystning. De abio-tiske kontroller er autoklaveret 3 gange over 3 dage.

3.2.2 Tilstning af stoffer

Stamoplsninger af 1,1,1-TCA, TCE og 1,1-DCE hhv. PCE er fremstillet ved opls-ning af 100 L hhv. 20 L af stoffet i 0,5 L sterilfiltreret vand. For CA er fremstillet en mttet gasoplsning. Stamoplsning af de relevante stoffer er tilsat de individuelle flasker ved hjlp af sprjter med tynd kanylespids gennem den tykkeste del af gummiproppen tilstrben-de koncentrationer p 500, 1000 eller 5000 g/L i vandfasen inden fasefordeling til headspace og materiale. Det tilstrbte koncentrationsniveau er valgt ud fra det mak-simale koncentrationsniveau af moderstof og nedbrydningsprodukter i kildeomrdet hhv. fanen ved lokaliteterne. For at undg fortynding af prver ved analyse er dog maksimalt tilstrbt et koncentrationsniveau p ca. 5000 g/L.

3.2.3 Stimulering og bioaugmentering

Laktat, som er en hurtig omsttelig donor, er valgt til stimulering med henblik p at opn hurtigst mulig reduktion af forholdene og start p nedbrydningen i forsgene. Der er tilsat 100 L 60% natriumlaktatoplsning til alle stimulerede og bioaugmente-rede flasker. Det svarer til 3 gange den ndvendige mngde donor for reduktion af

24

nitrat og sulfat i vandfasen, reducerbart jern p sedimentet (baseret p data fra Ru-grdsvej morneler) og den tilsatte mngde af chlorerede ethener og ethaner. Der forventedes derved taget hjde for forbrug til methandannelse. Bioaugmentering er, som nvnt, foretaget med kulturerne ACTIII og/eller KB1 fra SiREM, Canada. Ved udtagelse af kultur er anvendt steril sprjte og kanyle og kom-penseret med steriliseret nitrogen for ikke at skade den anaerobe kultur. Kulturernes celledensitet for de specifikke nedbrydere er oplyst til 9,8106 Dhc/L i ACTIII og 3,11011 Dhc/L i KB1, ved tilstning af 150 L af hver kultur svarende til en resulterende densitet i de bioaugmenterede flasker p ca. 2108 Dhc/L, forudsat at bakterierne befinder sig i vandfasen i flaskerne. Celledensiteten af Dhb i den aktuelle kulturleverance er ikke kendt. I en senere forsendelse (omtrent 1 r) af kulturer var celledensiteten 31012 Dhc/L i KB1 og 2109 Dhc/L, 31011 Dhb/L og 6109 ACTIII-Dhb/L i ACTIII. Ligesom der ses en forgelse i celledensiteten af Dhc forventes det at celledensiteten af Dhb er get. Den resulterende densitet af Dhb i de bioaugmenterede flasker forventes derfor at vre 1-2 strrelsesordener lavere end for Dhc, og densiteten af ACTIII-Dhb forven-tes at vre 1-2 strrelsesordener lavere end densiteten af Dhb. Tilstning af laktat og kultur er foretaget med sprjte gennem gummiprop. Flaskerne er omrystet og placeret med bunden i vejret (for at begrnse diffusion af stoffer/ilt gennem kanylehuller i proppen) i 10C rum i mrke. Bakteriekulturer svel som laktat og chlorerede ethaner og ethener er tilsat dag 0.

Tabel 3.2. Baldersbkvej. Oversigt over treatabilityforsg. 1,1,1-TCA

konc. PCE konc. Laktat

tilsat ACTIII tilsat

KB1 tilsat Flaske nr.

Omrde, materiale

Type

(g/L) (g/L) (L opl.) (L) (L)

1 og 2 Abiotisk kontrol 1000 0 0 0 0

3 og 4 Biotisk kontrol 1000 0 0 0 0

5 og 6 Stimuleret 1000 0 100 0 0

7 og 8 Stimuleret 1000 1000 100 0 0

9 og 10 Bioaugmenteret 1000 0 100 150 150

11 og 12

Kilde, morne-ler

Bioaugmenteret 1000 1000 100 150 150

13 og 14 Biotisk kontrol 500 0 0 0 0

15 og 16 Stimuleret 500 500 100 0 0

17 og 18

Fane, Sand

Bioaugmenteret 500 500 100 150 150

25

Tabel 3.3. Hje Taastrup Vej. Oversigt over treatabilityforsg. 1,1,1-TCA konc.

1,1-DCE konc.

CA konc.

Laktat tilsat

ACTIII tilsat

KB1 tilsat

Flaske nr.

Omrde, materiale

Type

(g/L) (g/L) (g/L) (L opl.) (L) (L)

1 og 2 Abiotisk kontrol 5000 0 0 0 0 0

3 og 4 Biotisk kontrol 5000 0 0 0 0 0

5 og 6 Stimuleret 5000 0 0 100 0 0

7 og 8

Kilde, morne-ler

Bioaugmenteret 5000 0 0 100 150 150



13 og 14 Stimuleret 0 1000 0 100 0 0

15 og 16

Kilde, morne-ler




21 og 22 Stimuleret 0 0 1000 100 0 0

23 og 24

Kilde, morne-ler


Tabel 3.4. Vasbyvej. Oversigt over treatabilityforsg. 1,1,1-TCA konc.

TCE konc.

CA konc.

Laktat tilsat

ACTIII tilsat

KB1 tilsat

Flaske nr.

Omrde, materiale

Type

(g/L) (g/L) (g/L) (L opl.) (L) (L)



5 og 6 Stimuleret 5000 0 0 100 0 0

7 og 8 Stimuleret 5000 1000 0 100 0 0

9 og 10 Stimuleret 0 1000 0 100 0 0

11 og 12 Bioaugmenteret 5000 0 0 100 150 150




19 og 20

Kilde, morne-ler



23 og 24 Stimuleret 1000 1000 0 100 0 0

25 og 26

Fane, sand

Bioaugmenteret 1000 1000 0 100 150 150



31 og 32 Stimuleret 0 0 1000 100 0 0

33 og 34

Fane, sand


26

3.3 Monitering

3.3.1 Frekvens og parametre

Den frste prvetagning er gennemfrt f timer efter tilstningen af stoffer, donor og bakteriekulturer. Indledende er moniteret med f dages mellemrum og derefter med aftagende frekvens til hver ca. 5-6. uge efter knap r. Der er foretaget monitering af omstning af donor, udvikling i redoxforhold og ned-brydning af chlorerede ethaner og ethener. Parametrene omfattet af moniteringen er givet i tabel 3.5.

