Konsekvenser af sankning af permafrostspejlet

Til Grønlands Selvstyre, Departementet for Boliger, Natur og Miljø Dato November 2013

KONSEKVENSER AF SÆNKNING AF PERMA-FROSTSPEJLET I VAND-RESSOURCEOPLANDET TIL ILULISSAT

KONSEKVENSER AF SÆNKNING AF PERMAFROSTSPEJLET I VANDRESSOURCEOPLANDET TIL ILULISSAT

Rambøll Hannemanns Allé 53 DK-2300 København S T +45 5161 1000 F +45 5161 1001 www.ramboll.dk

Revision 2

Dato November 2013

Udarbejdet af Hanne Dahl Holmslykke (Rambøll1), Niels Richardt (Rambøll), Søren Jessen (GEUS2) og Kristine Rasmussen (Københavns Universitet3) 1) Nu GEUS, 2) Nu Københavns Universitet, 3) Nu Naturstyrelsen

Kontrolleret af Peter Engelund Holm (Københavns Universitet), Thorkild Feldthusen Jensen (Rambøll) og Niels Richardt (Rambøll)

Godkendt af Niels Richardt (Rambøll)

Beskrivelse Indsamling og analyse af vand- og sedimentprøver til under-søgelse af konsekvenser af sænkning af permafrostspejlet i vandressourceoplandet til Ilulissat

ISBN papir-

udgave

978-87-986968-3-4

ISBN elektro-

nisk udgave

978-87-986968-4-1

URL http://www.ramboll.dk/services/environment%20and%20nature

http://www.bibliotek.dk/

Ref. 5776043A Nærværende rapport er finansieret af Miljøministeriet via programmet for mil-jøstøtte til Arktis. Rapportens resultater og konklusioner er forfatternes egne og afspejler ikke nødvendigvis Miljøministeriets holdninger. Rapporten er udarbejdet for Grønlands Selvstyre, Departementet for Boliger, Natur og Miljø (tidligere Departementet for Indenrigsanliggender, Natur og Mil-jø). Rapportens resultater og konklusioner er forfatternes egne og afspejler ik-ke Departementet for Boliger, Natur og Miljø’s holdninger.


INDHOLD

1. Indledning 1 1.1 Baggrund 1 1.2 Hypotese 1 1.3 Formål 2 1.4 Rapporten 2 2. Områdebeskrivelse 4 2.1 Klima 5 2.2 Geologi 5 2.2.1 Prækvartær 5 2.2.2 Kvartær 7 3. Feltarbejde 10 3.1 Udvælgelse af undersøgelseslokaliteter 10 3.2 Geologi 11 3.3 Vandprøvetagning 12 3.4 Udtagning af optøede sedimentprøver 13 3.5 Udtagning af frosne sedimentprøver 14 3.6 Strømningsforhold 15 4. Laboratoriearbejde 16 4.1 Håndtering af prøver 16 4.1.1 Vandprøver 16 4.1.2 Sedimentprøver 16 4.1.3 Iskerner 16 4.2 Vandkemiske analyser 16 4.3 Sedimentkemiske analyser 17 4.3.1 Sekventiel ekstraktion 17 4.3.2 Kationbytter-kapacitet 17 4.3.3 Total organisk kulstof 18 4.3.4 Amorfe jern- og aluminiumoxider 18 4.3.5 Total oplukning 18 4.3.6 Teksturanalyse 18 5. Resultater 19 5.1 Geologi 19 5.2 Strømningsforhold 22 5.3 Vandkemi 23 5.3.1 Generelt 23 5.3.2 Metaller 24 5.3.3 Redoxparametre 25 5.3.4 Kationer 26 5.4 Sedimentkemi 27 5.4.1 Sekventiel ekstraktion 27 5.4.2 Kationbytter-kapacitet 39 5.4.3 Total organisk kulstof 41 5.4.4 Amorfe jern- og aluminiumoxider 41 5.4.5 Total opløsning 42 6. Diskussion 44 6.1 Aluminium 44 6.2 Jern 47 6.3 Arsen 48 6.4 Nikkel 49 7. Konklusion 51 8. Referencer 53


BILAG

Bilag 3.1 Profil 1 – Indmåling og observationer Bilag 3.2 Oversigt over udtagne vandprøver og de udførte vandkemiske

analyser Bilag 3.3 Oversigt over udtagne sedimentprøver fra aktivlaget og de udførte

sedimentkemiske analyser Bilag 3.4 Oversigt over udtagne af prøver fra permafrostlaget og udførte

vand og sedimentkemiske analyser Bilag 5.1 Resultater af vandkemiske analyser Bilag 5.2 Resultater af sekventiel ekstraktion Bilag 5.3 Resultater fra CEC Bilag 5.4 Resultater af teksturanalyse Bilag 5.5 Resultater af øvrige sedimentkemiske analyser


1

1. INDLEDNING

Rambøll har i 2005 udført feltarbejde i spærrezonen ved Ilulissat by og efterfølgende labora-toriearbejde i Danmark. Formålet med undersøgelserne var at etablere et datagrundlag til en indledende vurdering af mulige konsekvenser af en sænkning af permafrostspejlet for vand-kvaliteten af porevand og overfladerecipienter i vandressourceoplandet til Ilulissat by. Herun-der var det et specifikt formål at vurdere risikoen for frigivelse af naturlige stoffer, som ek-sempelvis metaller, der kan udgøre en risiko for vandressourcens kvalitet.

På baggrund af et udkast til rapport udarbejdet af Rambøll i 2007 har det daværende Direk-toratet for Miljø og Natur (DMN), nu NNPAN, og Rambøll vurderet, at det foreliggende data-grundlag er for spinkelt til at opfylde det oprindelige formål med projektet. Rambøll har der-for udført en række supplerende felt- og laboratorieundersøgelser, der kan komplettere de indledende undersøgelser, som Rambøll gennemførte i perioden 2005-2007. Disse undersø-gelser og resultaterne heraf er beskrevet i nærværende rapport.

Nærværende undersøgelse er finansieret af Miljøstyrelsen (alle omkostninger i forbindelse med felt- og laboratoriearbejde) og Rambøll (lønomkostninger). Felt- og laboratorieundersø-gelser samt bearbejdning af data er blevet udført i samarbejde med civilingeniør, ph.d. Søren Jessen fra GEUS samt Professor Peter Engelund Holm Københavns Universitet og specialestu-derende Kristine Rasmussen.

1.1 Baggrund Der er i de nordiske lande, primært i Norge, Sverige og Finland, igennem en lang årrække konstateret et markant øget humusindhold og dermed farve og organisk stof i de ferske van-de, der samtidig udgør drikkevandsressourcerne (Eggins et al., 1997, Naceur et al., 2003). Årsagen til det øgede humus-/farveindhold i vandet menes at være den globale klimaæn-dring.

Denne forringelse af vandressourcen har betydet øget fokus på, om den anvendte vandbe-handling er tilstrækkelig (Eggins et al., 1997, Naceur et al., 2003) til på sigt at levere drikke-vand af en kvalitet, der overholder de gældende krav, f.eks. EU's direktiv.

I forbindelse med udbygning af vandbehandlingsanlæggene i Ilulissat og Aasiaat er der i vandanalyserne over de sidste 10 år konstateret en forøgelse af farveindholdet og dermed humusindholdet (www.vandkvalitet.gl). Udover højt indhold af organisk stof i råvandet (fx i byerne Uummannaq og Ilulissat) ses der periodevis overskridelser af aluminiumsindholdet i råvandet i Ilulissat by. Årsagen til denne udvikling er ikke kendt, men kan eventuelt skyldes den globale klimaændring.

1.2 Hypotese Den overordnede hypotese er, at en global opvarmning vil afstedkomme (og allerede har af-stedkommet) en øgning af aktivlagets tykkelse, det vil sige tykkelsen af det optøede lag over permafrostlaget, i sommerhalvåret. Målinger viser således, at den årlige gennemsnitstempe-ratur er steget med ca. 2° C i perioden fra 1970 til 2005, og at tykkelsen af aktivlaget i samme periode er steget med ca. 0,8 m i Ilulissat (Ingeman-Nielsen, 2011). Resultatet heraf er, at hidtil permafrosne jordlag eksponeres for en række hidtil inaktive geokemiske og bio-geokemiske processer med potentiel risiko for vandkvalitetsændringer til følge.

Den infiltrerende nedbørs kemiske sammensætning vil ved nedsivning i de løse aflejringer over det underliggende permafrostlag ændre karakter efter aflejringernes geokemiske sam-mensætning og de geologiske forhold, som er fremherskende. Kvaliteten af det vand, som efterfølgende opsamles eller afstrømmer til vandløb og søer, vil på denne baggrund afspejle det biogeokemiske miljø i lagpakken over permafrostspejlet.

En sænkning af permafrostspejlet åbner mulighed for en ændring af såvel det fysiske som det biogeokemiske miljø i jordbunden over permafrostspejlet. Rent fysisk vil en sænkning af permafrostspejlet medføre en forøgelse af den optøede jordsøjles volumen. Lagpakken, som nedbøren infiltrerer igennem, vil altså få et større volumen, hvorved opholdstiden af vandet i aktivlaget vil blive længere. På undersøgelseslokaliteten i vandressourceoplandet til Ilulissat,


2

hvor aktivlaget består af et tørvelag underlejret af marin, siltdomineret mudder, forventes der at ske en større strømning i den marine mudder, idet en større del af mudderlaget vil indgå i aktivlaget som følge af en sænkning af permafrostspejlet.

En temperaturstigning i lagpakken vil ligeledes medføre en ændring af det biologiske miljø, idet den biologiske aktivitet vil stige. Da der i de øverste 3 m af permafrostlaget forventes meget letomsætteligt organisk stof (Elberling et al., 2010), forventes der at ske en række bi-ologiske nedbrydningsprocesser i det optøede permafrostlag med deraf følgende stigning i CO2-indholdet i jordsøjlens porevand og jordatmosfære. Den i jordsøjlen dannede CO2 vil ha-ve en effekt på pH i porevandet, og CO2 vil via denne mekanisme medvirke til sur udvaskning af mineraler i den optøede lagsøjle.

Det høje indhold af organisk materiale i den øverste del af permafrostlaget vil ligeledes øge opløseligheden af eksempelvis aluminium i vandet, idet aluminium kompleksbinder til det or-ganiske materiale. Tidligere studier har vist, at mobiliseringen af metaller således er størst, hvor der er et højt indhold af silt og ler samtidig med et højt indhold af organisk materiale (Cory et al., 2006, Cory et al., 2009, Petterson og Bishop, 1996 og Bendell-Young et al., 1993).

Hypotesen bag nærværende projekt er, at der forventes at være en fysisk front (permafrost-spejlet), der bevæger sig nedad som følge af stigende temperatur. Desuden er der en eller flere kemiske fronter, der ligeledes bevæger sig nedad, men som er forsinket i forhold til den fysiske front grundet kinetik- og/eller ligevægtsbegrænsninger. Ifølge denne hypotese, kan det nyligt optøede sediment forventes at have et forøget indhold af reaktivt organisk mate-riale samt metalioner sammenlignet med det aktive lag, som i længere tid har været under udvaskning, idet permafrostlaget forventes at have en konserverende effekt. Således kan en øget udvaskning af metalioner og organisk materiale forventes at ske som følge af sænkning af permafrostspejlet.

1.3 Formål Formålet med felt- og laboratorieundersøgelserne er at etablere et datagrundlag til en vurde-ring af mulige konsekvenser af en sænkning af permafrostspejlet for vandkvaliteten af pore-vand og overfladerecipienter i vandressourceoplandet til Ilulissat by. Herunder er det specifikt formålet at vurdere risikoen for frigivelse af naturlige kemiske stoffer, som eksempelvis me-talkationer og organisk stof, der kan udgøre en fremtidig risiko for vandressourcens kvalitet ved Ilulissat. Den primære målsætning er at undersøge de geokemiske processer, der måtte kunne føre til frigørelse af metalkationer med særlig fokus på aluminium. Der gennemføres altså en under-søgelse af, hvorvidt hidtil permafrosne jordlag eksponeres for en række hidtil inaktive geo-kemiske og biogeokemiske processer med vandkvalitetsændringer til følge. Dette gøres ved at undersøge forskelle i porevandskemi og sedimentkemi på grænsefladen mellem perma-frostlag og aktivlag samt ved at beskrive sandsynlige processer, der er en følge af forøget tykkelse af aktivlaget.

Undersøgelsen vil derimod ikke afdække en række sekundære forhold, som måtte have en supplerende indflydelse på størrelsen af metalkationfrigivelsen, f. eks, vegetation, optønings-periode, tøbrudssituation, frostperiode, permeabilitet m.v. En afdækning vil kræve et under-søgelsesprogram af en helt anden størrelse og varighed og med et helt andet budget end nærværende undersøgelse.

1.4 Rapporten

Efter en overordnet beskrivelse af områdets klima og geologi i kapitel 2 følger i kapitel 3 og 4 beskrivelser af henholdsvis det gennemførte feltarbejde og laboratoriearbejdet. I kapitel 5 gennemgås resultaterne inden for geologi og strømningsforhold, grundvandskemi og sedimentkemi. Behandlingen af grundvandskemien koncentrerer sig om stofferne alumini-um, jern, nikkel og arsen, der alle er fundet i forhøjede indhold i de undersøgte vandprøver, men der ses også på en række andre parametre. I behandlingen af sedimentkemien er se-kventielle ekstraktioner et væsentligt element. De sekventielle ekstraktioner giver blandt an-


3

det en indikation af, hvordan f.eks. de fire ovennævnte metaller er bundet i sedimentet, og hvor let metallerne kan mobiliseres. Der benyttes også en række andre metoder og analyser til at belyse mulige geokemiske processer i vand og sediment og derigennem give et grund-lag for at kunne tolke mulige grundvandskemiske effekter af en sænkning af permafrostspej-let. Kapitel 6 indeholder en diskussion, hvor de forskellige resultater fra kapitel 5 samtolkes til en tolkning af de kemiske processer, der styrer koncentrationen af aluminium, jern, nikkel og arsen i pore- og råvandet, og en vurdering af effekten af en sænkning af permafrostspejlet. Forskellige hypoteser om kemiske processer er i den forbindelse blevet testet ved hjælp af det geokemiske modelleringsprogram PHREEQC. Endelig følger i kapitel 7 konklusioner for opgaven.


