utvärdering av grundvattenprovtagning helena branzen

På säker grund för hållbar utveckling

Utvärdering av

grundvattenprovtagning av pH- och

redoxkänsliga ämnen

Helena Branzén, Jenny Vestin,

Dan Berggren Kleja

På säker grund för hållbar utveckling

Grundvattendagarna 2013 2

Nytt regeringsuppdrag för SGI

• SGI ansvarar för FoU i Sverige inom förorenade områden

– 1 januari 2010

– Tidigare Naturvårdsverkets ansvar

• Intention – Öka saneringstakten

– Öka kunskapsnivån om förorenade områden

Vi försöker via enkätstudier och på andra sätt identifiera kunskapsluckor

och behov av utveckling. Projektet om grundvattenprovtagning är en del av

det arbetet


Bakgrund

• Provtagningsförfarande och

provhantering påverkar

analysresultat

• Mängden betyder något för

prioriteringen medan halt och

förekomstform betyder något för

riskbedömningen

• >1/4 av prioriterade EBH-projekt

har arsenik som primär

förorening


Syfte

• Finns det behov av ytterligare vägledning, kunskaps-höjande

insatser eller forskning inom området?

– Utvärdera svenska vägledande dokument

– Utvärdera de faktiska tillvägagångssätten vid provtagning,

provhantering och analys (intervjuer)

– Undersöka fallstudie (Klippans läderfabrik)


Syfte

• Eg. var kanske den stora frågan om förenklingar som görs

betyder något för resultaten

- Arsenik, som är ett pH- och redoxkänsligt ämne, ingår tex i olika

metallpaket och man får det på köpet vid provtagning av metaller

Riktigt så långt kom vi inte i vårt projekt, men ett försiktigt

försök gjordes i en fallstudie på befintligt material


pH och redoxpotential

• Styr många ämnens löslighet och förekomst i vattnet

• pH är ett mått på vätejonaktiviteten

• Redoxpotentialen är ett mått på balansen mellan oxiderande och

reducerande ämnen

• pH och redox samverkar med processer som vittring,

mineralutfällning och adsorption

Tillsammans avgör dessa i vilken koncentration och i vilken form

lösta ämnen i grundvattnet förekommer


Markprocesser

• Vittring

– avgör vilka ämnen som naturligt finns tillgängliga i grundvattnet

– påverkas av jonstyrka, pH, mikrobiell aktivitet

• Utfällning

– ämne faller ut från lösningen och bildar fast fas

– ofta karbonater, fosfater, hydroxider, sulfider (Fe(OH)3, Al(OH)3)

– påverkas av syrehalt, redox

• Adsorption

– ämne fastläggs till lermineral, organiskt material, oxider (Fe, Al, Mn)

– påverkas av pH, ämnets koncentration


Exemplet arsenik

• Arsenat (AsV) H2AsO4- (stabil i aeroba miljöer)

• Arsenit (As III) H2AsO3- (stabil i anaeroba miljöer)

• Arsenit större löslighet och sorberar sämre

• Luftat prov AsV (lägre löslighet) dominerar (pH upp)

• Luftat prov Fe, Mn oxiderar As medutfälls

• Luftat prov visar därför lägre halter än de reella halterna i

grundvattnet


Reducerande förhållanden

• Reducerande förhållanden

– Gammalt vatten

– Slutna akvifärer

– Stangnant vatten

– Ler- och torvområden

– Områden rika på organiskt

material

Bild modifierad efter Appello och Postma, 1993


Vägledningar

1. Fälthandbok Miljötekniska markundersökningar (SGF 2004)

2. Bedömningsgrunder för miljökvalitet, grundvatten (Rapport 4915, NV, 1999)*

3. Vägledning för marktekniska markundersökningar (Rapport 4311, NV, 1994)

4. Rätt datakvalitet, Vägledning i kvalitetssäkring vid miljötekniska undersökningar

(Rapport 4667, NV 1996)

5. Metodik för inventering av förorenade områden (Rapport 4918, NV 1999)

6. Hantering och analys av prover från förorenade områden (SGF, 2012)*


Fälthandbok Miljötekniska

markundersökningar

• Remissversion ute

”För vattenprover krävs för vissa analyser konservering eller annan

förbehandling av provet redan i fält. Ta alltid kontakt med

laboratoriet före provtagningen för att få rätt instruktioner för aktuella

analyser.”

• Liknande hänvisningar till laboratorierna återfinns på flera ställen i

Hantering och analys av prover från förorenade områden (SGF,

2012


Vägledningar

• Bra utformat för generella provtagningar

• Redoxkänsliga ämnen; Spridda skurar, ibland med mycket bra

information. Samlade specifika råd för provtagning av dessa

ämnen saknas dock i stort sett. En del svepande formuleringar,

tex:

”ämnen som är känsliga för nedbrytning eller omvandling”

• Rapporterna förutsätter att konsulter/fälttekniker har tillräcklig

kunskap vid provtagning

• Vägledningar - inga manualer


Intervjuer, konsulter (7st)

• Gemensam uppfattning om hur fältarbetet påverkar resultatet saknas

(konservering, filtrering, installationer)

• Stor osäkerhet vid provtagning av redoxkänsliga ämnen – ingen särskild

anpassning av fältarbete

• Kunskap finns hos enskilda men bedöms inte vara allmänt spridd

• Frustration över begränsningar – vill utvecklas, diskussioner pågår

• Olika tillvägagångssätt mellan och inom bolag, svårt enas trots interna

diskussioner

• Ofta ekonomiskt pressade undersökningar

• Arbetsfördelning (fältarbete – mindre erfaren personal, utredningsarbete – mer

erfaren personal)

• Tveksamt att förlita sig på en upplösning av något som mäts i mg/l för att mäta

en medutfälld parameter i µg/l.


Intervjuer, laboratorier (3st)

• Hantering av inkommande prover skiljer sig åt (filtrering)

• Arbetar enligt standarder – förutsätter att konsulten är

medveten om arbetsgången. Endast klarfas analyseras

• Långa transporttider – svårt att analysera inom 24h

• Andel fältkonserverade prov som analyseras på lab är låg

• Rådgiver inte om fältförfarande men önskar ökad dialog

mellan provtagare och laboratorium (syfte, matris etc)

• Uppslutning i autoklav löser utfällningar men inte

silikatstrukturer – kan vara en variant


Rekommendationer

• Mät pH och redox i fält, slutet system

• Provta indikatorparametrar för bedömning av redox

• Mät pH vid flera tillfällen för att observera utvecklingen i provet

• Provta redoxkänsliga ämnen i slutet system

• Filtrera om möjligt i slutet system i fält

• Beställ analys beroende på målsättning:

– uppslutning på ett ofiltrerat prov ger lös och partikulär form

– uppslutning på ett filtrerat prov ger lös form*

• Dialog med laboratoriet ang. dekantering etc

• Förbättra teoretisk kunskap om geokemi (sätt värde på)

• Utnyttja kunskap om grundvattenkemi i utvärderingen av resultat


Tack för mig!

Och här sitter jag

och tar jordprov…


• SGI Publikation 5, Utvärdering av

grundvattenprovtagning för pH och redoxkänsliga ämnen

Helena Branzén, Jenny Vestin, Dan Berggren Kleja

• www.swedgeo.se

http://www.swedgeo.se/

utvärdering av grundvattenprovtagning helena branzen

Documents