Tabel 3.5. Parametre omfattet af moniteringen. Omstning af donor Udvikling i redoxforhold Nedbrydning af chlorerede

ethaner Nedbrydning af chlorerede

ethener

NVOC Nitrat 1,1,1-TCA PCE

Laktat Sulfat 1,1-DCA TCE

Acetat Oplst jern CA Cis-DCE

Propionat Methan Ethan Trans-DCE

Format 1,1-DCE VC

Ethen

Som udgangspunkt er der analyseret for chlorerede ethaner og ethener i alle flasker ved alle prvetagningsrunder og for de vrige parametre for alle flasker ved hver an-den prvetagning. Dog er methan prvetaget sjldnere i starten, mens frekvensen og antallet af flasker prvetaget for donor og redox parametre i vrigt er nedsat senere for at strkke moniteringsperioden, da nedbrydningen forlb langsommere end ven-tet. For udvalgte flasker (lige nr.) fra Vasbyvej er ved hver 2. moniteringsrunde udtaget prver til bestemmelse af isotopfraktionering. Efter ca. 9 mdr. er fra udvalgte flasker (ulige nr., stimulerede og bioaugmenterede) udtaget prver til bestemmelse af speci-fikke nedbrydere (tilsvarende typer som beskrevet i afsnit 2.4).

3.3.2 Prvetagning og analyser

Flaskerne er omrystet, vendt, vejet og sat til bundfldning forud for hver prvetag-ning. Prver er udtaget med sprjte gennem gummiprop efter volumenkompensering med nitrogen for at sikre mod undertryk i flaskerne. Prvevolumen og analysemetode er givet i tabel 3.6. Prver til chlorerede ethaner og ethener samt til methan er analyseret straks (evt. kortvarigt opbevaret p kl). Prver til NVOC, fede syrer, anioner og oplst jern er filtreret og konserveret ved tilstning af syre eller nedfrysning og analyseret senere. Nrmere beskrivelse af analysemetoder-ne er givet i Jrgensen et al. (2007a).

27

Tabel 3.6. Prvevolumen og analysemetode. Parameter Volumen (mL) Metode

Chlorerede ethaner og chlorerede ethener 1 GC-MS, headspace

NVOC 2,5 TOC-analyzer

Fede syrer (laktat, acetat, propionat, format) 0,5 HPLC

Anioner (nitrat, sulfat, chlorid, bromid) 1,5 IC

Oplst jern 2,5 FAA

Methan gasfase GC-FID

Isotopfraktionering 4 GC-kulstofisotoper (U. Neuchatel)

Specifikke nedbrydere 25 Se afsnit 2.4 (SiREM)

Analyser for stabile kulstofisotoper er foretaget af University of Neuchatel, Schweiz, ved purge&trap analyse. Gasfasen er analyseret med en TRACETM gas chroma-tograph koblet til en ThermoFinniganTM Delta Plus XP isotope-ratio mass spectro-meter via et ThermoFinniganTM GC combustionIII interface. Metoden er nrmere beskrevet i Bouchard et al. (2005). Prver til bestemmelse af specifikke nedbrydere, jf. afsnit 2.4, er analyseret af SiREM, Canada, ved kvantitativ PCR.

28

4 Resultater

4.1 Baldersbkvej

4.1.1 Omstning af donor

Der var initialt et lille indhold af oplst organisk stof i grundvandet, men der blev ikke detekteret fede syrer i abiotiske og biotiske kontroller. Til stimulerede og bioaugmen-terede flasker var tilsat laktat som donor. Laktaten omsttes ved fermentering til acetat og propionat efter et par uger (7-24 da-ge, figur 4.1 og bilag 1.1). Efter ca. 6 mdr. var i de fleste flasker ikke sket videre ned-brydning af acetat og propionat. Dog ss der i enkelte flasker delvis (stimuleret flaske 7 og bioaugmenteret flaske 12) omstning af acetat og propionat.

Figur 4.1. Baldersbkvej. Omstning af laktat donor i bioaugmenteret flaske (nr. 10) reprsenterende kildeomrdet. Det er usdvanligt at se ophobning af propionat i lngere tid ved fermentering af lak-tat. Dette kan potentielt skyldes inhibering fra 1,1,1-TCA, som kan hmme bde ace-togene og methanogene bakterier (Scheutz et al. 2006).

4.1.2 Udvikling i redoxforhold

I abiotiske kontroller ses ingen udvikling i redoxforholdene. I biotiske kontroller, sti-mulerede flasker og bioaugmenterede flasker ses straks jernreduktion, som efter ca. 3 uger (24 dage) for stimulerede og bioaugmenterede flasker flges af sulfatreduktion (figur 4.2 og bilag 1.2), som er nr komplet efter ca. 6 uger (42 dage). Der er ikke de-tekteret nitrat. I de stimulerede flasker detekteres methan efter knap et halvt r (168 dage), mens der i de bioaugmenterede flasker ses en lille methanproduktion i starten af forsget. Mellem 7 og 9 mdr. (mellem dag 205 og dag 283) efter start sker en beskeden stigning i methan i stimulerede og bioaugmenterede flasker (figur 4.2 og bilag 1.2). I biotiske

29

kontroller ses en yderst beskeden methanproduktion 7-9 mdr. (205-283 dage) efter start om end, der ikke er sket reduktion af sulfat i disse (bilag 1.2). Figur 4.2. Baldersbkvej. Udvikling i redoxforhold i stimuleret flaske (nr. 8) og i bioaugmenteret flaske (nr. 12) reprsenterende kildeomrdet samt i stimuleret flaske (nr. 16) og i bioaugmenteret flaske (nr. 18) reprsenterende fanen.

Perioden fra sulfat er reduceret til methanproduktionen starter/stiger er forholdsvis lang. Dette kan potentielt skyldes inhibering fra 1,1,1-TCA, som kan hmme metha-nogene bakterier (Scheutz et al. 2006).