4

2. OMRÅDEBESKRIVELSE

Vandforsyningen i Ilulissat sker fra en række søer, der er internt forbundne via elve. Oplan-det ligger umiddelbart øst for Ilulissat by, jf. figur 2.1. En stor del af oplandet udgøres af fast fjeld, mens den bynære del primært udgøres af løse sedimentære aflejringer. Som feltlokali-tet er der tidligere (Miljøstyrelsen, 2007) udvalgt et mindre delopland inden for vandressour-ceoplandet til Ilulissat by, se figur 2.1. Deloplandet blev i 2005 valgt således, at det repræ-senterer de sedimenter og bjergarter, der kendetegner det samlede opland. Endvidere blev der lagt vægt på, at deloplandet kan afgrænses, samt at området er forholdsvis let tilgænge-ligt fra byen. Oplandet til sø 39 er fastlagt ud fra luftfoto, 1200-51 ASIAQ 2000, nr. 2742, og er vist mere detaljeret i figur 2.2.

Figur 2.1 Skitse af vandressourceoplandet til Ilulissat med tilhørende spærrezone. Undersøgelses-området ligger inden for det med pink indtegnede delopland. Kilde Greenland Survey (2003).

Figur 2.2 Udsnit af luftfoto, der viser Sø 39 med opland, 1200-51 ASIAQ 2000, nr 2742. Efter Miljø-styrelsen (2007).


5

Som nævnt indledningsvist har vandkvaliteten i Ilulissat især gennem de seneste været præ-get af en meget svingende vandkvalitet, hvor især indholdet af aluminium i perioder har overskredet grænseværdierne for råvand, jf. figur 2.3.

Figur 2.3 Råvandets indhold af aluminium (mg/l) ved indgangen til Ilulissat Vandværk. Den røde stiplede linje markerer grænseværdien for aluminium i drikkevand (0,20 mg/l). Kilde: www. Vand-kvalitet.gl.

2.1 Klima

Ilulissat er kendetegnet ved fastlandsklima. Målinger foretaget af ASIAQ fra 1961 til 1990 vi-ser, at den årlige middeltemperatur er -4,5 C. Middeltemperaturen i august i samme periode er på 6,5 C. Nedbøren er lav med en årsmiddel på 266 mm med den største del af nedbøren faldende i juli, august og september, med henholdsvis 30, 30 og 40 mm. De årlige variatio-ner i perioden er små.

Undersøgelsesområdet ligger i den diskontinuerte permafrostzone, hvilket betyder, at perma-frostlaget ikke udgør en sammenhængende enhed, men at der kan findes områder, der er permafrostfrie.

2.2 Geologi 2.2.1 Prækvartær

Grundfjeldets kemiske sammensætning vil have en kemisk afsmittende virkning på vandres-sourcen.

Ilulissats vandressourceopland er beliggende i et område med to forskellige typer af grund-fjeld: Granit og granitisk gnejs samt gnejs, se figur 2.4, hvoraf den første har kemisk sam-mensætning som granit (Steenfelt, 2004). Steenfelt (2004) analyserede prøver af gnejserne samt af bæksedimenter, se figur 2.5.

Det valgte undersøgelsesområde ligger i den uspecificerede gnejsformation.

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

2000 2003 2006 2009

Kon

cent

ratio

n (m

g/l)

Aluminium


6

Figur 2.4 Grundfjeld indenfor vandressourceoplandet til Ilulissat (Steenfelt, 2004).

Figur 2.5 Prøvetagningssteder for prøver af grundfjeld og bæksedimenter (Steenfelt, 2004).

De kemiske analyser af gnejs og bæksedimenter (tabel 2.1) viser, at de udtagne gnejsprøver kemisk set er meget ens. De har lave indhold af jern, mangan og sporgrundstoffer. De to bæksedimentprøver har samme kemiske karakter som bjergartsprøverne. Den målte led-ningsevne af vandprøver fra bækkene er lav.

Der er ingen grund til at forvente, at grundfjeldet i væsentlig grad bidrager til det øgede ind-hold af f.eks. aluminium i råvandet.


7

Tabel 2.1 Koncentration af hoved- og sporstoffer i gnejs og bæksedimenter og målt ledningsevne i vandprøver fra bække (Steenfelt, 2004).

2.2.2 Kvartær De sedimentære aflejringer inden for det undersøgte vandressourceopland til Sø 39 kan ind-deles i to enheder: En nedre mudderenhed (mudder defineres som en blanding af sand, silt og ler) og en øvre tørveenhed.

Den nedre mudderenhed er aflejret i et marint miljø efter sidste istid. Øvre marine grænse i området er +70 m til +80 m (Weidick, 1969), hvilket for undersøgelseslokaliteten svarer til en palæo-havdybde på 30 til 40 m, idet lokaliteten ligger i kote ca. +40 m. I de følgende ka-pitler betegnes denne enhed som marint mudder.

De marine aflejringer i vandressourceoplandet er afgrænset af fast fjeld. Oversiden fremstår som en flade med søer og vandløb. En tilsvarende marin lagpakke er undersøgt i området ved lufthavnen ved Ilulissat (samme aflejring). Aflejringen består i følge Foged (1979) af en lagserie bestående af et aktivt lag på ca. 0,5 m, et permafrossent lag, et underafkølet, ufros-sent lag og et permafrostlag mere. Det underafkølede lag har et højt saltindhold, hvilket er grunden til, at dette ikke er frossent til trods for temperaturer mellem 0 C og -3 C (Foged, 1979). Der er i undersøgelsesområdet ikke boret tilstrækkelig dybt til at konstatere, om et tilsvarende ufrossent lag findes her.


8

Figur 2.6 Rekonstruktion af israndspositioner ved Ilulissat 9500, 8000 og 5000-4000 år før nu samt i år 1850 og år 2000 (Weidick og Bennike, 2007).

Deglaciationen af Ilulissat-området foregik ca. 9.500 år før nu (Weidick og Bennike, 2007). Området omkring Sø 39 er blevet havdækket i forbindelse med deglaciationen eller umiddel-bart derefter. Som det fremgår af figur 2.6, var isranden i den efterfølgende periode lokalise-ret relativt stabilt i nærheden af undersøgelsesområdet.

De marine aflejringer er aflejret i perioden fra isafsmeltningen og indtil isostatisk ophævning løftede området omkring Sø 39 ud af havet. Ud fra strandforskydningskurver i Weidick og Bennike (2007) tolkes dette at være sket omkring 7000 år før nu.

De marine aflejringer er sandsynligvis ikke af lokal oprindelse, idet de er transporteret via de glaciale smeltevandsstrømme og sedimenteret i det marine miljø foran gletcherfronten. Dette betyder, at der fra det marine sediment kan afgives andre stoffer, end de der er kendt fra gnejsen (Weidick, 1969).

Tørvelaget, der overlejrer de marine aflejringer, er dannet på lokaliteten i perioden fra områ-det blev løftet op af havet for ca. 7000 år siden og til i dag.

Permafrostlaget er udviklet i de marine aflejringer relativt kort tid efter landhævningen og formodes stort set at have haft samme udbredelse indtil i dag (Foged, 2006). Området har imidlertid været udsat for klimaændringer siden deglaciationen. I figur 2.7 ses dels en mar-kering af temperaturafvigelser i forhold til i dag for de seneste 8000 år baseret på data fra den grønlandske indlandsis, dels udviklingen i isfrontens position i Ilulissat Isfjords-gletcheren gennem de seneste 7000 år. Det fremgår af figuren, at i perioden frem til ca.


9

4000 år før nu var klimaet varmere end i dag, og som en konsekvens rykkede isfronten tilba-ge, så den havde sin mest tilbagetrukne position omkring 4000 år før nu. Denne position fremgår også af kortet i figur 2.6. Fra omkring 4000 år før nu indtrådte en gradvis afkøling, der resulterede i en fremrykning af isfronten, og i forbindelse med den yderligere afkøling i ”den lille istid” skete en markant fremrykning af isfronten, der nåede sin yderste position omkring år 1850 (figur 2.6 og 2.7). Det er vanskeligt at forestille sig, at disse klimaændrin-ger ikke også har betydet små ændringer i permafrostspejlets beliggenhed og dermed tyk-kelsen af aktivlaget, så aktivlaget har været tykkere før år 4000 før nu og tyndere i den lille istid.

Figur 2.7 Temperaturafvigelser i forhold til den nuværende temperatur (baseret på data fra iskerne-boringer i den grønlandske indlandsis) og position af gletcherfronten i Ilulissat Isfjords-gletcheren (Mikkelsen og Ingerslev, 2002).


10

3. FELTARBEJDE

Med henblik på at etablere et datagrundlag til vurdering af mulige konsekvenser af en sænk-ning af permafrostspejlet for vandkvaliteten i vandressourceoplandet til Ilulissat by er der indsamlet prøver af sediment og vandfase for på den måde at få et billede af de kemiske for-hold i området. Der er således udtaget sediment og vandkemiske prøver i forskellig dybde over og under permafrostspejlet fra tre forskellige lokaliteter. Da de kemiske forhold hænger nøje sammen med vandets strømningsforhold og geologien er der desuden set på disse for-hold. I det følgende gives en detaljeret beskrivelse af feltarbejdet i ressourceoplandet til Ilulissat by. Feltarbejdet er udført i perioden fra d. 17. august 2010 til d. 26. august 2010.

3.1 Udvælgelse af undersøgelseslokaliteter Som feltlokalitet er der tidligere (Miljøstyrelsen, 2007) udvalgt et mindre delopland inden for vandressourceoplandet til Ilulissat by, se figur 2.2.

I nærværende undersøgelse er der arbejdet videre på profil 1 fra den tidligere undersøgelse (Miljøstyrelsen, 2007). Profilets placering er vist i figur 3.1. Profilet er ud fra en tolkning af overfladeforholdene på luftfotos lagt således, at det giver et repræsentativt billede af delop-landet og dermed lagpakken. Profillinjen er ligeledes udlagt således, at det ligger vinkelret på højdekurver, og de undersøgte lokaliteter forventes således at følge vandets strømbane mod sø 39.

Figur 3.1 Placering af det undersøgte profil og de tre undersøgelseslokaliteter A, B og C. Bemærk at nummereringen af punkterne i profilet starter i den modsatte ende i forhold til Miljøstyrelsen (2007).

Indledningsvis er profil 1 fra den tidligere undersøgelse (Miljøstyrelsen, 2007) genfundet og genskabt ved hjælp af flyfotos og kort, jf. figur 3.1. Profilets stationer, der er udlagt med 10 meters mellemrum, er indmålt med almindelig håndholdt GPS. GPS-koordinaterne er angivet i bilag 3.1. Relative terrænkoter for stationerne er herefter bestemt ved hjælp af et niveller-instrument og et stadie.


11

De nyindmålte GPS-koordinater er sammenlignet med de målte og beregnede GPS-koordinater for profil 1 i Miljøstyrelsen (2007) for at bekræfte, at det nyoptegnede profil stemmer overens med det tidligere optegnede profil 1. Under det tidligere udførte feltarbejde (Miljøstyrelsen, 2007) er der nedsat træpløkke i jorden for hver 50 m fra starten af profilet samt i endepunktet med henblik på en senere opmåling med differentiel GPS. Under genska-belsen af profilet i forbindelse med feltarbejdet til denne rapport er flere af disse træpløkke genfundet, hvilket bekræfter, at de to profiler stemmer overens. Nummereringen af punkter på profilet er kontrolleret ved at sammenligne de steder, hvor der blev fundet træpløkke fra det tidligere feltarbejde, med de steder, hvor det forventedes at finde pløkkene. Det er valgt at ændre nummereringen af profilets stationer, så der tælles opad fra den mest opstrøms station til den mest nedstrøms station i stedet for den i Miljøstyrelsen (2007) anvendte nummerering, der går imod strømretningen. Station L1-1 fra Miljøstyrelsen (2007) benævnes således Pæl 38 i nærværende undersøgelse, mens station L1-38 fra Miljøstyrelsen (2007) nu benævnes Pæl 1.

En enkelt station, L1-1 = Pæl 38, blev i feltarbejdet til Miljøstyrelsen (2007) indmålt med dif-ferentiel GPS. Koten fra denne måling (kote + 38,61 m) er benyttet til at omsætte de relative koter fra nivelleringen til absolutte koter. Da træpløkken fra det oprindelige feltarbejde på den indmålte station ikke er genfundet, er der nogen usikkerhed på den nøjagtige beliggen-hed af den differentielle GPS-indmåling, og derfor er der en usikkerhed på terrænkoten ved Pæl 38. Usikkerheden vurderes til 10-20 cm. Da nivelleringen er foretaget som en lineær indmåling uden triangulering, er der også en yderligere usikkerhed på de absolutte terrænko-ter stigende fra Pæl 37 til Pæl 1, hvor denne usikkerhedskomponent vurderes at være op mod 30 cm. Billedet af terrænvariationen mellem de enkelte stationer på profilet er imidlertid pålideligt og fuldt tilstrækkeligt til at give et billede af terræn, strømningsforhold med videre i denne opgave. Terrænkoterne fremgår af bilag 3.1.

For hver 10 m på profilet er dybden til permafrostspejlet fundet og geologien undersøgt og beskrevet ved hjælp af karteringsbor, jf. afsnit 3.2. Endvidere er vegetationen og fugtigheds-graden beskrevet i store træk for at kunne sammenholde disse oplysninger med de målte dybder til permafrostspejlet. Disse observationer fremgår af bilag 3.1.

