Einflussfaktoren für Konzentrationsänderungen von

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


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




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




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)


3. Einfluss der Temperatur (2)Interpretation der Messungen

Sowohl innen als aussen• Aufschüttungen und Lehm

mit hohem r²>0 signifikant




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


6. Einfluss des Regens (1)Theoretischer Einfluss

KPlatte – (2,10-16 m²) KPlatte+ (2,10-12 m²)




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


7. Einfluss der GrundwasserspiegelschwankungenInterpretation der Messungen• Keine deutlich sichtbare Korrelation (verborgene Effekte) • Insgesamt positive, jedoch schwache Korrelationsfaktoren

(zwischen Tiefe und Konz.)

Theoretischer Einfluss (KPlatte-)



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


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




Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Sylvie Traverse [email protected]



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