4.1.3 Nedbrydning af chlorerede ethaner

Koncentrationsudvikling og sammenstning af chlorerede ethaner i flasker fra Bal-dersbkvej kildeomrde (flasker med morneler) og fane (flasker med sand) er illu-streret i figur 4.3 hhv. 4.4 og bilag 1.3. I samtlige flasker fra Baldersbkvej sker der betydelige fald i 1,1,1-TCA koncentratio-nerne uden, at der dannes mere af de biologiske nedbrydningsprodukter 1,1-DCA og CA (figur 4.3 og bilag 1.3) eller af det abiotiske nedbrydningsprodukt 1,1-DCE (bilag 1.4). De frste 2-4 uger (15-24 dage) er udviklingen i alle flasker omtrent ens, dog aftager koncentrationen af 1,1,1-TCA mere i flasker med morneler end i flasker med sand. De aftagende 1,1,1-TCA koncentrationer formodes i denne periode fortrinsvis at skyldes sorption. Abiotisk nedbrydning ved hydrolyse til acetat kan potentielt ogs bidrage hertil.

30

Figur 4.3. Baldersbkvej. Udvikling i koncentrationer af chlorerede ethaner i abiotisk kontrol (nr. 1), bio-tisk kontrol (nr. 3), stimuleret flaske (nr. 7) og i bioaugmenteret flaske (nr. 12) reprsenterende kildeom-rdet (flasker med morneler). Figur 4.4. Baldersbkvej. Udvikling i koncentrationer af chlorerede ethaner i biotisk kontrol (nr. 14) og i stimuleret flaske (nr. 16) reprsenterende fanen (flasker med sand). Derefter aftager 1,1,1-TCA hurtigere i biotiske kontroller, stimulerede flasker og bioaugmenterede flasker end i abiotiske kontroller reprsenterende kildeomrdet. Li-geledes aftager 1,1,1-TCA hurtigere i stimulerede og bioaugmenterede flasker end i biotiske kontroller reprsenterende fanen. Der sker sledes tilsyneladende bde abio-tisk og biotisk nedbrydning i biotiske flasker. I flasker reprsenterende kildeomrdet foregr sledes tilsyneladende biologisk nedbrydning af 1,1,1-TCA i biotiske kontrol-ler, stimulerede flasker og bioaugmenterede flasker. Effekten af stimulering og bioaug-mentering er her yderst begrnset. Da der ikke er opsat abiotiske kontroller for fanen

31

er det svrt at vurdere om den aftagende koncentration af 1,1,1-TCA i den biotiske kontrol skyldes biologisk nedbrydning. I flasker reprsenterende fanen ses hurtigere nedbrydning i stimulerede og bioaugmenterede flasker. Stimulering har sledes mulig-vis en effekt i fanen, hvorimod effekten af bioaugmentering er yderst begrnset. Overraskende sker der tilsyneladende ingen dannelse/ophobning af 1,1-DCA. Der sker tilsyneladende ingen nedbrydning af den fra start tilstedevrende 1,1-DCA og CA, selv efter sulfat for lngst er omsat og produktion af methan er startet i stimule-rede og bioaugmenterede flasker. 1,1,1-TCA kan, jf. figur 1.1, omsttes abiotisk ved hydrolyse til acetat. Det kan nppe udelukkes, at hastigheden af abiotisk hydrolyse kan afhnge af forholdene i flaskerne og derved vre forskellig i abiotiske og biotiske flasker. Den ved hydrolyse af 1,1,1-TCA potentielt dannede acetat vil kun svare til baggrundsniveauet i kontrollerne og vre vsentligt lavere end den ved fermentering af laktat dannede acetat i stimulerede flasker. Desuden kan acetat ogs omsttes ved fermentering. Det er sledes muligt, at der overvejende er tale om abiotisk nedbrydning af 1,1,1-TCA til acetat. Der er ikke observeret nogen inhiberende effekt af tilstning af PCE p nedbrydnin-gen af 1,1,1-TCA, idet der ikke ses forskel p nedbrydning af 1,1,1-TCA i flasker alene tilsat 1,1,1-TCA og flasker tilsat bde PCE og 1,1,1-TCA. Omstningen af 1,1,1-TCA er illustreret ved dechloreringsgrad for udvalgte flasker fra hhv. kildeomrde og fane i figur 4.5 mens den for vrige flasker er vist i bilag 1.3.

Figur 4.5. Baldersbkvej. Udvikling i dechloreringsgrad for 1,1,1-TCA i udvalgte flasker reprsenterende kildeomrde og fane. ak: abiotisk kontrol, bk: biotisk kontrol, s: stimuleret, s+: bioaugmenteret, tomme legends: kun tilsat 1,1,1-TCA, fyldte legends: tilsat PCE svel som 1,1,1-TCA. En dechloreringsgrad p 33% indikerer normalt at 1,1,1-TCA er omsat til 1,1-DCA. Da der var bde 1,1-DCA og CA tilstede ved start, er en dechloreringsgrad p op til omkring 40% her alene indikation p, at det meste af 1,1,1-TCA er nedbrudt. Den

32

mindre stigning i dechloreringsgrad for den abiotiske kontrol fra kildeomrdet formo-des at udtrykke ndring forrsaget af abiotisk fjernelse af 1,1,1-TCA ved sorption (af tilsat 1,1,1-TCA) til sedimentet og hydrolyse til acetat.

4.1.4 Nedbrydning af chlorerede ethener

Nedbrydningen af chlorerede ethener i stimulerede og bioaugmenterede flasker repr-senterende kildeomrdet og fanen er illustreret i figur 4.6. Koncentrationsudvikling og sammenstning af chlorerede ethener for samtlige flasker er illustreret i bilag 1.4. Figur 4.6. Baldersbkvej. Udvikling i sammenstning af chlorerede ethener i stimuleret (nr. 8) og i bioaugmenteret flaske (nr. 12) reprsenterende kilden og i stimuleret (nr. 15) og i bioaugmenteret flaske (nr. 18) reprsenterende fanen. I abiotiske kontroller ses ingen tydelig omstning af chlorerede ethener, mens der i de biotiske kontroller svel som stimulerede og bioaugmenterede flasker fra fane svel som kildeomrde observeres hurtig (indenfor 1 uge) omstning af PCE til TCE (bilag 1.4). I stimulerede og bioaugmenterede flasker fra svel fane som kildeomrde ses ned-brydning af TCE til DCE (overvejende cis-DCE). I bioaugmenterede flasker er cis-DCE dominerende efter blot ca. 2 uger (15 dage), mens det i de stimulerede flasker frst er tilfldet efter godt 3 mdr. (100 dage). I de bioaugmenterede flasker sker om-stningen af TCE til DCE fr og sidelbende med sulfatreduktionen, mens omst-ningen af TCE til DCE frst rigtig starter efter sulfat er omsat i de stimulerede flasker (figur 4.6 og bilag 1.4 hhv. figur 4.2). Videre nedbrydning af cis-DCE til VC og ethen ses i stimulerede svel som bioaug-menterede flasker fra kildeomrdet, mens det alene ses i de bioaugmenterede flasker fra fanen (figur 4.6 og bilag 1.4). I de bioaugmenterede flasker sker den videre ned-