På baggrund af de geologiske forhold samt dybden til permafrostspejlet er der valgt tre un-dersøgelseslokaliteter, hvor der er udtaget prøver til analyse af sediment- og vandkemi. Un-dersøgelseslokaliteterne er udvalgt efter følgende kriterier:

De tre lokaliteter skal ligge nedstrøms hinanden Der skal være en vis dybde til permafrostspejlet, så det er muligt at få et profil med

vandkemiske analyser over permafrostspejlet Der skal være en vis tykkelse af tørvelaget, så det er muligt at få to vandprøver i tør-

ven og gerne 3 i den marine mudder Der vælges lokaliteter, der er relativt fugtige, da dette øger chancen for at suge vand

fra sedimentet og dermed få udtaget vandprøver Der vælges ikke lokaliteter med frit vandspejl, da der skal være mulighed for at sæt-

te prøvetagningsudstyret op Undersøgelseslokaliteterne må ikke ligge i hundeslædesporet (hundeslædesporet

krydser profilet mellem station 33 og 34)

Placeringen af de tre undersøgelseslokaliteter A, B og C fremgår af figur 3.1.

3.2 Geologi Det geologiske feltarbejde har bestået i den ovenfor nævnte kartering af profil 1 med karte-ringsbor samt en mere detaljeret beskrivelse af de tre undersøgelseslokaliteter A, B og C ba-seret på materiale fra karteringsbor, ”profiler” gravet med spade samt iskerneboringer under frostspejlet. Karteringsboret giver en op til 100 cm lang kerne med 3,5 cm diameter. Karteringsboret gi-ver generelt gode prøver i den marine mudder og i mange tilfælde også gode prøver af den


12

ovenliggende tørv. Boret kan ikke bore under permafrostspejlet og giver en sikker bestem-melse af dybden til denne grænse. Ved karteringen af profil 1 er der som minimum lavet et stik på hver station (med 10 meters mellemrum). Dybden til grænsen mellem tørv og marint mudder samt dybden til permafrost-spejlet er bestemt, og tørv og marint mudder er beskrevet. Endvidere er vegetationen og fugtigheden på terræn beskrevet. Målte dybder og beskrivelserne i kort form ses i bilag 3.1. På en del af stationerne er der udført supplerende stik med henblik på at bestemme lokale fluktuationer i grænsen mellem tørv og marint mudder og i permafrostspejlet. På de tre undersøgelseslokaliteter A, B og C er sedimenterne beskrevet i større detalje end på de øvrige stationer, og der er gjort mere ud af at fastlægge den lokale variation i dybden til grænsen mellem tørv og marint mudder og til permafrostspejlet. Prøvemateriale i form af iskerneboringer foreligger udelukkende for de tre undersøgelseslo-kaliteter. Udtagning af sedimentprøver og udtagning af prøver af permafrostlaget er beskrevet hhv. i afsnit 3.4 og afsnit 3.5.

3.3 Vandprøvetagning Ved hver undersøgelseslokalitet er der udtaget vandprøver i forskellig dybde i den optøede zone over permafrostspejlet. Vandprøverne er udtaget ved hjælp af PFTE (teflon) sugeceller fra PRENART. Dybden for placering af sugecellerne er bestemt ud fra de geologiske forhold samt dybden til permafrostspejlet. Der er som udgangspunkt taget to vandprøver fra tørvelaget og tre vand-prøver fra den marine mudder, således at der er udtaget en vandprøve over og under græn-sen mellem tørvelaget og den marine mudder samt umiddelbart over permafrostspejlet, jf. figur 3.2. En oversigt over de udtagne vandprøver er givet i bilag 3.2. En skitse over opstillingen af sugeceller anvendt til prøvetagningen er vist i figur 3.2. Ved hjælp af sugecellerne ledes vandet jf. figur 3.2 fra den ønskede dybde til en septumflaske, der er lukket ved hjælp af gummiprop og aluminiumskapsel. Formålet hermed er at sikre en vandprøve, der ikke har været i kontakt med atmosfærisk ilt, og hvor der ikke forventes af-gasning af CO2 til atmosfæren, og som derfor kan anvendes til bestemmelse af pH og TIC (Total Inorganic Carbon). Når septumflasken er fuld, ledes overskydende vand til en 100 ml plast flaske. Under prøvetagningen graves flaskerne ned i jorden, således at prøverne opbe-vares mørkt og køligt. Hver sugecelle-opsætning tilkobles en pumpe, der sikrer, at der holdes et konstant undertryk på 0,4 bar, hvilket medfører, at vandet suges fra sedimentet til flaskerne. Pumpen sikres strømforsyning fra et bilbatteri. Inden selve prøvetagningen påbegyndes, gennemskylles flasker og slanger fra septumfla-skerne til pumpen med nitrogen for at fortrænge atmosfærisk ilt. Ved gennemskylningen af systemet kobles selve sugecellen fra, således at nitrogengas ikke trykkes ud i sedimentet. Sugecellerne har typisk suget 1,5 til 2 døgn ved hver lokalitet. Efter endt prøvetagning, sluk-kes pumpen og systemet "åbnes" i toppen af sugecellerne, hvorved vandet i slangerne ligele-des indsamles og ikke går til spilde.


13

Figur 3.2 Skitse af opstillingen af sugeceller til udtagning af vandprøver.

Vandet i de 100 ml plastflasker filtreres gennem 0,2 µm cellulose acetat (CA) sprøjtefiltre (Sartorius Minisart) over i fire forskellige 20 ml scintillationsvials; en til analyse af anioner, en til analyse af kationer (syrekonserveret), en til analyse af kationer (ikke syrekonserveret) og en til analyse af ammonium. Overskydende vand filtreres i en plastflaske. Syrekonservering sker i 0,5 % konc. HNO3, Suprapur (14 M), dvs. til 20 ml prøve tilsættes 200 µl 7M HNO3. Vi-als'ene med vandprøve til analyse af anioner, kationer, ammonium samt flasken med over-skydende vand, holdes frossent indtil analyse i København. Septumflasker og vials med sy-rekonserveret prøve graves ned i et hul og opbevares derved ved in situ temperatur indtil hjemrejse, hvor de holdes på køl indtil analyse. I felten analyseres vandets ledningsevne, alkalinitet samt pH. Ledningsevnen måles så vidt muligt i eventuelt overskydende vand, og ellers i vialen til analyse af kationer. Alkaliniteten måles ved hjælp af Grantitrering på en filtreret prøve. Til titreringen anvendes 2,5 ml prøve, og der titreres med en 10 mM HCl. Som følge af for lav vandgennemstrømning har det desværre ikke været muligt at koble en flow-celle til sugecelle-systemet med det formål at måle pH direkte i flowcellen. Vandets pH værdi er derfor målt med strips med vand fra septumflaskerne, da der ellers er risiko for, at der afgasser CO2 med en stigning i pH til følge. Med en 10 ml sprøjte injiceres ca. 1 ml nitro-gen og samtidig udtages ca. 1 ml vandprøve, der sprøjtes på en strip og pH aflæses.

3.4 Udtagning af optøede sedimentprøver Sedimentprøver af aktivlaget er udtaget i umiddelbar nærhed af sugecelle-opstillingen for at sikre så god overensstemmelse mellem de vandkemiske og de sedimentkemiske analyser som muligt. For ikke at forstyrre vandprøvetagningen er sedimentprøverne udtaget efter af-slutningen af vandprøvetagningen. En oversigt over de udtagne sedimentprøver fra aktivlaget er vist i bilag 3.2. I bilag ses også en kort geologisk beskrivelse af de udtagne prøver. Eksempler på de prøvetagede sedimenter ses i figur 3.3.

PumpeBatteri

Tørv

Silt

Permafrost

Septumflasker

Vakuumkammerplastdunk


14

Mens udtagningen af såvel vand- og sedimentprøver ved tre forskellige lokaliteter kan give et billede af variationen på lidt større skala, er der ved hver undersøgelseslokalitet taget sedi-mentkemiske prøver fra to lokaliteter i umiddelbar nærhed af hinanden, for at undersøge den naturlige variation indenfor kort afstand. Prøver af tørvelaget er udgravet ved hjælp af en skovl. Tørvelagets tykkelse er målt og even-tuelle forskelle i tørvens farve og/eller struktur er karakteriseret og beskrevet. Efter inddeling af tørven i dybder med karakteristiske træk, overføres de forskellige tørvelag til forskellige 1 L Blue-cap glasflasker. Flaskerne gennemblæses med nitrogen, inden flaskerne lukkes, for på den måde at sikre, at tørven opbevares under anaerobe forhold indtil analyse, således at tør-ven ikke omsættes efter prøvetagningen. Flaskerne med tørve-prøverne opbevares i et gra-vet hul i tørven og overdækkes med den oprindelige tørv indtil hjemtransport, således at tør-ve-prøverne længst muligt opbevares ved in-situ temperatur. For at minimere risikoen for at tørven omsættes under hjemtransporten, hjemsendes tørve-prøverne på frost og opbevares under frost indtil analyse.

Figur 3.3 Tørv- (til venstre) og marin mudder (til højre).

Prøver af den underliggende marine mudder er udtaget dels ved hjælp af spade, dels med et Eigelkamp-bor. Eventuelle forskelle i den marine mudders struktur er identificeret og beskre-vet, inden sedimentet inddeles i karakteristiske dybdeintervaller og overføres til 1 L Blue-cap flasker. Inden flaskerne lukkes, gennemblæses de med nitrogen for at sikre, at prøven opbe-vares under anaerobe forhold indtil analyse i laboratoriet. Flaskerne opbevares ved in-situ temperatur indtil hjemtransport, hvorefter flaskerne opbevares på køl indtil analyse.

3.5 Udtagning af frosne sedimentprøver Prøver af permafrostlaget er på lokalitet B og C udtaget i umiddelbar nærhed af sugecelle-opstillingen og stedet for udtagelse af optøede sedimentprøver, for at sikre så god overens-stemmelse mellem analyserne for de frosne og de optøede sedimentprøver samt for vand-prøverne som muligt. Udtagningen af de frosne sedimentprøver på disse lokaliteter er foreta-get efter afslutningen af vandprøvetagningen for at rystelserne fra iskerne-udtagningen ikke skal forstyrre vandprøvetagningen. På lokalitet A blev iskernerne af tidsmæssige grunde ud-taget samtidig med vandprøvetagningen. For ikke at forstyrre vandprøvetagningen blev iskernerne derfor udtaget på samme sted som de supplerende prøver fra aktivlaget på lokali-teten. Hele kerner af permafrostlaget (sediment og is) udtages ved hjælp af et motordrevet bor. Umiddelbart efter udtagningen identificeres eventuelle karakteristika ved permafrostlaget, og iskernens længde måles for at bestemme udtagelsesdybden. Iskernen skæres op i passende stykker og opbevares i PVC rør ø 63 mm og lukkes i hver ende med DBI-dutter. Prøvens dybdeinterval samt orienteringen på kernen noteres på PVC-røret. Kernerne opbevares på frost indtil analyse. Der er udtaget henholdsvis 70 cm, 58 cm og 100 cm kerner af perma-frostlaget på de tre lokaliteter. En oversigt over de udtagne prøver af permafrostlaget er gi-vet i bilag 3.4.


15

Figur 3.4 Eksempler på udtagne iskerner, begge fra lokalitet C. Til venstre ses kerne fra 82 til 102 cm dybde. Kernen viser den grove fordeling mellem is og sediment, der karakteriserer hovedparten af iskernerne. Til højre ses kerne fra 126 til 154 cm dybde. Denne kerne viser en anden struktur med mindre noduler af sediment relativt jævnt fordelt i en matrix af is. Denne struktur er kun fundet ne-derst på lokalitet C. I begge fotografier markerer 0 på ”tavlelinealen” opad i kernen.

3.6 Strømningsforhold

Grundvandspotentiale For at få en ide om grundvandspotentialet og grundvandets strømningsretning blev der etab-leret ni midlertidige pejleboringer i form af slidsede PVC-rør, der blev nedsat langs traceet. Vandspejlet i disse boringer blev indmålt dels d. 20/8-2010, hvor det havde været tørvejr gennem en længere periode, dels d. 24/8-2010 efter et regnvejr. Ved samme lejligheder blev vandspejlet målt i ni punkter med frit vandspejl i eller nær traceet. Relative koter for pejlebo-ringer og frie vandspejl blev bestemt ved nivellering med nivelleringsinstrument og stadie. Grænsen mellem tørv og marint mudder blev bestemt for pejleboringerne ved hjælp af karte-ringsboret på samme måde som på de geologiske stationer i traceet. Alle boringer var ”filter-sat” (slidset) fra terræn og så dybt, at både tørv og marin mudder var filtersat. Hydraulisk ledningsevne Den hydrauliske ledningsevne i aktivlaget blev søgt bestemt ved hjælp af slugtests i otte af de midlertidigt installerede pejleboringer. Proceduren for slugtests var som følger: Inden på-begyndelse af slugtesten måles ”boringens” dybde og vandstand med et pejl, boringens dia-meter måles, og der nedsænkes en diver, der regelmæssigt (hver 30. sekund) måler vand-standen i boringen. Testen igangsættes ved at tilføre en passende mængde vand til boringen, hvorved vandstanden i boringen stiger. Testen afsluttes, når vandstanden er tilbage til sit op-rindelige niveau, og forsøgets varighed noteres. Data fra diveren blev efterfølgende behandlet ved hjælp af programmet Aqtesolv 3.01.


16

4. LABORATORIEARBEJDE

Med henblik på en vurdering af de kemiske forhold i ressourceoplandet til Ilulissat er der ud-ført en række laboratorieanalyser på de udtagne vand- og sedimentprøver. Laboratoriearbej-det er udført i perioden 15. november 2010 til 24. juni 2011 på forskningslaboratorierne på GEUS og KU LIFE. Af tidsmæssige og økonomiske årsager har det ikke været muligt at analysere alle de udtag-ne sedimentprøver. Da mange af de udførte analysemetoder desuden er udviklet til mineral-ske sedimentprøver, har det ikke været muligt at udføre eksempelvis sekventiel ekstraktion, CEC eller oxalat på prøver fra tørven. En oversigt over de vand- og sedimentkemiske analy-ser, der er udført på prøver fra aktivlaget, er vist i henholdsvis bilag 3.2 og 3.3, mens der i bilag 3.4 er givet en oversigt over, hvilke vandkemiske og sedimentkemiske analyser, der er udført på prøver fra permafrostlaget. I det følgende gives en kort beskrivelse af håndteringen af prøverne i laboratoriet samt de udførte laboratorieprocedurer.