33

brydning sidelbende med dannelsen af DCE, og VC dominerer efter godt 3 mdr. (100 dage). VC omsttes derefter ret hurtigt til ethen, som er helt dominerende efter 4-5 mdr. (132 dage). I de stimulerede flasker fra kildeomrdet observeres frst VC dannelse efter ca. 6 mdr. (181 dage). Ogs her omsttes VC hurtigt til ethen, som do-minerer fuldstndigt efter 7-8 mdr. (231 dage). Omstningen af PCE er illustreret ved dechloreringsgrad for udvalgte flasker fra hhv. kildeomrde og fane i figur 4.7, vrige flasker er vist i bilag 1.4. For PCE svarer en dechloreringsgrad p 25% til, at PCE er omsat til TCE. Da der var noget cis-DCE i sedimentet ved start, er dechloreringsgraden ved fuld omstning af tilsat PCE til TCE ca. 30%. En dechloreringsgrad p 50% svarer til, at PCE er omsat til DCE. Dechloreringsgrader p 75% og 100% svarer til fuld omstning til VC hhv. ethen. Da VC hurtigt nedbrydes videre til ethen, ses der ikke noget plateau p kurver-ne ved 75%. Nedbrydningen af cis-DCE til VC og ethen falder tidsmssigt sammen med, at der opstr methanogene forhold. I bioaugmenterede flasker reprsenterende bde fane og kildeomrde sker omstning af bde cis-DCE og VC sidelbende med omstningen af TCA. I stimulerede flasker reprsenterende kildeomrdet er det derimod omstning af TCE, som sker sidel-bende med omstningen af 1,1,1-TCA, og vsentlig omstning af cis-DCE sker frst, efter 1,1,1-TCA er omsat.

Figur 4.7. Baldersbkvej. Udvikling i dechloreringsgrad for PCE i udvalgte flasker reprsenterende kilde-omrde og fane. ak: abiotisk kontrol, bk: biotisk kontrol, s: stimuleret, s+: bioaugmenteret, tomme le-gends: kun tilsat 1,1,1-TCA, fyldte legends: tilsat PCE svel som 1,1,1-TCA.

34

4.1.5 Sammenfatning og diskussion af resultater for Baldersbkvej

Fermentering af donor og udvikling i redoxforhold sker omtrent som forventet. Dog sker dels omstning af propionat og dels produktion af methan efter lngere tid og i ret beskedent omfang. Dette formodes at skyldes en inhiberende effekt af 1,1,1-TCA. 1,1,1-TCA nedbrydes biotisk i flasker reprsenterende kildeomrdet og efter stimule-ring i flasker reprsenterende fanen uden dannelse/ophobning af 1,1-DCA eller CA. Den manglende ophobning af nedbrydningsprodukter ved omstning af 1,1,1-TCA er overraskende ogs i lyset af 1,1-DCAs dominans p lokaliteten. Abiotisk hydrolyse af 1,1,1-TCA til acetat kan muligvis vre forklaringen. Der observeres ingen nedbryd-ning af 1,1-DCA og CA, som var tilstede fra start, i flaskerne. Der ses ingen effekt af stimulering i flasker reprsenterende kildeomrdet, hvorimod stimulering tilsyneladende har betydende effekt i fanen. Dette p trods af, at der kun var ret beskedent initialt indhold af oplst organisk stof i biotiske kontroller reprsen-terende kildeomrdet, om end det var hjere end i biotiske kontroller reprsenterende fanen. Nedbrydningen af chlorerede ethener forlb i lyset heraf som ventet med omstning af PCE til cis-DCE i biotiske kontroller, stimulerede og bioaugmenterede flasker re-prsenterende kildeomrdet samt i stimulerede og bioaugmenterede flasker reprsen-terende fanen. I stimulerede og bioaugmenterede flasker reprsenterende kildeomr-det og i bioaugmenterede flasker reprsenterende fanen skete videre nedbrydning til ethen. Den manglende omstning af cis-DCE til VC og ethen i stimulerede flasker fra fanen stemmer overens med, at der ikke kunne detekteres Vcr i grundvand fra fanen. Kom-plet omstning af chlorerede ethener i fanen vil derfor formodentlig krve bioaug-mentering. I kildeomrdet kan bioaugmentering medvirke til hurtigere omstning af DCE. I stimulerede flasker reprsenterende kildeomrdet ses muligvis en inhiberende effekt af 1,1,1-TCA p omstningen af cis-DCE, idet cis-DCE frst nedbrydes efter 1,1,1-TCA er komplet nedbrudt. Dette er ikke tilfldet i de bioaugmenterede flasker, hvilket indikerer, at de specifikke DCE og VC nedbrydere (Dehalococcoides) i de tilsatte kul-turer er mere tolerante overfor 1,1,1-TCA end de naturligt forekommende p Balders-bkvej.

35

4.2 Hje Taastrup Vej


Der var initielt et lille indhold af oplst organisk stof i grundvandet, som overvejende bestod af acetat (se abiotiske og biotiske kontroller i bilag 2.1). Til stimulerede og bioaugmenterede flasker er tilsat laktat som donor. Laktaten omsttes ved fermentering til acetat og propionat efter ca. 3-6 uger (24-42 dage). For bioaugmenterede flasker tilsat 1,1-DCE eller CA sker omstningen tidlige-re/hurtigere end for bioaugmenterede flasker tilsat 1,1,1-TCA og for alle flasker, som ikke er bioaugmenteret (figur 4.8 og bilag 2.1). For de fleste flasker nedbrydes det me-ste propionat hurtigt, mens acetat ophobes.

Figur 4.8. Hje Taastrup Vej. Omstning af laktat donor i bioaugmenterede flasker tilsat TCA (nr. 8) hhv. 1,1-DCE (nr. 16) reprsenterende kildeomrdet. For flasker tilsat 1,1,1-TCA ses ingen dannelse af propionat. I stimulerede og bioaug-menterede flasker tilsat 1,1-DCE og en af de stimulerede flasker tilsat 1,1,1-TCA om-sattes acetat tilsyneladende mellem 3 og 6 mdr. (100-181 dage) efter start, mens der efter 6 mdr. (181 dage) ikke er observeret omstning af acetat i nogen af de vrige flasker. (Senere data indikerer imidlertid at acetat ikke er omsat i nogen af flaskerne).