4.1 Håndtering af prøver 4.1.1 Vandprøver

Vandprøver fra aktivlaget er analyseret uden forudgående behandling efter indsamling i fel-ten som beskrevet i afsnit 3.3. Vandprøver fra permafrostlaget er udvundet ved optøning af de udtagne iskerner i stykker af ca. 18 cm i 500 ml plastikflasker som beskrevet i afsnit 4.1.3. Efter optøning er suspensionen centrifugeret ved 8000 g i 10 min indtil sediment og vandfase er tydeligt adskilte. Efter dob-beltfiltrering med først 0,45 µm sterilt cellulose filter og dernæst 0,2 µm sterilt acrodise filter (supor membrane low protein binding non pyrogenic), overføres væsken til 50 ml sterile plast centrifugerør med låg og opbevares på køl indtil analyse.

4.1.2 Sedimentprøver Sedimentprøver fra aktivlaget til sekventiel ekstraktion er udtaget direkte fra Blue-cap glas-flasken, hvori de er opbevaret siden udtagning, og homogeniseret med en spatel inden ana-lyse. Til de øvrige sedimentkemiske analyser er sedimentet inden analyse tørret i en ovn i 1 uge, homogeniseret og nedknust i en kuglemølle og overført til en 100 ml plastflaske indtil analyse.

4.1.3 Iskerner De komplette iskerner fra permafrostlaget er for hver lokalitet genskabt ved at lægge de ud-tagne iskerner op i rækkefølge. Iskernerne er derefter skåret i stykker á ca. 18 cm med en sav for at sikre, at der er for hver delprøve af iskernen er tilstrækkeligt af såvel sediment som vand til de efterfølgende laboratorieanalyser. Iskernerne er overført til en 500 ml plast-flaske, og optøet natten over og centrifugeret ved 8000 g i 10 min. for at adskille sediment og vand. En delprøve fra hver 18 cm iskerne er overført til en 20 ml plastflaske til bestem-melse af pH. En oversigt over, hvordan iskernerne er puljet samt hvilke analyser, der er foretaget, er vist i bilag 3.4.

4.2 Vandkemiske analyser Indholdet af kationer, anioner og metaller i porevand fra aktivlaget og permafrostlaget er målt ved standard procedurer på forskningslaboratorier på GEUS og KU LIFE. En oversigt over hvilke vandkemiske analyser, der er udført er givet i bilag 3.2. Som det ses af bilaget, har det ikke været muligt at udføre vandkemiske analyser på en vandprøve fra dybden 46 cm u.t. ved lokalitet C som følge af utilstrækkelig tilstrømning af vand ved denne dybde. Porevandets pH i aktivlaget er målt i felten med strips med vand fra septumflaskerne, såle-des at risikoen for afgasning af CO2 minimeres. Det var ikke muligt at indsætte en flowcelle


17

til måling af pH i sugecelleopstillingen som følge af for lille vandgennemstrømning. Porevan-dets relativt lave pH udgør en risiko for afgasning af CO2 med en stigning i vandets pH til føl-ge, hvorfor det ikke vurderes muligt at få pålidelige pH-målinger ved hjælp af pH elektrode i felten uden en flowcelle. Forsøg med beregning af vandets pH ud fra vandets alkalinitet og indhold af TIC (Total Inorganic Carbon, Dansk: Total Uorganisk Kulstof) viste sig for upræcis til at give pålidelige pH-værdier. Det vurderes derfor at de mest pålidelige pH-målinger er fo-retaget med pH-strips i felten. Isens pH i permafrostlaget er målt med strips efter optøning efter hjemkomst. Vandets alkalinitet er bestemt ved Gran-titrering (Gieskes & Rogers, 1973; Appelo & Postma, 2005) i felten, mens isens alkalinitet er målt efter hjemkomst i laboratoriet ved Gran-titrering.

4.3 Sedimentkemiske analyser 4.3.1 Sekventiel ekstraktion

Der er udført sekventiel ekstraktion af metallerne aluminium, jern, mangan, nikkel og arsen på en række mudderprøver fra aktiv- og permafrostlaget som angivet i bilag 3.3 og 3.4. Der findes flere forskellige metoder til sekventiel ekstraktion, der inddeler de kemiske parametre i forskellige fraktioner (Tessier et al., 1979, Passos et al., 2010, Soleimani et al., 2010, Su-therland, 2010 og Shumilin et al., 2011). Ved den udførte metode, der er let modificeret fra Soleimani et al. (2010) og Tessier et al. (1979), inddeles de sedimentære metaller i fraktio-nerne løst bundet, ionbytteligt, karbonat-bundet, oxid-bundet og rest. Fraktionen af løst bundne metaller bestemmes ved ekstraktion af 2,5 g sediment (tørvægt) med et totalt volumen på 25 ml vand i 24 timer under omrystning. Inden ekstraktionen igangsættes, bestemmes sedimentets vandindhold, således at det sikres, at der kan tilføres milliQ-vand til et totalt vandvolumen på 25 ml. Efter endt ekstraktion centrifugeres suspensi-onen ved 7000 rpm i 10 min, inden supernatanten forsigtigt overføres til et analysebæger, tilsættes 500 μl koncentreret HNO3 Suprapure og analyseres for ovennævnte metaller med ICP-MS. Det tilbageværende sediment vaskes tre gange med 20 ml 0,05 M KNO3. Mellem hver vask centrifugeres suspensionen ved 7000 rpm i 10 min., hvorefter supernatanten forkastes. Fraktionen af ionbyttelige metaller bestemmes ved ekstraktion med 20 ml 1 M CaCl2 i en time. Efterfølgende centrifugeres suspensionen ved 7000 rpm i 10 min, inden supernatanten forsigtigt overføres til et analysebæger + 500 μl HNO3 og analyseres for ovennævnte metal-ler med ICP-MS. Det tilbageværende sediment vaskes tre gange med 20 ml 0,05 M KNO3 som beskrevet ovenfor. Fraktionen af karbonatbundne metaller bestemmes ved ekstraktion med 20 ml 1 M acatat-buffer ved pH 5 i fire timer. Efterfølgende centrifugeres suspensionen ved 7000 rpm i 10 min., supernatanten hældes fra + 500 μl HNO3 og analyseres for ovennævnte metaller med ICP-MS. Sedimentet vaskes tre gange med 20 ml 0,05 M KNO3 som beskrevet ovenfor. Fraktionen af oxid-bundne metaller bestemmes ved ekstraktion med 20 ml 0,3 M natrium-citrat, 5 ml 1 M natriumkarbonat og 1 g natriumdithionit i ½ time ved 70 ℃i vandbad. Su-spensionen centrifugeres efterfølgende ved 7000 rpm i 10 min., supernatanten hældes fra + 500 μl HNO3 og analyseres for ovennævnte metaller med ICP-MS. Sedimentet vaskes tre gange med 20 ml 0,05 M KNO3 som beskrevet ovenfor. Rest-fraktionen af metaller bestemmes ved kogning (omkring 90 °C i vandbad) med 20 ml 7,3 M HNO3 i fire timer. Efter endt ekstraktion centrifugeres suspensionen, supernatanten sorteres fra + 500 μl HNO3 og indholdet af metaller bestemmes ved ICP-MS.

4.3.2 Kationbytter-kapacitet En oversigt over de prøver fra aktivlaget og permafrostlaget, hvor sedimentets kation-bytter-kapacitet (CEC, Cation Exchange Capacity) er bestemt er vist i henholdsvis bilag 3.3 og 3.4.


18

Sedimentets CEC er bestemt ved ekstraktionsforsøg med 1 M NH4Cl som beskrevet i Kjøller et al. (2004) med mindre modifikationer. Inden ekstraktionsforsøgene igangsættes, centrifu-geres sedimentet med 3000 rpm i 20 min for at reducere sedimentets indhold af porevand til ca. 2 % (w/w). For hver analyseret dybde er der udført tre ekstraktionstrin på 5 g sediment, og det totale CEC er bestemt som summen af koncentrationen af natrium, kalium, calcium, magnesium og aluminium i filtreret (0,2 µm CA filter) ekstrakt fra ekstraktionerne. Indledende ekstraktioner med 1 M NaCl viser, at ammonium (NH4

+) udgør mindre end 4 % af det totale CEC. pH er målt før og efter hver ekstraktion. Efter ekstraktion med NH4Cl var prø-verne generelt overmættet med hensyn til amorf aluminiumhydroxid (Al(OH)3(a)) med et mætningsindeks (SI) op til 1,37, hvilket indikerer, at der kan være risiko for udfældning af aluminium som aluminiumhydroxid. Ud fra de observerede pH-ændringer kan der dog ikke påvises et tab af aluminium (< 0,0 %) som følge af udfældning.

4.3.3 Total organisk kulstof Sedimentets indhold af Total Organisk Kulstof (TOC) bestemmes ved tør-afbrænding og ef-terfølgende bestemmelse af den udviklede CO2 ved Infrarød Spektrofotometri (IR) som be-skrevet i Borggaard & Skorsepa (2001). Mellem 10 mg og 168 mg sediment afvejes og af-brændes ved 1300 °C, og den udviklede CO2 bestemmes.

4.3.4 Amorfe jern- og aluminiumoxider Sedimentets indhold af amorfe jern- og aluminiumoxider er bestemt ved ekstraktion i ammo-niumoxalat ved pH 3 som beskrevet i Borggaard & Skorsepa (2001). 2 g tørret, nedknust se-diment (jf. s. 16) ekstraheres med 50 ml 0,2M ammoniumoxalat i 2 timer under omrystning. Efter filtrering, analyseres ekstraktet for indholdet af jern og aluminium ved AAS.

4.3.5 Total oplukning Total oplukning af sedimentet er foretaget i mikroovn og total-element-analyse på ICP-MS som beskrevet i EPA (1996). Ca. 0,25 g nedknust sediment (jvf s. 16) oplukkes med 9 ml 70 % salpetersyre (HNO3), 1 ml 30 % brintoverilte (H2O2), 2 ml 30 % saltsyre (HCl) og 3 ml 40 % flussyre (HF) og analyseres efterfølgende på ICP-MS.

4.3.6 Teksturanalyse Den marine mudders fraktioner af ler (<2 µm), finsilt (2 – 20 µm), grovsilt og finsand (20 – 200 µm) og mellemsand og grovsand (200 – 2000 µm) er separeret ved en kombination af dispersion, sigtning og sedimentation som beskrevet i Borggaard et al. (2003). Indlednings-vis er sedimentet ”splittet” i en opløsning af destilleret vand og natriumpyrofosfat natten over. Ler- og siltfraktionen er bestemt ved aflæsning af et hydrometer efter 4 min., 8 min., 2 timer og 16 timer. Grovsilt-sandfraktionen er separeret ved hjælp af en 0,2 mm sigte.


19

5. RESULTATER

Alle resultater fra feltmålinger og laboratorieanalyser er samlet i bilagene 5.1 til 5.5. De geo-logiske observationer er dog samlet i bilag 3.1 (profil 1) og bilag 3.3 (lokalitet A, B og C). Neden for beskrives og kommenteres de vigtigste resultater. En samlet gennemgang af de vandkemiske data viser, at der i råvandet i ressourceoplandet til Sø 39 er forhøjede indhold af aluminium, jern, nikkel og arsen i værdier, der overskrider grænseværdien i drikkevand for de pågældende stoffer. I følgende gennemgang fokuseres der derfor på disse stoffer. Der er udtaget analyser fra tre undersøgelseslokaliteter, der ligger nedstrøms hinanden, ud fra et ønske om at kunne følge udviklingen i vand- og sedimentkemi langs en strømbane. Der ses dog generelt ingen væsentlig tendens i udviklingen i vand- og sedimentkemien langs pro-filet, idet resultaterne fra de tre lokaliteter A, B og C er meget lig hinanden. De tre undersø-gelseslokaliteter kan derfor mere betragtes som triplikater end som tre markant forskellige undersøgelseslokaliteter, der viser udviklingen i den kemiske sammensætning ved vandets vej til Sø 39.

5.1 Geologi Såvel karteringen af profil 1 som de mere detaljerede undersøgelser på de tre undersøgelses-lokaliteter A, B og C viser, at der i den terrænnære del af lagserien, der er undersøgelsens mål, overalt i undersøgelsesområdet findes to geologiske enheder, nemlig tørv og marin mudder. Tørv Tørven varierer i tykkelse mellem 10 cm og 41 cm. Der er endvidere en station på profil 1, hvor tørven, som skyller af boret, tilsyneladende er mere end 50 cm tyk. Tykkelsesvariatio-ner i tørven i profil 1 fremgår af bilag 3.1 og er illustreret i figur 5.1. ud over denne tykkel-sesvariation er der på alle tre undersøgelseslokaliteter, A, B og C, observeret relativt store tykkelsesvariationer på helt lokal skala, for eksempel ses på lokalitet B tykkelser mellem 12 og 25 cm inden for en afstand på 30 cm. På mange stationer ses et tørveprofil med en frisk og uomsat tørv øverst, der nedadtil bliver svagt omdannet og på nogle lokaliteter er stærkt omdannet nederst. Grænsen til den under-liggende marine mudder er oftest skarp, med der ses også eksempler på en mere gradvis overgang, der tolkes som opstået ved opblanding som følge af cryoturbationsprocesser efter tørvens dannelse. Sammensætningen af plantedele i tørven varierer, men i mange prøver ses en dominans af sphagnum-mosser.


20

Figur 5.1 Profil 1: Tykkelsen af tørv samt permafrostspejlets beliggenhed. Øverste diagram viser dybder under terræn, mens nederste diagram viser koter. Brun: Tørv. Grå: Marin mudder. Blå streg: Permafrostspejlet. Endvidere er placeringen af lokalitet A, B og C markeret, og maksimale dybder for iskerner er markeret med de med rødt afgrænsede stave.


21

Marin mudder Den marine mudder beskrives i profil 1 og på de tre undersøgelseslokaliteter, A, B og C, samstemmende som en leret til stærkt leret og svagt sandet silt. De i laboratoriet gennem-førte teksturanalyser bekræfter dette (bilag 5.4 og figur 5.2).

Figur 5.2 Teksturanalyser for marin mudder på de tre undersøgelseslokaliteter. Analyserne bekræf-ter feltbeskrivelserne af en enhed bestående af leret til stærkt leret og svagt sandet silt.

Såvel feltbeskrivelserne som teksturanalyserne peger på, at den marine mudder har en rela-tivt ensartet kornstørrelsesfordeling. De mindre variationer, der fremgår af teksturanalyserne viser intet mønster. Der ses altså hverken en stratigrafisk udvikling op gennem den under-søgte del af enheden eller en lateral udvikling langs med den nuværende strømlinje. Den marine mudder fremstår generelt strukturløs. Der er dog beskrevet en ganske svag lag-deling i en mudderprøve fra lokalitet A (suppl.). Den generelle mangel på strukturer kan væ-re primær: Marin mudder er på grund af flokkulering af lerpartiklerne ofte massiv og struk-turløs i modsætning til et tilsvarende ferskvandssediment, der ofte vil fremtræde varvigt. Manglen på sedimentære strukturer kan også være blevet forstærket af cryoturbationspro-cesser i aktivlaget efter tørlæggelsen af undersøgelsesområdet. I størstedelen af profil 1 og på undersøgelseslokalitet B og C fremtræder den marine mudder fuldt reduceret (grå) helt fra top af laget. På undersøgelseslokalitet A og på en række statio-ner i profil 1 omkring lokalitet A fremtræder de øverste 5-10 cm af den marine mudder ikke fuldt reduceret med brungrå flammer i den grå grundfarve og med oxidation omkring rødder. Som ovenfor beskrevet er grænsen til den overliggende tørv oftest skarp, men der ses også eksempler på en mere gradvis overgang, der tolkes som opstået ved opblanding som følge af cryoturbationsprocesser efter tørvens dannelse. Permafrostlaget Dybden til permafrostspejlet varierer meget indenfor selv meget korte afstande og er tilsyne-ladende primært relateret til mætningsforholdene. Således findes permafrostspejlet i større dybde i våde områder, mens permafrostspejlet er mere overfladenært i mere tørre områder, sandsynligvis fordi vandet i højere grad end jorden leder varmen ned til permafrostlaget


22

(Hayashi et al., 2007). Omvendt ses et tykkere umættet tørvelag øverst i lagserien at resul-tere i et højtliggende permafrostspejl.

På en enkelt station i profil 1 (pæl 36) blev permafrostspejlet truffet i tørven, og på undersø-gelseslokalitet A (suppl.) blev permafrostspejlet observeret i et niveau med ”tørveboller” i marin mudder. På alle øvrige stationer var permafrostspejlet beliggende i den marine mud-der.

Den øverste iskerne (48-61 cm u.t.) fra underlokalitet A er boret i en tørvebolle i marin mud-der. De resterende iskerner indeholder udelukkende permafrossen marin mudder. Iskernerne fra lokalitet A og B og fra lokalitet C ned til 116 cm u.t. viser en is-sedimentstruktur som den, der fremgår af det venstre fotografi i figur 3.4. Denne struktur er domineret af relativt store sedimentpartier, der ligger ujævnt fordelt i en matrix af is. I de nederste kerner fra lokalitet C ses den is-sedimentstruktur, som ses i det højre fotografi i figur 3.4, nemlig en struktur med mindre noduler af sediment, der ligger relativt jævnt fordelt i en matrix af is. Grænsen mellem de to strukturtyper kan være udtryk for et palæo-permafrostspejl.

5.2 Strømningsforhold For at få en ide om grundvandets strømningsretning er der opsat en række midlertidige pej-leboringer langs profilsnittet, i hvilket grundvandsstanden er målt, jf. figur 5.3. Derudover er vandspejlet målt i en række punkter med frit vandspejl. Det ses af figur 5.3, at vandspejlet falder ned mod sø 39, og vandet strømmer således som ventet fra grundfjeldet bag profil 1 langs med profilet mod sø 39. Af figur 5.3 ses ligeledes, at vandspejlet ligger nær terræn. I de fleste pejleboringer ligger vandspejlet i tørvelaget. Den umættede zone har således en lille dybde, og der er mættede forhold i det meste af aktivlaget. Vandspejlet er målt både d. 20/8-2010 efter en periode med tørvejr og d. 24/8-2010 efter et regnvejr. Som det fremgår af figur 5.3 ses der på en række stationer nogen variation i dyb-den til vandspejlet som følge af regnvejret.

Figur 5.3 Det målte vandspejl langs profilet, som funktion af afstanden fra pæl 1 (opstrøms) mod Sø 39 (nedstrøms). De absolutte koter er usikre, men de relative koter er sikre.

37,5

38

38,5

39

39,5

40

40,5

41

41,5

42

42,5

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Kote (m o. h

.)

Afstand (m)

Terræn

Vandspejl, 20. Aug. 2011 ‐ Førregn


23

Der er udført slugtest i otte af de ni pejleboringer. I alle 8 filtre stod vandspejlet i tørven. Dette tolkes, at vandføringen primært foregår i tørven og ikke i den marine mudder. Det er vanskeligt at vurdere usikkerheden, men resultaterne tyder på hydrauliske ledningsevner mellem fra 10-5 til 10-4 m/s, hvilket er normalt for svagt til moderat humificeret tørv (Quinton et al., 2008). Transmissiviteten er lavere (ca. en størrelsesorden mindre), på grund af den mættede tørvs ringe tykkelse. Den marine mudders hydrauliske ledningsevne og transmissi-vitet vil være størrelsesordener mindre end tørvens hydrauliske ledningsevne, såfremt sprækkestrømning kan negligeres. I forbindelse med feltarbejdet blev det observeret, at den marine mudder umiddelbart over permafrostlaget er væsentligt mere vandholdigt end den overliggende mudder. Det er derfor sandsynligt, at der sker en vis strømning af vand umiddelbart over og parallelt med perma-frostspejlet. Dette vand kan tænkes at strømme til overfladevandet via sprækkezoner eller dybere eroderede kanaler. En mulighed for at vurdere tilstrømningen til overfladevand af grundvand fra den dybe del af aktivlaget, lige over permafrostspejlet, er at sammenligne konduktiviteten (Engelsk: Electri-cal Conductivity, EC) af overfladevand med konduktiviteten i vandprøverne udtaget fra aktiv-laget (jf. Hayashi et al., 2004). En gennemgang af vandanalyser fra Ilulissat vandværk (www.vandkvalitet.gl) viser generelt konduktiviteter på 50-100 µS/cm i afgangsvandet. Kon-duktivitetsværdier fra aktivlaget (EC (µS/cm), tabel i Bilag 5.1) viser en EC på ca. 100 µS/cm i porevandsprøverne fra tørvelaget ved lokalitet A, B og C. Konduktiviteten stiger med dyb-den i aktivlaget, og når 300-700 µS/cm ved permafrostspejlet. De omtrent ens konduktivite-ter i tørvelaget og afgangsvandet fra vandværket kan tolkes således, at strømningen umid-delbart over permafrostspejlet bidrager relativt beskedent til overfladevandet. Derimod er det mere sandsynligt, at strømningen i tørvelaget er en betydelig kilde til overfladevandet. I ovenstående analyse af konduktivitetsværdier er ikke godtgjort for sæsonvariationer, for-dampning, m.m. Sammenfattende kan analysen bidrage med den kvalitative information, at evt. tilstrømmet grundvand fra zonen umiddelbart over permafrostspejlet til overfladevandet vil fortyndes med vand fra andre kilder, f.eks. fra tørvetaget eller direkte nedbør.

5.3 Vandkemi 5.3.1 Generelt

pH-værdien i vandet i aktivlaget og i permafrostlaget umiddelbart efter optøning er vist i fi-gur 5.4. I tørven er pH generelt stabil omkring 4,7-5. Den relativt lave pH kan hænge sam-men med regnvandets pH (pH = 5,6 i uforurenet regnvand) samt en lav alkalinitet (0,5 – 1,9 meq/l), jf. bilag 5.1, der gør tørvelaget sårbart for den syreproduktion, der forventes at finde sted som følge af omsætning af organisk materiale i tørven. Under oxiderede forhold, som der forventes tæt ved terræn, vil organisk materiale hurtigt omsættes under dannelse af blandt andet CO2, der er med til at forsure forholdene i tørvelaget. I den marine mudder stiger vandets pH til 6-6,7, hvilket sandsynligvis hænger sammen med en stigning i alkaliniteten, jf. bilag 5.1. Der er ingen entydig tendens til udviklingen i pH i permafrostlaget. Temperaturen falder fra 4,5 ℃ i en dybde af 15 cm u.t. til 0,4 ℃ 50 cm u.t, jf. bilag 5.1. Temperaturen må formodes at være under 0 ℃ i permafrostlaget.


24

Figur 5.4 Vandets pH målt med strips for de tre undersøgte lokaliteter A, B, C. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1. Desuden er angivet dybden til grænsen mellem tørv og silt (marin mudder) og grænsen til permafrostlaget.

5.3.2 Metaller

Vandets og permafrostlagets indhold af aluminium, nikkel og arsen ses i figur 5.5. Vandets indhold af aluminium er generelt højt og med værdier over kvalitetskriteriet for alu-minium i drikkevand på 0,2 mg/l (Miljøstyrelsen, 2007). Indholdet er lavest i aktivlaget, hvor der generelt ses koncentrationer under 1 mg/l, mens der ses væsentligt højere indhold umiddelbart under permafrostspejlet med værdier op til 15 mg/l. Dybere i permafrostlaget ses atter lavere værdier af aluminium.

Figur 5.5: Vandets indhold af aluminium, nikkel og arsen i de tre undersøgte lokaliteter A, B, C. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1. På figuren er desuden angivet grænsen mellem tørv og silt (marin mudder) samt grænsen til permafrostlaget.

Der ses generelt meget høje indhold af nikkel, der er væsentligt over drikkevandskriteriet på 20 µg/l. De højeste værdier ses i aktivlaget, særligt i den marine mudder med værdier op til 110 µg/l. Også i permafrostlaget ses høje indhold af nikkel med koncentrationer op til ca. 50 µg/l. I de dybere dele af permafrostlaget ses dog indhold af nikkel under 20 µg/l. Der ses ligeledes høje indhold af arsen, der generelt er over grænseværdien for arsen i drik-kevand på 5 µg/l. For profilerne for A og B ses et fald i indholdet af arsen fra 5-8 µg/l i tørven til 0 µg/l i den øverste del af den marine mudder. I større dybde stiger indholdet af arsen i de

0

20

40

60

80

100

120

140

160

4 5 6 7 8

Dybde (cm u.t.)

pH

A

B

C

tørv‐silt

permafrost


25

to profiler til 21 µg/l umiddelbart over permafrostspejlet og 11 µg/l umiddelbart under per-mafrostspejlet for henholdsvis A og B. Lokalitet C skiller sig ud fra denne tendens, idet der i dette profil ses en stigning i indholdet af arsen i den øverste aktive del af den marine mud-der. Umiddelbart over permafrostspejlet ses et fald i indholdet af arsen, mens den højeste koncentration af arsen i profilet for lokalitet C ses umiddelbart under permafrostspejlet med en værdi på 20 µg/l. I større dybde falder indholdet af arsen til under 1 µg/l omkring 120 cm u.t.

5.3.3 Redoxparametre Vandets indhold af opløst organisk materiale (DOC), sulfat, jern og mangan er vist i figur 5.6. Indholdet af opløst organisk materiale (DOC) er lavest i den aktive zone med værdier på 10 – 60 mg/l. Indholdet er lavest i tørven, hvor indholdet generelt er 15-30 mg/l, mens det er en anelse højere i den marine mudder med et indhold på op til 60 mg/l. Indholdet af DOC er væsentligt højere i permafrostlaget, hvor indholdet generelt ligger omkring 100-300 mg/l. Ved lokalitet C er der dog målt et indhold af DOC på op til 670 mg/l. Indholdet af sulfat er generelt lavt med værdier under 10 mg/l. For alle tre profiler ses et fald i sulfatkoncentrationen lige over permafrostspejlet til værdier under 1 mg/l. Koncentrationen af sulfat stiger atter igen i permafrostlaget til værdier på 2-7 mg/l. Indholdet af opløst jern(II) er lavt i tørven med værdier omkring 0-3 mg/l, men indholdet stiger hurtigt i den marine mudder til 20-45 mg/l. Umiddelbart over permafrostspejlet ses et fald indholdet af jern i alle tre profiler, og indholdet falder gradvist i permafrostlaget. Indholdet af mangan følger samme tendens som indholdet af jern. Således ses lave koncen-trationer af mangan i tørven og i permafrostlaget med værdier under 0,3 mg/l, mens der ses højere værdier i den marine mudder i aktivlaget, hvor koncentrationen ligger mellem 0,4 og 1,2 mg/l.


26

Figur 5.6: Vandets indhold af organisk materiale (DOC), sulfat, jern og mangan ved de tre under-søgte lokaliteter A, B, C. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1. På figuren er desuden angivet grænsen mellem tørv og silt (marin mudder) samt grænsen til permafrostlaget.

5.3.4 Kationer

Vandets og permafrostlagets indhold af de vigtigste kationer, natrium, kalium, magnesium og calcium er vist i figur 5.7. For alle fire kationer ses en stigning i indholdet med dybden. Indholdet af natrium og kalium stiger jævnt fra henholdsvis 5-10 mg/l og 0,9-1,7 mg/l til henholdsvis 14-22 mg/l og 10-14 mg/l. Indholdet af magnesium stiger fra ca. 5 mg/l til ca. 40 mg/l, mens indholdet af calcium stiger fra 9-13 mg/l til 20-40 mg/l. For begge de divalente kationer, magnesium og calcium, ses dog en markant stigning i koncentrationen umiddelbart over permafrostspejlet, mens en sådan stigning ikke ses for de monovalente kationer natrium og kalium.