36


Udviklingen i redoxforholdene i de biotiske kontroller og de bioaugmenterede flasker tilsat 1,1,1-TCA hhv. CA er illustreret i figur 4.9, mens udviklingen i de vrige flasker ses i bilag 2.2. Resultaterne stemmer godt overens med den forventede udvikling. Nitrat blev omsat indenfor f dage, og der skete jernreduktion i biotiske kontroller og stimulerede og bioaugmenterede flasker. I stimulerede og bioaugmenterede flasker skete der sulfatre-duktion mellem 2 og 6 uger (15-42 dage) efter start, hvilket resulterede i et fald i kon-centrationen af oplst jern formodentlig som flge af udfldning af jernsulfider. I de bioaugmenterede flasker startede en beskeden methanproduktion straks. Ogs for denne lokalitet ser 1,1,1-TCA ud til at hmme methanproduktionen, som dog generelt er beskeden. Figur 4.9. Hje Taastrup Vej. Udvikling i redoxforhold i biotisk kontrol (nr. 4) og i bioaugmenteret flaske (nr. 8) tilsat 1,1,1-TCA samt i biotisk kontrol (nr. 20) og i bioaugmenteret flaske (nr. 24) tilsat CA, alle reprsenterende kildeomrdet.


Resultaterne for flasker tilsat TCA (1000 g/L) viser ingen tegn p nedbrydning af TCA til DCA (bilag 2.3) i hverken abiotiske kontroller, biotiske kontroller, eller stimu-lerede og bioaugmenterede flasker. I en enkelt biotisk kontrol og en enkelt stimuleret flaske ses dog muligvis langsomt aftagende total-concentration af TCA og DCA. Der var i alle flasker et betydeligt indhold af DCA fra sedimentet fra start. I flasker tilsat 1,1-DCE eller CA (men ikke 1,1,1-TCA) ses muligvis tegn p aftagende andel af TCA (lille initialt indhold) efter 6 mdr. (181 dage).

37

I en enkelt bioaugmenteret flaske tilsat 1,1-DCE (men ikke 1,1,1-TCA), ses efter 7-10 mdr. (231-295 dage) omstning af DCA til CA, figur 4.10. Dette er ikke set i andre flasker. I denne flaske var 1,1-DCE omtrent fuldstndig omsat til ethen efter 3-4 mdr (100-132 dage). I dubletten skete dette lidt senere (4-6 mdr., 132-181 dage). Der er efter 10 mdr. (295 dage) ikke set tegn p omstning af CA i flasker, hvor CA er tilsat. Der er kun opsat flasker reprsenterende kildeomrdet (morneler) for denne lokali-tet.

Figur 4.10. Hje Taastrup Vej. Nedbrydning af chlorerede ethaner i bioaugmenterede flasker tilsat 1,1,1-TCA, 1,1-DCE henholdsvis CA reprsenterende kildeomrdet (morneler). Nedbrydning af 1,1-DCA til CA efter 7-10 mdr. observeres kun i ene dublet af de bioaugmenterede flasker uden tilstning af TCA (tilsat 1,1-DCE).


P Hje Taastrup Vej var indholdet af chlorerede ethener meget lavt og domineret af 1,1-DCE, som er det abiotiske nedbrydningsprodukt af TCA. Resultaterne fra udvalg-

38

te flasker tilsat 1,1-DCE er illustreret i figur 4.11. 1,1-DCE nedbrydes via VC til ethen efter 3-5 mdr. (100-132 dage) i bioaugmenterede flasker. I de vrige flasker tilsat 1,1-DCE er ikke set tegn p nedbrydning af 1,1-DCE, figur 4.11 og bilag 2.4. P denne lokalitet er bioaugmentering sledes ndvendig for at opn omstning af 1,1-DCE. Figur 4.11 Hje Taastrup Vej. Nedbrydning af 1,1-DCE i stimuleret og bioaugmenteret flaske reprsen-terende kildeomrdet (morneler). Ved sammenligning af abiotiske kontroller (autoklaveret) og biotiske kontroller (ikke autoklaveret) opsat samtidigt og alene tilsat CA (efter evt. autoklavering) kan effekten af autoklavering p den fra sedimentet tilstedevrende TCA og DCA vurderes. I Figur 4.12 er resultaterne for chlorerede ethaner og chlorerede ethener for abiotiske og biotiske kontroller sammenholdt. Figur 4.12. Hje Taastrup Vej. Sammenligning af abiotiske (autoklaverede) og biotiske flasker for 1,1,1-TCA, 1,1-DCA og de potentielle abiotiske nedbrydningsprodukter (1,1-DCE hhv. VC).

39

Det ses, at 1,1,1-TCA nedbrydes ved autoklaveringen, og at der dannes 1,1-DCE og VC ved autoklaveringen. Niveauet af 1,1-DCE, som er dannet, svarer rimeligt til den nedbrudte 1,1,1-TCA (hvis 1,1,1-TCA i abiotisk kontrol fr autoklavering svarede til 1,1,1-TCA koncentration i biotisk kontrol). At der dannes VC kan mske indikere, at der sker abiotisk nedbrydning af 1,1-DCA ved autoklaveringen. Det er i givet fald en forsvindende del (ca. 1%) af 1,1-DCA, som er nedbrudt abiotisk. I abiotiske kontroller alene tilsat 1,1,1-TCA (efter atoklavering) ses ogs dannelse af 1,1-DCE og VC ved autoklaveringen, bilag 2.4. Her er dannelsen af 1,1-DCE vsent-ligt strre, mens dannelsen af VC er sammenlignelig med ovennvnte. Da der til disse flasker er tilsat 1,1,1-TCA, kan niveauet fr autoklavering i abiotiske kontroller ikke vurderes ud fra biotiske kontroller. Koncentrationen i biotiske kontroller tilsat 1,1-DCE (og ikke 1,1,1-TCA) tyder p, at TCA koncentrationen i abiotiske kontroller fr autoklavering godt kan have svaret til dannelsen af 1,1-DCE ved autoklavering. VC-dannelsen svarer ogs i disse flasker til en evt. abiotisk omstning af ca. 1% af tilste-devrende 1,1-DCA. Der er ingen tegn p vsentlig abiotisk omstning af 1,1,1-TCA til 1,1-DCE for 1,1,1-TCA tilsat efter autoklavering.