27

Figur 5.7: Vandets indhold af kationerne natrium, kalium, magnesium og calcium i de tre under-søgte lokaliteter A, B, C. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1. På figuren er desuden angivet grænsen mellem tørv og silt (marin mudder) samt grænsen til permafrostlaget.

5.4 Sedimentkemi 5.4.1 Sekventiel ekstraktion

Ved sekventiel ekstraktion ekstraheres et eller flere af sedimentets bestanddele i en række på hinanden følgende trin med forskellige ekstraktionsmidler med stigende aggressivitet overfor sedimentet. Dermed fås et billede af, til hvilke fraktioner eksempel aluminium eller jern er knyttet, og dermed hvor mobile disse stoffer er, det vil sige, hvor tilbøjelig de vil være til at blive frigivet til vandfasen. Som beskrevet i afsnit 4.3.1 inddeles der ved den udførte metode i følgende fraktioner: Løst bundet: Ekstraktion med destilleret vand. Angiver den fraktion, der frigives fra se-

dimentet ved tilsætning af rent vand.

Ionbyttelig: Ekstraktion med CaCl2-opløsning. Angiver den fraktion, der frigives fra sedi-mentet som følge af ionbytning. Ved ekstraktionen vil den positivt ladede calcium-ion (Ca2+) bindes til sedimentoverfladen, mens de positive ioner, der oprindeligt sidder på sedimentet frigives til vandfasen. Omvendt vil de negativt ladede klorid-ioner skubbe de øvrige negativt ladede ioner af sedimentet og ud i vandfasen.


28

Karbonat-bundet: Ekstraktion med acetatbuffer. Angiver den fraktion, der er tilknyttet karbonater som eksempelvis calcit (CaCO3) og siderit (FeCO3). Acetatbuffer er desuden negativt ladet, og vil derfor ligeledes konkurrere med andre negativt ladede ioner om at bindes til sedimentets overflade.

Oxid-bundet: Ekstraktion med en blandingsopløsning af natrium-dithionit, natrium-citrat og bikarbonat. Angiver den fraktion, der er tilknyttet oxider, primært jern- eller mangan-oxider.

Rest: Ekstraktion med salpetersyre (HNO3). Angiver den resterende fraktion bestående af primære og sekundære mineraler, der kan have indbygget metaller i strukturen. Disse metaller forventes ikke at blive frigivet til vandfasen inden for rimelig tid under naturligt forekommende forhold.

I bilag 5.2 og figur 5.8 til figur 5.12 er vist indholdet af aluminium, jern, mangan, nikkel og arsen i ovennævnte fraktioner. I bilag 5.2 er desuden vist det totale indhold af de fem para-metre beregnet som summen af indholdet i ovennævnte fraktioner, idet der er taget et gen-nemsnit af resultaterne fra dobbeltbestemmelserne. Indholdet af henholdsvis mobilt sedi-mentært aluminium, jern, mangan, nikkel og arsen beregnet som summen af indholdet af fraktionerne løst bundet, ionbyttelig, karbonat-bundet og oxid-bundet er ligeledes vist i bilag 5.2. Nedenfor gennemgås resultaterne fra den sekventielle ekstraktion. Aluminium Koncentrationen af aluminium i de fem fraktioner i den sekventielle ekstraktion er vist i figur 5.8. Heraf ses, at der generelt er god overensstemmelse mellem dobbeltbestemmelserne, der er udført på to forskellige delprøver af sediment fra samme dybdeinterval. Der ses dog enkelte markante afvigelser, som dels tilskrives analyseusikkerhed og dels tilskrives naturlig variation i sedimentet. Der er ligeledes generelt god overensstemmelse mellem fordelingen af aluminium i de fem fraktioner i de tre undersøgte lokaliteter, særlig mellem lokalitet A og C. Lokalitet B skiller sig markant ud fra de to andre profiler ved at andelen af løst bundet aluminium, der frigives i rent vand, er markant mindre ved B end ved de to andre profiler. Den høje andel af løst bun-det aluminium ved lokalitet A og C indikerer, at en væsentlig del af den sedimentære alumi-nium ved disse lokaliteter er yderst mobil. Ved alle tre lokaliteter gælder, at en væsentlig del af det sedimentære aluminium er oxid-bundet. Det oxidbundne aluminium kan enten være i form af aluminiumoxider (Al(OH)3) eller associeret med jernoxider (Fe(OH)3), enten bundet til overfladen af jernoxider eller indbygget i jernoxidstrukturen. Undersøgelser har således vist, at op til 1/3 af jernet i jernoxider kan være erstattet af aluminium (Cornell & Schwertmann, 2003). Under alle omstændigheder vil det oxid-bundne aluminium kunne frigives til vandfasen ved reducerende (iltfrie) forhold og/eller meget lave pH-værdier (pH < 2-3). Ved alle tre lokaliteter findes en mindre del af den sedimentære aluminium som karbonat-bundet, mens kun en ganske ubetydelig del er ionbyttelig. Af bilag 5.2 ses, at det totale indhold af sedimentært aluminium fundet ved den sekventielle ekstraktion er lidt lavere i aktivlaget end i permafrostlaget. Således er det totale indhold af sedimentært aluminium i aktivlaget ca. 10-20 mg/g, mens det i permafrostlaget er ca. 20-30 mg/g. Den største del af det sedimentære aluminium findes i rest-fraktionen, jf. figur 5.8, og er derfor ikke umiddelbart mobilt, og forventes ikke at ville frigives til vandfasen. Derimod ser andelen af mobiliserbart aluminium ud til at være højere i aktivlaget end i permafrostla-get, jf. bilag 5.2, for lokalitet A og B, mens der ikke ses en entydig tendens i indholdet af mobiliserbart aluminium for lokalitet B.


29

Figur 5.8 Frigivelsen af aluminium ved de fem trin i den sekventielle ekstraktion for de tre undersøg-te lokaliteter A, B, C. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1. Dobbeltbestemmelserne er udført på to forskellige delprøver af sediment fra samme dybdeinterval. Alle prøver er udtaget i marin mudder. Den vandrette blå streg markerer permafrostspejlet.


30

Jern Koncentrationen af jern i de fem fraktioner i den sekventielle ekstraktion er vist i figur 5.9, mens det mobiliserbare og det totale indhold af sedimentært jern er afbilledet i bilag 5.2. Af figur 5.9 ses, at der generelt er god overensstemmelse mellem de udførte dobbeltbe-stemmelser. Der ses dog enkelte mindre afvigelser, som dels tilskrives analyseusikkerhed og dels tilskrives naturlig variation i sedimentet. Der er ligeledes generelt god overensstemmelse mellem fordelingen af jern i de fem fraktio-ner i de tre undersøgte lokaliteter. For alle tre lokaliteter ses således, at størstedelen af det sedimentære jern findes som oxid-bundet, hvilket stemmer overens med, at naturligt sedi-mentært jern ofte hovedsageligt findes som jernoxider. For lokalitet A og C ses en tendens til, at indholdet af oxid-bundet jern er højere i permafrostlaget end i aktivlaget, mens en lig-nende tendens ikke er nær så udpræget for B. En væsentlig del af det sedimentære jern findes som karbonat-bundet, hvilket kan skyldes, at jernet er udfældet som siderit (FeCO3). Der er ingen tydelig forskel i indholdet af karbo-nat-bundet jern over og under permafrostspejlet, men der ser ud til at være en tendens til, at indholdet af karbonat-bundet jern er lavere i den nederste del af lagserien. Indholdet af ionbytteligt jern er ubetydeligt, mens kun en mindre del af det sedimentære jern er så løst bundet til sedimentet, at det frigives ved tilsætning af vand. Den sekventielle eks-traktion indikerer således, at størstedelen af det sedimentære jern er udfældet som jernoxi-der og jernkarbonater, og først frigives til vandfasen, når disse mineraler opløses. For alle tre lokaliteter er det totale indhold af sedimentært jern lavere i aktivlaget end i per-mafrostlaget, jf. bilag 5.2. Mens indholdet af sedimentært jern således er ca. 20-30 mg/g i aktivlaget, er indholdet 30-50 mg/g i permafrostlaget. For lokalitet A og C ses en opkoncen-trering af mobiliserbart jern umiddelbart under permafrostspejlet, mens indholdet af mobil-iserbart jern er mere stabilt over og under permafrostpejlet ved B.


31

Figur 5.9 Frigivelsen af jern ved de fem trin i den sekventielle ekstraktion for de tre undersøgte lo-kaliteter A, B, C. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1. Dobbeltbestemmelserne er udført på to forskellige delprøver af sediment fra samme dybdeinterval. Alle prøver er udtaget i ma-rin mudder. Den vandrette blå streg markerer permafrostspejlet.


32

Mangan Indholdet af mobiliserbart mangan, det totale indhold af sedimentært mangan samt fordelin-gen af mangan i hvert af de fem trin i den sekventielle ekstraktion er vist i bilag 5.2. Sidst-nævnte er desuden gengivet i figur 5.10. Af bilag 5.2 ses, at det totale indhold af sedimentært mangan fundet ved den sekventielle ekstraktion er mellem ca. 150 µg/g og ca. 500 µg/g. Det totale indhold af mangan er gene-relt lavere i aktivlaget med værdier omkring 150 µg/g til ca. 300 µg/g, mens indholdet i per-mafrostlaget varierer fra ca. 250 µg/g til knap 500 µg/g. Der ses ikke nogen tendens i ind-holdet af sedimentært mangan i nedstrøms retning, altså gående fra A til B til C. Kun en lille del af det sedimentære mangan betragtes som mobiliserbart, jf. bilag 5.2, det vil sige, er tilknyttet en af fraktionerne løst bundet, ionbytteligt, karbonat-bundet eller oxid-bundet mangan. Indholdet af mobiliserbart sedimentært mangan er således under 10 µg/g for lokalitet A og C i aktivlaget, mens det for lokalitet B er en anelse højere omkring 25-30 µg/g. Indholdet af mobiliserbart mangan stiger generelt med dybden til op til ca. 45-50 µg/g i permafrostlaget. Som for aluminium og jern er der generelt god overensstemmelse mellem de udførte dob-beltbestemmelser ved den sekventielle ekstraktion, jf. figur 5.10. Der ses dog enkelte mindre afvigelser, som dels tilskrives analyseusikkerhed og dels tilskrives naturlig variation i sedi-mentet. Der ses derimod betragtelige forskelle i fordelingen af mangan i de fem trin i den se-kventielle ekstraktion ved de tre lokaliteter. Ved lokalitet A og C findes mangan primært som oxid-bundet mangan, sandsynligvis som mangan-oxider, under permafrostspejlet, jf. figur 5.10. Ved den dybeste dybde (134 -154 cm u.t.) ved lokalitet C udgør karbonat-bundet mangan dog den største fraktion af sedimentært mangan. Ved lokalitet B udgør karbonat-bundet mangan ligeledes en betydelig fraktion i de dybere dele af permafrostlaget (under 82 cm u.t.), mens oxid-bundet mangan udgør en min-dre del af det sedimentære mangan. For alle tre lokaliteter gælder dog, at indholdet af oxid-bundet mangan er væsentlig lavere over end under permafrostspejlet. Det høje indhold af karbonat-bundet mangan kan skyldes, at mangan substituerer med calci-um i calcit (CaCO3) eller med jern i siderit (FeCO3). Som for indholdet af oxid-bundet mangan ser der ud til at være en tendens til, at indholdet af karbonat-bundet mangan stiger med dybden. En væsentlig del (op til ca. 15 µg/g) af det sedimentære mangan findes som ionbytteligt mangan, særligt i de dybere dele af permafrostlaget ved lokalitet B og C. Ved disse profiler ses et betydeligt fald i indholdet af ionbytteligt mangan i aktivlaget i forhold til permafrostla-get.


33

Figur 5.10 Frigivelsen af mangan ved de fem trin i den sekventielle ekstraktion for de tre undersøgte lokaliteter A, B, C. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1. Dobbeltbestemmelserne er udført på to forskellige delprøver af sediment fra samme dybdeinterval. Alle prøver er udtaget i marin mudder. Den vandrette blå streg markerer permafrostspejlet.


34

Nikkel Indholdet af mobiliserbart nikkel, det totale indhold af sedimentært nikkel beregnet som summen af bidragene fra de fem trin i den sekventielle ekstraktion samt fordelingen af nikkel i hvert af de fem trin i den sekventielle ekstraktion er vist i bilag 5.2. Sidstnævnte er desu-den gengivet i figur 5.11. Af bilag 5.2 ses, at det totale indhold af sedimentært nikkel fundet ved den sekventielle eks-traktion er mellem ca. 30 µg/g og ca. 110 µg/g. Det totale indhold af nikkel er væsentligt la-vere i aktivlaget med værdier omkring 30 µg/g til 50 µg/g, mens indholdet i permafrostlaget varierer fra ca. 50 µg/g til 110 µg/g. Der ses ikke nogen tendens i indholdet af sedimentært nikkel i nedstrøms retning, altså gående fra A til B til C. Kun en lille del af det sedimentære nikkel kan klassificeres som mobiliserbart, jf. bilag 5.2, det vil sige, er tilknyttet en af fraktionerne løst bundet, ionbytteligt, karbonat-bundet eller oxid-bundet nikkel. Således varierer indholdet af mobiliserbart nikkel mellem ca. 2 µg/g til knap 5 µg/g. Der ses ingen entydig forskel i indholdet af mobiliserbart nikkel over og under permafrostspejlet. Der ses dog en tendens til, at indholdet af mobiliserbart nikkel falder umiddelbart over permafrostspejlet og igen med dybden i permafrostlaget. Der er generelt god overensstemmelse mellem de udførte dobbeltbestemmelser ved den se-kventielle ekstraktion, jf. figur 5.11. Der ses dog enkelte afvigelser, særligt i aktivlaget ved lokalitet B, som dels tilskrives analyseusikkerhed og dels tilskrives naturlig variation i sedi-mentet. Af figur 5.11 ses, at en væsentlig del af det sedimentære nikkel er oxid-bundet. For lokalite-terne B og C er indholdet af oxid-bundet nikkel væsentligt lavere i aktivlaget end i perma-frostlaget, mens der ikke ses en markant forskel i indholdet af oxid-bundet nikkel over og under permafrostspejlet ved lokalitet A. Den oxid-bundne nikkel er højst sandsynligt tilknyt-tet jern- og manganoxider. En del af det sedimentære nikkel findes som karbonat-bundet. I overensstemmelse hermed kan der ske indbygning af nikkel i calcit, eventuelt som medudfældning (Københavns Amt, 2005). Der ses ikke en markant forskel i indholdet af karbonat-bundet nikkel over og under permafrostspejlet. Derudover udgør ionbyttelig nikkel en væsentlig andel af den sedimentære nikkel. Den ion-byttelige nikkel vil sandsynligvis hovedsageligt være bundet til overfladen af karbonater og oxider. Af oxiderne er manganoxider den stærkeste sorbent (Københavns Amt, 2005).