4.2.5 Sammenfatning og diskussion af resultater for Hje Taastrup Vej

Fermentering af donor og udvikling i redoxforhold sker overordnet som forventet. I flasker tilsat 1,1,1-TCA ss dog ikke dannelse af propionat men indikationer p at en anden fed syre optrdte som mellemprodukt. Methanproduktionen var generelt be-skeden og i flasker tilsat 1,1,1-TCA tilsyneladende inhiberet sammenholdt med flasker uden tilsat 1,1,1-TCA. Der skete ikke nedbrydning af 1,1,1-TCA til 1,1-DCA i flasker tilsat 1,1,1-TCA, og der var kun beskedne tegn p aftagende koncentration af 1,1,1-TCA. I flasker tilsat 1,1-DCE eller CA (men ikke 1,1,1-TCA) ses muligvis tegn p aftagende andel af 1,1,1-TCA (lille initialt indhold) efter 6 mdr. (181 dage) I en enkelt bioaugmenteret flaske tilsat 1,1-DCE ses efter 7-10 mdr. (132-195 dage) omstning af 1,1-DCA til CA (ses endnu ikke i dublet eller andre flasker). Der var kun meget beskedne koncentrationer af chlorerede ethener, domineret af det abiotiske nedbrydningsprodukt 1,1-DCE fra 1,1,1-TCA, p denne lokalitet. Det er sledes ikke umiddelbart overraskende, at nedbrydning af 1,1-DCE i flasker reprsen-terende Hje Taastrup Vej krvede bioaugmentering. Mere overraskende blev imid-lertid detekteret Vcr (specifikke nedbrydere for VC) i grundvand fra lokaliteten. Ved bioaugmentering forlb nedbrydningen af 1,1-DCE til ethen som forventet meget hurtigt, s snart sulfatreducerede forhold var opnet. Der observeres komplet abiotisk nedbrydning af 1,1,1-TCA til 1,1-DCE og indikatio-ner p abiotisk nedbrydning af ca. 1% af 1,1-DCA til VC ved autoklavering i abiotiske kontroller reprsenterende Hje Taastrup Vej. Den abiotiske nedbrydning ved auto-klavering er interessant, idet en potentiel metode til oprensning i kildeomrder kunne vre termisk behandling efterfulgt af stimuleret reduktiv dechlorering.

40

4.3 Vasbyvej


I flasker reprsenterende kildeomrdet var der ogs fr evt. tilstning af donor et be-tydeligt indhold af NVOC, hvoraf en betydelig del bestod af de fede syrer propionat og acetat, bilag 3.1. I grundvand fra fanen var der et beskedent indhold af NVOC. I abiotiske og biotiske kontroller er ikke observeret nogen tydelig udvikling i indhold af NVOC eller fede syrer. I de stimulerede flasker og de bioaugmenterede flasker blev den tilsatte laktat hurtigt (indenfor 1-3 uger, 8-23 dage) omsat til propionat og acetat, bilag 3.1, illustreret for bioaugmenterede flasker reprsenterende kildeomrdet hhv. fanen i figur 4.13. Pro-pionat dominerer de fede syrer.

Figur 4.13. Vasbyvej. Omstning af laktat donor i bioaugmenteret flaske tilsat TCA og TCE reprsente-rende kildeomrdet (nr. 13) hhv. fanen (nr. 25). I stimulerede og bioaugmenterede flasker tilsat 1,1,1-TCA reprsenterende kildeom-rdet er derefter ikke set yderligere udvikling, figur 4.13, hvorimod der ved seneste prvetagning af stimulerede og bioaugmenterede flasker kun tilsat TCE observeres ens indhold af propionat og acetat, hvilket indikerer omstning af propionat til acetat. Dette indikerer en inhiberende effekt af 1,1,1-TCA p omstningen af propionat. I stimulerede og bioaugmenterede flasker (tilsat 1,1,1-TCA og TCE eller CA) repr-senterende fanen ses omstning af bde propionat og acetat, figur 4.13 og bilag 3.1.

41


I de abiotiske kontroller er generelt ikke set nogen udvikling i redoxparametrene, bilag 3.2. Nitratkoncentrationerne var fra start forsvindende i koncentration i bde kildeom-rde og fane, og sulfatkoncentrationen var meget lav i kildeomrdet. I biotiske kon-troller, stimulerede flasker og bioaugmenterede flasker fra kildeomrdet var udviklin-gen mht. jern- og sulfatreduktion meget ens. Koncentrationen af oplst jern steg straks og nede et stabilt niveau indenfor ca. 3 uger (23 dage), og sulfat blev reduceret fuldstndigt indenfor ca. 3 uger (23 dage), bilag 3.2. Dette er illustreret for en bioaug-menteret flaske fra kildeomrdet i figur 4.14.

Figur 4.14. Vasbyvej. Udvikling i redoxparametre i bioaugmenteret flaske tilsat TCA og TCE reprsente-rende kildeomrdet (nr. 13) hhv. fanen (nr. 25). I modstning til jern og sulfat var udviklingen i methandannelse meget forskellig i de forskellige typer flasker, dette er illustreret i figur 4.15. I alle flasker var der fra start en anelse methan. I stimulerede og bioaugmenterede flasker, som kun var tilsat TCE, ske-te hurtigt og vedvarende yderligere methanproduktion. Mellem 6 og 8 mdr. (178-248 dage) efter start observeres der en betydelig stigning i methankoncentrationen i disse flasker. I biotisk kontrol og stimulerede flasker tilsat 1,1,1-TCA eller bde 1,1,1-TCA og TCE er set en vsentligt langsommere og mere begrnset methandannelse, og i de bioaugmenterede flasker er methandannelsen forsvindende. Dette viser tydeligt, at 1,1,1-TCA virker inhiberende for de methanogene bakterier, og indikerer muligvis, at de methanogene bakterier i de tilsatte kulturer er mindre hrdfre i forhold til 1,1,1-TCA sammenholdt med bakterier fra lokaliteten. Oplst jern steg ogs straks i koncentration i de biotiske kontroller, stimulerede fla-sker og bioaugmenterede flasker reprsenterende fanen, bilag 3.2. I flasker fra fanen var der mere sulfat fra start, og her skete der ingen reduktion af sulfat i de biotiske kontroller. I de stimulerede flasker og de bioaugmenterede flasker tog reduktionen af

42

sulfat lidt lngere tid end i flasker reprsenterende kildeomrdet og resulterede i min-dre stigning. Der ss endog et lille fald i oplst jern, formodentlig som flge af jernsul-fidudfldning. Udviklingen er illustreret for en bioaugmenteret flaske i figur 4.14. Ogs for flasker fra fanen var der stor forskel i methandannelsen, bilag 3.2. Dette er illustreret for udvalgte flasker i figur 4.15.

Figur 4.15. Vasbyvej. Methandannelse i flasker reprsenterende kildeomrdet (verst) og fanen (nederst). Koncentrationen for punkter som er hjere end y-aksens maksimum er givet over graferne, bemrk far-vekodning. ak: abiotisk kontrol, bk: biotisk kontrol, s: stimuleret flaske, s+: bioaugmenteret flaske; TCA, TCE, TCA TCE, CA: angiver hvilke stoffer der tilsat flasken. I flasker reprsenterende fanen sker der fra start lidt methandannelse i de bioaugmen-terede flasker. Methandannelsen er vsentlig strre i flasker tilsat CA end i flasker til-sat bde 1,1,1-TCA og TCE. Ogs her ses sledes en inhiberende effekt af 1,1,1-TCA for methandannelsen. Efter 3-5 mdr. (105-147 dage) sker methandannelse i stimulere-de flasker tilsat CA. Der observeres en betydelig og vedvarende methandannelse i dis-se flasker. I biotiske kontroller tilsat CA ses muligvis en lille methandannelse. Der er ikke observeret methandannelse i biotiske kontroller eller stimulerede flasker tilsat 1,1,1-TCA reprsenterende fanen. Det formodes, at antallet af methanogene bakterier i fanen oprindeligt har vret meget lavt/lavere end i kildeomrdet. Methandannelsen er tilsyneladende strre i stimulerede end i bioaugmenterede flasker. Det er uvist hvorfor.


Udviklingen i koncentrationer og sammenstning af chlorerede ethaner i flasker re-prsenterende Vasbyvej lokaliteten fremgr af bilag 3.3. Nedbrydningen i flasker re-prsenterende kildeomrdet er desuden illustreret ved molfraktioner i figur 4.16 og dechloreringsgrad i figur 4.19.

43

Der var fra start en del 1,1-DCA, cis-DCE og VC samt lidt 1,1,1-TCA fra morneler-/sandmaterialet i flaskerne, som ikke blev fjernet ved stripning med nitrogen. I abiotiske kontroller observeres ingen eller kun ubetydelig nedbrydning af 1,1,1-TCA eller 1,1-DCA. I biotiske kontroller, stimulerede flasker og bioaugmenterede flasker reprsenterende kildeomrdet og tilsat 1,1,1-TCA (5000 g/L) observeres efter et par mdr. (57 dage) en langsom nedbrydning af 1,1,1-TCA til 1,1-DCA (figur 4.16 verste 4 grafer). Efter omtrent 9 mdr. (259 dage) er nedbrydningen af 1,1,1-TCA endnu ikke komplet, og der er ikke set nedbrydning af 1,1-DCA til CA. Der synes imidlertid ikke at vre dannet helt s meget 1,1-DCA, som der er nedbrudt 1,1,1-TCA (bilag 3.3.1). Der ses ingen forskel p flasker alene tilsat 1,1,1-TCA og tilsat bde 1,1,1-TCA og TCE (bilag 3.3).

Figur 4.16. Vasbyvej. Udvikling i sammenstning af chlorerede ethaner i abiotisk kontrol og biotisk kon-trol tilsat TCA (5000 g/L), stimuleret flaske og bioaugmenteret flaske tilsat TCA (5000 g/L) og TCE (1000 g/L) samt i stimuleret flaske og bioaugmenteret flaske tilsat TCE alene (1000 g/L TCE, fra se-diment ca. 500 g/L 1,1,-TCA). Alle flasker reprsenterende kildeomrdet. Abiotiske kontroller er auto-klaveret 3 gange over 3 dage, og stoffer er derfor frst tilsat 3 dage senere end for vrige flasker. I stimulerede og bioaugmenterede flasker reprsenterende kildeomrdet, som alene er tilsat TCE (og ikke 1,1,1-TCA, figur 4.16 2 nederste grafer), med initial lavere 1,1,1-TCA koncentration (ca. 500 g/L) observeres komplet nedbrydning af 1,1,1-TCA

44

(formentlig til 1,1-DCA) indenfor 1-2 mdr. (42 dage). Dechloreringsgraden ses at stige til 33%, figur 4.19. I de bioaugmenterede flasker reprsenterende kildeomrdet ses desuden videre nedbrydning af 1,1-DCA til CA efter 7-9 mdr. (204-259 dage, figur 4.16 2 nederste grafer). I den flaske, hvor mest 1,1-DCA er omsat til CA er dechlore-ringsgraden efter ca. 9 mdr. (259 dage) steget til 63% (komplet omstning af 1,1-DCA til CA resulterer i dechloreringsgrad p 67%), figur 4.19. I de stimulerede flasker er derimod ikke set videre nedbrydning af 1,1-DCA (figur 4.16). Nedbrydningen i stimulerede og bioaugmenterede flasker reprsenterende fanen er illustreret ved molfraktioner i figur 4.17 for flasker tilsat 1,1,1-TCA og TCE og figur 4.18 for flasker tilsat CA samt ved dechloreringsgrad i figur 4.19.

Figur 4.17. Vasbyvej. Udvikling i sammenstning af chlorerede ethaner i stimuleret flaske (nr. 23) og bioaugmenteret flaske (nr. 26) tilsat TCA (1000 g/L) og TCE (1000 g/L) reprsenterende fanen. I biotiske kontroller tilsat 1,1,1-TCA (1000 g/L) og stimulerede og bioaugmenterede flasker tilsat bde 1,1,1-TCA (1000 g/L) og TCE (1000 g/L) reprsenterende fanen ses efter ca. 4 mdr. (112 dage) et mindre fald i 1,1,1-TCA, som ikke modsvares af pro-duktionen af 1,1-DCA (bilag 3.3.3). I den ene bioaugmenterede flaske ses efter 7-9 mdr. (204-259 dage) en langt tydeligere nedbrydning af 1,1,1-TCA til 1,1-DCA, denne udvikling ses ikke i dubletten eller de stimulerede flasker (figur 4.17). Dechlorerings-graden for 1,1,1-TCA i den bioaugmenterede flaske er ca. 28% mod ca. 15% i vrige flasker efter ca. 9 mdr. (259 dage, figur 4.19). I stimulerede flasker reprsenterende fanen tilsat CA (ikke tilsat 1,1,1-TCA) observe-res nedbrydning af 1,1-DCA (tilstede fra start) til CA efter ca. 4 mdr. (112 dage). Ned-brydningen til CA er komplet efter ca. 9 mdr. (259 dage, figur 4.18). Overraskende ses ikke tilsvarende udvikling i de bioaugmenterede flasker. Da CA som flge af tilstning i forvejen var dominerende i disse flasker ses udviklingen ikke s tydeligt p dechlore-ringsgraden (fig 4.19).