35

Figur 5.11 Frigivelsen af nikkel ved de fem trin i den sekventielle ekstraktion for de tre undersøgte lokaliteter A, B, C. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1. Dobbeltbestemmelserne er udført på to forskellige delprøver af sediment fra samme dybdeinterval. Alle prøver er udtaget i marin mudder. Den vandrette blå streg markerer permafrostspejlet.


36

Arsen Indholdet af mobiliserbart arsen, det totale indhold af sedimentært arsen beregnet som summen af bidragene fra de fem trin i den sekventielle ekstraktion samt fordelingen af arsen i hvert af de fem trin i den sekventielle ekstraktion er vist i bilag 5.2. Sidstnævnte er desu-den gengivet i figur 5.12. Af bilag 5.2 ses, at det totale indhold af sedimentært arsen fundet ved den sekventielle eks-traktion er mellem ca. 1,5 µg/g og ca. 5 µg/g. Det totale indhold af arsen er væsentligt lave-re i aktivlaget med værdier omkring 2 µg/g, mens indholdet i permafrostlaget varierer fra ca. 3 µg/g til 5 µg/g. Der ses ikke nogen tendens i indholdet af sedimentært arsen i nedstrøms retning, altså gående fra A til B til C. Kun en mindre del af det sedimentære arsen kan klassificeres som mobiliserbart, jf. bilag 5.2, det vil sige, er tilknyttet en af fraktionerne løst bundet, ionbytteligt, karbonat-bundet el-ler oxid-bundet arsen. Indholdet af mobiliserbart arsen er en anelse lavere i aktivlaget end i permafrostlaget. Således er indholdet af mobiliserbart arsen omkring ca. 0,5 µg/g til 1 µg/g i aktivlaget, mens det i permafrostlaget er op til 1,5 µg/g. Der ser ud til at være en tendens til, at indholdet af mobiliserbart arsen falder umiddelbart over permafrostspejlet. Der er generelt god overensstemmelse mellem de udførte dobbeltbestemmelser ved den se-kventielle ekstraktion, jf. figur 5.12. Der ses dog enkelte afvigelser, særligt i aktivlaget ved lokalitet B, som dels tilskrives analyseusikkerhed og dels tilskrives naturlig variation i sedi-mentet. Der er ligeledes god overensstemmelse mellem resultaterne ved de tre lokaliteter, idet aktivlaget ved lokalitet B dog adskiller sig markant fra de to øvrige profiler. I de to ana-lyser fra dybden 42 – 57 cm u.t. er indholdet af sedimentært arsen således væsentligt lavere end i de øvrige analyser, og det tilstedeværende arsen sidder så løst bundet, at det frigives ved tilsætning af rent vand. Den anden analyse ved dybden 24 – 42 cm u.t. er den eneste analyse, hvor der er fundet ionbytteligt arsen. Resultaterne af den sekventielle ekstraktion viser dog tydeligt, at det sedimentære arsen ho-vedsageligt findes som oxid-bundet arsen og i mindre, men dog stadig betydelig omfang, som karbonatbundet arsen. Der ser ud til at være en tendens til, at indholdet af såvel oxid-bundet som karbonat-bundet arsen er en anelse lavere i aktivlaget end i permafrostlaget. Det er velkendt, at arsen i høj grad bindes til overfladen af jernoxider, og til dels manganoxi-der, og at arsen ligefrem kan indbygges i jernoxidstrukturen (By og Landskabsstyrelsen, 2009). Det er derimod mere uvist, hvorvidt arsen bindes til overfladen af calcit (By og Land-skabsstyrelsen, 2009). Når den sekventielle ekstraktion viser, at en stor del af det sedimen-tære arsen er tilknyttet karbonater, er det muligt, at resultatet i virkeligheden afspejler en konkurrence om bindings-pladserne på jernoxidernes overflade mellem arsen og den acetat-buffer, der anvendes ved ekstraktionen for den karbonat-bundne fraktion. Både arsen og acetatbuffer er negativt ladet, og vil derfor konkurrere om de samme pladser til binding på jernoxidernes overflade. Er dette tilfældet, vil den ”karbonat-bundne” arsen være et udtryk for andelen af arsen, der er bundet til jernoxidernes overflade, mens den oxid-bundne arsen i langt højere grad vil være et udtryk for andelen af arsen, der er indbygget i jernoxiderne. Af figur 5.12 ses endvidere, at stort set intet af det sedimentære arsen er ionbytteligt. På trods heraf forventes en væsentlig del af det sedimentære arsen at være bundet til overfla-den af jernoxider. Når det overflade bundne arsen ikke fremtræder i den ionbyttelige fraktion hænger det formentlig sammen med, at arsens binding til jernoxidernes overflade er stærke-re end hvad der frigives ved simpel ionbytning (Waychunas et al., 1993, Fendorf et al., 1997). Resultaterne af den sekventielle ekstraktion viser således, at det sedimentære arsen hoved-sageligt er knyttet til jernoxider, dels bundet til overfladen af oxiderne og dels indbygget i jernoxid-strukturen. Arsen vil således først frigives til vandfasen ved reduktion (opløsning) af jernoxiderne.


37

Koncentrationen af As er bestemt under LOD for følgende prøver: Løstbundet: Site B: 24-42 + 42-57 cm repl. 1+2, 63-82 repl. 2, 82-100 + 100-118 cm repl. 1+2 Site C: 85-102 cm + 134-154 cm repl. 1+2 Ionbyt: Site A: Alle Site B: Alle minus 24-42 cm repl. 1 Site C: Alle Karbonat-bundet: Site A: 81-108 repl. 2 Site B: 24-42 repl. 1 + 42-57 cm repl.1+2 + 63-82 cm repl. 2 + 100-118 cm repl. 1+2 Oxid-bundet: Site B: 24-42 + 42-57 cm repl. 1+2.


38

Figur 5.12 Frigivelsen af arsen ved de fem trin i den sekventielle ekstraktion for de tre undersøgte lokaliteter A, B, C. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1. Dobbeltbestemmelserne er udført på to forskellige delprøver af sediment fra samme dybdeinterval. Alle prøver er udtaget i marin mudder. Den vandrette blå streg markerer permafrostspejlet.


39

5.4.2 Kationbytter-kapacitet Sedimentets kationbytter kapacitet eller CEC (Cation Exchange Capacity) er et udtryk for, hvor mange kationer, der kan sidde på sedimentets overflade, hovedsageligt på lerpartikler, organisk materiale og oxider, primært manganoxider. CEC er bestemt ved ekstraktion med NH4Cl som summen af natrium, kalium, jern, calcium, magnesium og aluminium bundet til sedimentets overflade, jf. afsnit 4.3.2. Figur 5.13 viser sedimentets CEC fordelt på andelen af natrium, kalium, jern, calcium, mag-nesium og aluminium på sedimentets overflade. Sedimentets CEC varierer fra ca. 8 meq/100 g ved lokalitet A til op til 18 meq/100 g ved lokalitet C. Der ser ud til at være en tendens til en svag stigning i CEC i permafrostlaget, som særligt kommer til udtryk ved lokalitet B og C, hvor der er flere analyser fra permafrostlaget end ved lokalitet B. Ved lokalitet C ses et mar-kant fald i sedimentets CEC umiddelbart under permafrostspejlet, som primært skyldes et fald i koncentrationen af calcium og til dels magnesium bundet til sedimentet. Et lignende fald i CEC ses ikke ved de to øvrige lokaliteter. De dominerende kationer på sedimentets overflade er calcium og magnesium, som udgør henholdsvis 40-66 % og 25-40 % af sedimentets CEC. Natrium og kalium udgør kun en min-dre del af sedimentets CEC. Af figur 5.13 ses, at jern udelukkende er bundet til sedimentets overflade i aktivlaget i kon-centrationer op til ca. 2,5 meq/100 g, mens der ikke der fundet jern bundet til sedimentets overflade i permafrostlaget. Dette stemmer fint overens med, at indholdet af opløst jern er lavt i permafrostlaget, jf. figur 5.6. Aluminium udgør kun en mindre del af kationerne bundet til sedimentets overflade med kon-centrationer fra ca. 0,03 meq/100 g til ca. 1,6 meq/100 g svarende til 0,4 % og 14 % af CEC. Der ses ingen entydig forskel i indholdet af aluminium på sedimentets overflade over og under permafrostspejlet ved de tre lokaliteter. Således ser det ud til, at indholdet af alumini-um bundet til sedimentets overflade ved lokalitet B er større i permafrostlaget end i aktivla-get, mens der er en svag tendens til det modsatte ved lokalitet A.


40

Figur 5.13 Sedimentets CEC ved de tre undersøgte lokaliteter. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1. NaX, KX, FeX2, CaX2, MgX2 og AlX2 angiver koncentrationen af henholdsvis natrium (Na+), kalium (K+), jern (Fe2+), calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+) og aluminium (Al3+) på sedimentets overflade (X-). Den gule vandrette steg angiver permafrostspejlet.


41

5.4.3 Total organisk kulstof Sedimentets indhold af organisk kulstof (TOC) er kilde til opløst kulstof (DOC), der igen er en vigtig forudsætning for at en række vigtige kemiske processer kan forløbe, jf. afsnit 6.2 og som tillige kan kompleksbinde med aluminiumioner og dermed øge koncentrationen af opløst aluminium i vandet, jf. afsnit 6.1. Sedimentets indhold af organisk kulstof (TOC) fremgår af bilag 5.5, mens figur 5.14 viser indholdet i et profil fra hver lokalitet. Som det ses af bilag 5.5 og figur 5.14, er der god over-ensstemmelse mellem resultaterne fra de forskellige profiler, og det vurderes derfor, at den stedlige variation i sedimentets indhold af organisk kulstof er lille. Indholdet af organisk kul-stof ved lokalitet A (supplerende) skiller sig dog ud med et højere indhold af organisk kulstof umiddelbart over permafrostspejlet, jf. bilag 5.5, hvilket hænger sammen med at tørven strakte sig hele vejen til permafrostlaget ved lokalitet A(supplerende) modsat de andre profi-ler.

Figur 5.14: Aktivlagets og permafrostlagets indhold af organisk kulstof (TOC) ved de tre undersøgte lokaliteter A, B, C. For placering af undersøgelseslokaliteterne henvises til figur 3.1. Samtlige målin-ger af TOC fremgår af bilag 5.5.

Indholdet af organisk kulstof er som forventet højest i tørven, hvor indholdet af organisk kul-stof er 25-42 % C, mens indholdet i den marine mudder er væsentlig lavere og under 3 % C. Det lave indhold af organisk kulstof i den marine mudder hænger sammen med, at der er ta-le om et mineralsk miljø. Der ses ingen væsentlig forskel i indholdet af organisk kulstof over og under permafrostspejlet, hvilket indikerer, at det organiske materiale er aflejret sammen med mudderen. Ved lokalitet A ses et markant højere indhold af organisk kulstof på 16 % C umiddelbart un-der permafrostspejlet, hvilket skyldes, at der ved denne lokalitet er fundet tørv helt ned til permafrostlaget. Det høje indhold af organisk kulstof ved lokalitet A umiddelbart under per-mafrostspejlet er således et udtryk for, at der her er tale om et tørvelag. Der ses generelt et lidt højere indhold af TOC i aktivlaget end i permafrostlaget. Et lignende resultat er fundet af Elberling & Brandt (2003).