45

Figur 4.18. Vasbyvej. Udvikling i sammenstning af chlorerede ethaner i stimuleret flaske (nr. 31) tilsat CA reprsenterende fanen.

Figur 4.19. Vasbyvej. Udvikling i dechloreringsgrad for TCA for udvalgte flasker tilsat TCA og/eller TCE reprsenterende kildeomrdet (verst) og fanen (nederst). ak: abiotisk kontrol, bk: biotisk kontrol, s: sti-mulret, s+: bioaugmenteret..


Udviklingen i koncentration og sammenstning af chlorerede ethener i flasker repr-senterende Vasbyvej lokaliteten fremgr af bilag 3.4. Nedbrydningen i udvalgte flasker reprsenterende kildeomrdet er endvidere illustreret ved molfraktioner i figur 4.20 og dechloreringsgrad i figur 4.22. For mere direkte sammenlignelighed mellem lokalite-terne er dechloreringsgraden vist som dechloreringsgrad med PCE som udgangspunkt i figur 4.22, selvom det er TCE, som er tilsat flasker reprsenterende Vasbyvej. I bilag

46

3.4 er dechloreringsgrader med svel TCE som PCE som udgangspunkt for beregnin-gen vist. Figur 4.20. Vasbyvej. Udvikling i sammenstning af chlorerede ethener i abiotisk kontrol (nr. 1), biotisk kontrol (nr. 3), stimuleret flaske (nr. 8)og bioaugmenteret flaske (nr. 14) tilsat TCA og TCE samt stimule-ret flaske (nr. 10)og bioaugmenteret flaske (nr. 20) tilsat TCE alene reprsenterende kildeomrdet. I de abiotiske kontroller observeres ingen nedbrydning. Som flge af det hje indhold af cis-DCE i materialet fra kildeomrdet udgr den tilsatte TCE i stimulerede og bioaugmenterede flasker reprsenterende kildeomrdet kun 5-10% af de chlorerede ethener. I biotiske kontroller tilsat 1,1,1-TCA og stimulerede flasker tilsat 1,1,1-TCA eller bde TCE og 1,1,1-TCA, figur 4.20 og bilag 3.4, observeres hurtig nedbrydning af TCE til cis-DCE og efter 2-3 mdr. (57-112 dage) videre nedbrydning af cis-DCE via VC til ethen. Nedbrydningen til ethen er omtrent komplet efter ca. 9 mdr. (259 dage) med en dechloreringsgrad p >95%. Overraskende, observeres der vsentligt langsommere nedbrydning i de bioaugmente-rede flasker end i de stimulerede flasker og de biotiske kontroller reprsenterende kil-deomrdet tilsat 1,1,1-TCA eller bde 1,1,1-TCA og TCE (TCA koncentration 5000

47

g/L). I disse bioaugmenterede flasker er nedbrydningen af cis-DCE ikke komplet endnu efter 9 mdr. (259 dage) og bortset fra en enkelt flaske (nr. 18) ud af 8 (nr. 11-18) er ikke sket videre omstning af VC (figur 4.22 og bilag 3.4.2). Dechloreringsgra-den for PCE i de 8 flasker varierede efter ca. 9 mdr. (259 dage) mellem 55% og 87%, heraf oversteg kun den ene 75% svarende til komplet nedbrydning af cis-DCE til VC (figur 4.22 og bilag 3.4.7). Den ene flaske, der blev observeret ethendannelse i, og hvor dechloreringsgraden oversteg 75%, var bioaugmenteret med KB1 kultur alene (bilag 3.4). Men der ss i vrigt ikke nogen entydig forskel p udviklingen i flasker bioaugmenteret med KB1 eller ACTIII alene sammenholdt med en blanding af de 2 kulturer (svarende til KB1PLUS), bilag 3.4. I stimulerede og bioaugmenterede flasker reprsenterende kildeomrdet tilsat TCE alene (ikke tilsat 1,1,1-TCA, med initial koncentration p ca. 500 g/L 1,1,1-TCA) observeres meget hurtig nedbrydning af TCE via cis-DCE og VC til ethen med om-trent komplet omstning til ethen efter ca. 5 mdr. (157 dage, figur 4.20). Nedbrydningen af chlorerede ethener i stimulerede og bioaugmenterede flasker repr-senterende fanen tilsat bde 1,1,1-TCA (1000 g/L) og TCE (1000 g/L) er illustreret ved molfraktioner i figur 4.21 og ved dechloreringsgrad i figur 4.22.

Figur 4.21. Vasbyvej. Udvikling i sammenstning af chlorerede ethener i stimuleret flaske (nr. 23)og bioaugmenteret flaske (nr. 26) tilsat TCA og TCE reprsenterende fanen. De biotiske kontroller reprsenterende fanen var ikke tilsat TCE. Der ses ingen ned-brydning af tilstedevrende cis-DCE i disse (bilag 3.4). I de bioaugmenterede flasker reprsenterende fanen starter nedbrydningen af TCE straks, mens der frst sker nedbrydning af TCE af betydning i de stimulerede flasker efter godt 1 mdr. (42 dage). Komplet omstning af TCE til cis-DCE observeres dog i stimulerede svel som bioaugmenterede flasker efter ca. 2 mdr. (57 dage). I de stimule-rede flasker nedbrydes cis-DCE ikke, og dechloreringsgraden (for PCE) nr sledes 50%. I de bioaugmenterede flasker sker sidelbende med nedbrydningen

Nedbrydning af 1,1,1-TCA ved stimuleret ... - er.dtu.dk · 4.2.5 Sammenfatning og diskussion af...

Documents

Transcript of Nedbrydning af 1,1,1-TCA ved stimuleret ... - er.dtu.dk · 4.2.5 Sammenfatning og diskussion af...