5.4.4 Amorfe jern- og aluminiumoxider Sedimentets indhold af amorfe og svagt krystalline jern- og aluminiumoxider er bestemt ved ekstraktion med oxalat. De amorfe og svagt krystalline jern- og aluminiumoxider forventes at være de mest reaktive, og dermed den fraktion af de nævnte oxider, der er mest tilbøjelig til at opløses og udfældes. Det har ikke været muligt at udføre analysen på prøver fra tørven, og der er derfor kun udvalgt prøver fra den marine mudder til analysen. For lokalitet B er der analyseret for indholdet af oxalat-ekstraherbart jern og aluminium i begge prøver fra det ak-

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50

Dybde (cm)

TOC (%C)

A

B

C (supplerende)

tørv‐silt

aktivlag‐permafrost


42

tive marine mudder, mens der for A, B(supplerende) og C(supplerende) er valgt at analysere for indholdet af jern- og aluminiumoxider umiddelbart over permafrostspejlet. Indholdet af henholdsvis jern og aluminium i oxalat-ekstraherbare jern- og aluminiumoxider er vist i tabel 5.1. Heraf ses, at indholdet af jernoxider er mellem 0,15 mg Fe/g og 0,28 mg Fe/g, mens indholdet af aluminiumoxider er en anelse højere omkring 0,56 mg Al/g til ca. 1 mg Al/g. For hverken jern- eller aluminiumoxider ser der ud til at være en tendens i ned-strøms retning, det vil sige fra A til B til C. Dog ser indholdet af amorfe jern- og aluminium-oxider ud til at være en anelse højere ved lokalitet B end ved de to øvrige lokaliteter. Der er god overensstemmelse mellem indholdet af amorfe jern- og aluminiumoxider umiddelbart over permafrostspejlet ved lokalitet B (42-57 cm u.t.) og B(suppl.) (49-55 cm u.t.), hvilket indikerer, at indholdet af amorfe jern- og aluminiumoxider er relativt konstant inden for korte afstande. Sammenlignes indholdet af amorfe jern- og aluminiumoxider fundet ved ekstraktion med oxalat (tabel 5.1) med indholdet af oxid-bundet aluminium og jern fundet ved sekventiel eks-traktion (figur 5.8 og figur 5.9) ses, at indholdet af jernoxider er højere ved den sekventielle ekstraktion, mens indholdet af aluminium er lavere ved sekventiel ekstraktion. Det højere indhold af jernoxider fundet ved den sekventielle ekstraktion skyldes, at der ved denne eks-traktion anvendes et mere ”aggressivt” ekstraktionsmiddel, der også opløser de mere kry-stallinske jernoxider, mens der ved oxalat-ekstraktion kun opløses de mindre krystallinske jernoxider. På samme måde forventes den anvendte metode til den sekventielle ekstraktion at give et udtryk for det totale indhold af aluminiumoxider, mens oxalat-ekstraktionen for-ventes at opløse de amorfe aluminiumoxider. Det er derfor overraskende, at resultatet af oxalat-ekstraktionen viser et højere indhold af aluminiumoxider end der ses ved den sekven-tielle ekstraktion. Årsagen hertil må være naturlig variation i sedimentet og/eller måle- og analyseusikkerhed. Tabel 5.1 Sedimentets indhold af oxalat-ekstraherbart jern og aluminium ved de tre undersøgelses-lokaliteter A, B, C. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1. Dobbeltbestemmelsen er foretaget på to forskellige delprøver fra samme dybdeinterval.

Lokalitet Dybde Jern Aluminium cm u.t. mg/g mg/g

A 46-54 0,15 0,80 0,15 0,75

B 24-42 0,27 0,95

0,28 1,01

42-57 0,21 0,96 0,21 0,98

B (suppl.) 49-55 0,22 1,03 0,22 1,07

C (suppl.) 45-55 0,17 0,60 0,16 0,56

5.4.5 Total opløsning

For at få et billede af det totale indhold af de vigtigste kemiske parametre i sedimentet er der foretaget en total opløsning af sedimentet med en blanding af salpetersyre, brintoverilte, saltsyre og flussyre. Det totale indhold af aluminium, jern, nikkel og arsen i sedimentet frem-går af figur 5.15. Resultatet er et udtryk for det totale indhold af de fire ovennævnte para-metre, og der tages således ikke stilling til, hvor stor en andel der eventuelt vil kunne frigives til vandfasen. Fordelen ved den her anvendte metode frem for den sekventielle ekstraktion er, at det er muligt at foretage en total opløsning af tørvelaget, og dermed på et billede af kemien i tørven. Figur 5.15 viser begge resultater fra dobbeltbestemmelserne af den totale opløsning. Dob-beltbestemmelserne er foretaget på to forskellige delprøver af sedimentet. Der ses generelt en meget god overensstemmelse mellem dobbeltbestemmelserne, idet resultaterne flere ste-der er sammenfaldende. Der er dog enkelte afvigelser i dobbeltbestemmelserne, særligt ved


43

dybderne 15 cm u.t. og 20 cm u.t., hvilket tilskrives naturlig variation samt analyseusikker-heder.

Figur 5.15 Det totale indhold af sedimentært aluminium, jern, nikkel og arsen ved de tre undersø-gelseslokaliteter A, B, C fundet ved total opløsning. Figuren viser resultatet af begge resultater af dobbeltbestemmelserne, der er udført på to forskellige delprøver af sedimentet. For placering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1.

For både aluminium, jern, nikkel og arsen ses det laveste indhold i de øverste dele af tørven, mens indholdet stiger i de nederste dele af tørven til samme stabile niveau som ses i den marine mudder, jf. figur 5.15. Indholdet af aluminium stiger således fra ca. 20 mg/g i de øverste dele af tørven til ca. 70-80 mg/g i den marine mudder, mens indholdet af jern stiger fra ca. 20 mg/g i de øverste dele af tørven til ca. 30-40 mg/g i den marine mudder. Indhol-det af nikkel stiger markant fra ca. 2,5 µg/g i de øverste dele af tørven til ca. 80 µg/g i den marine mudder. Endelig ses det i figur 5.15, at indholdet af arsen stiger svagt fra ca. 2 µg/g i de øverste dele af tørven til knap 4 µg/g i den marine mudder. Sammenlignes det totale indhold af aluminium, jern, nikkel og arsen i den aktive del af den marine mudder fundet ved total opløsning (figur 5.15) og ved sekventiel ekstraktion (bilag 5.2) ses, at indholdet er højere ved total opløsning end ved sekventiel ekstraktion. Årsagen hertil er, at den anvendte metode til total opløsning er mere ”aggressiv” overfor sedimentet end den sekventielle ekstraktion.


44

6. DISKUSSION

Nedenfor opsamles og diskuteres resultaterne af det udførte felt- og laboratoriearbejde med henblik på at opnå en forståelse for hvilke kemiske processer, der giver anledning til den ob-serverede vand- og sedimentkemi med særlig fokus på problemstofferne aluminium, jern, ar-sen og nikkel. Der gives ligeledes en vurdering af, hvilke konsekvenser en sænkning af per-mafrostspejlet i vandressourceoplandet til Ilulissat kan have på koncentrationen af de fire ovennævnte stoffer i råvandet.

6.1 Aluminium Vandets indhold af aluminium er generelt højt med værdier på ca. 1 mg/l i aktivlaget og helt op til 15 mg/l umiddelbart under permafrostspejlet. Vandets indhold af aluminium overskri-der således generelt kvalitetskravet til aluminium i drikkevand på 0,2 mg/l (Hjemmestyret, 2008) med op til 75 gange, når resultaterne fra den øverste permafrost medtages. Vandets indhold af aluminium reduceres dog inden vandets afgang fra vandværket, og der er således ikke målt overskridelser af drikkevandskriteriet i rentvandet fra Ilulissat Vandværk siden 2008 (www.vandkvalitet.gl). Vandets indhold af aluminium er ofte styret af ligevægt med aluminiumshydroxider (Al(OH)3), der igen er styret af vandets pH. Beregninger af de forventede ligevægtskoncen-trationer af aluminium ved de målte pH-værdier med modelleringsprogrammet PHREEQC vi-ser, at ligevægtskoncentrationen af aluminium ved de målte pH-værdier er mellem 0,16 mg/l og 0,42 mg/l. De målte koncentrationer af aluminium er således væsentligt højere (op til 15 mg/l, jf. figur 5.5) end forventet ud fra ligevægtsbetragtninger. Årsagen hertil er, at alumini-um i høj grad kompleksbinder med opløst organisk materiale (Cory et al., 2006, Cory et al., 2009), hvilket øger aluminiums opløselighed med højere vandige koncentrationer af alumini-um til følge. Der er da også god overensstemmelse mellem vandets indhold af aluminium (fi-gur 5.5) og DOC (figur 5.6), idet der for begge parametre ses høje koncentrationer i perma-frostlaget, mens der ses lavere koncentrationer i aktivlaget. Den primære kilde til aluminium er forvitring af mineraler, der ligeledes er kilde til de øvrige vandkemiske parametre. En total opløsning af sedimentet viser da også et højt indhold af aluminium i den marine mudder, jf. figur 5.15. Den sekundære og mere umiddelbare kilde til de forhøjede indhold af aluminium ser ud til at være optøning af permafrostlaget. Figur 5.5 viser således stærkt forhøjede indhold af alumi-nium i permafrostlaget og særligt umiddelbart under permafrostspejlet. Permafrostlaget in-deholder således en pulje af mobiliserbart aluminium, og ved optøning af permafrostlaget må der ske en mobilisering af denne aluminium. Flere undersøgelser har da også vist forhøjede indhold af eksempelvis aluminium og organisk materiale i frossen jord med en efterfølgende mobilisering af disse parametre ved optøning af jorden (Edwards et al., 1986, Chuvilin, 1999, Elberling & Brandt, 2003). Den største mobilisering af aluminium er fundet, hvor der er et højt indhold af organisk materiale samtidig med et højt indhold af silt og ler (Cory et al., 2006, Cory et al., 2009, Petterson og Bishop, 1996 og Bendell-Young et al., 1993). Ud over et højt indhold af organisk materiale (figur 5.6) er der da også et højt indhold af både silt og ler (figur 5.2), og forudsætningerne for mobilisering af aluminium er således til stede i res-sourceoplandet til Ilulissat. De høje koncentrationer af organisk materiale og aluminium i den øverste del af permafrost-laget kan skyldes, at der her sker en opkoncentrering af disse (og andre) parametre som føl-ge af de fryse/tø processer, der finder sted på grænsen til permafrostlaget. Når jorden fryser, sker der således en opkoncentrering af eksempelvis aluminium og jern som følge af, at plan-temateriale og jordens mikrofauna sprænges, når den intracellulære væske udvides ved frys-ningen (Edwards et al., 1986). I forbindelse med fryseprocessen vil de vandkemiske para-metre opkoncentreres i den ufrosne del (Edwards et al., 1986). Da jorden forventes at fryse fra overfladen om vinteren, må der ske en opkoncentrering af de vandkemiske parametre ved grænsen til permafrostlaget.


45

Den markante stigning i indholdet af såvel aluminium (figur 5.5) som organisk materiale (DOC) (figur 5.6) er tydeligt sammenfaldende med grænsen til permafrostlaget. Der kan væ-re flere forklaringer på de relativt lave koncentrationer af aluminium i aktivlaget i forhold til de meget høje koncentrationer i permafrostlaget. En skematisk fremstilling af de mulige pro-cesser, der foregår i det nyoptøede permafrost, er illustreret i figur 6.1.

Figur 6.1 De mulige kemiske processer, som aluminium undergår, efter optøning af permafrost.

En mulig forklaring er, at ved optøning af permafrostlaget er aluminiumioner kompleksbundet til organisk materiale (DOC). I aktivlaget sker der imidlertid en omsætning af organisk mate-riale med blandt andet reduktion af jernoxider og sulfat, jf. afsnit 6.2. Efterhånden som det organiske materiale omsættes, forsvinder muligheden for kompleksbinding mellem alumini-um ioner og det organiske materiale, og der vil ske en frigivelse af aluminium-ionen (Al3+). Dermed stiger koncentrationen af Al3+ i vandet, og opløseligheden for aluminiumhydroxider (Al(OH)3) overskrides med en potentiel udfældning af hydroxiderne til følge. For at undersøge denne hypotese er der lavet ligevægtsberegninger med modelleringsprog-rammet PHREEQC. Ud fra de vandkemiske data er det muligt ved hjælp af PHREEQC at be-regne, hvilke mineraler vandet er i ligevægt med, og hvilke mineraler vandet er henholdsvis under- og overmættet i forhold til, under hensyntagen til blandt andet alle analyserede pa-rametre og vandets temperatur. Resultatet af PHREEQC-beregningerne er vist i figur 6.2, der tydeligt indikerer, at vandet er undermættet med hensyn til Al(OH)3 i aktivlaget. At vandet er undermættet med hensyn til aluminiumhydroxid indikerer, at der er potentiale for opløsning af aluminiumshydroxidet frem for en udfældning af mineralet. Hypotesen om at aluminium udfælder som aluminiumhydro-xider i aktivlaget understøttes således ikke af ligevægtsberegningerne med PHREEQC. Denne konklusion bestyrkes af, at der i PHREEQC-beregningerne ikke indgik vanddig kompleksering med DOC, hvilket yderligere ville have sænket mætningsindekset for Al(OH)3 i profilet. Figur 5.8 viser da heller ikke, at sedimentets indhold af oxid-bundet aluminium er højere i aktivla-get end i permafrostlaget, og resultatet af den sekventielle ekstraktion kan således heller ik-ke understøtte, at der sker en udfældning af aluminiumhydroxid i aktivlaget efter optøning af permafrostlaget.

Permafrost

Nyoptøet permafrost

Aluminium kompleksbundet til organisk materiale

Omsætning af organisk materiale

Udfældning som Al(OH)3

Ionbytning med calcium eller magnesium

Udvaskning Opløst aluminium

Aluminium

Al3+ Al Al

Al Al Al Al

Al Al Al Al

Al Al Al Al

Al Al Al Al

Al Al Al Al

Al3+ Al3+

Al3+ Al3+ Al3+

Al3+ Al3+ Al3+

Al Al Al Al

Al Al

Al Al

Al Al

Al Al

Al Al


46

Figur 6.2 Ligevægtsberegninger for aluminiumhydroxid (Al(OH)3) beregnet med PHREEQC ud fra den observerede vandkemi ved de tre undersøgelseslokaliteter A, B, C. Ved beregningerne er anvendt hele vandkemien, herunder den målte pH og alkalinitet. Et mætningsindeks på 0 indikerer ligevægt, mens et mætningsindeks mindre end 0 indikerer, at der er potentiale for opløsning af mineralet, og et mætningsindeks større end 0 indikerer, at der er potentiale for udfældning af mineralet. For pla-cering af de tre lokaliteter henvises til figur 3.1.

En anden mulig årsag til de relativt lave indhold af aluminium i aktivlaget kan være, at der som følge af nedbrydningen af det organiske materiale, som aluminium kompleksbinder til, og den efterfølgende forventede stigning i koncentrationen af Al3+, sker en ionbytning, hvor aluminium bindes til sedimentets overflade, mens primært calcium og magnesium skubbes af sedimentet og ud i væskefasen. Der ses da også en stigning i koncentrationen af calcium og magnesium umiddelbart over permafrostspejlet, jf. figur 5.7. Denne hypotese understøttes dog ikke af resultatet af den sekventielle ekstraktion (figur 5.8) eller CEC (figur 5.13), der ik-ke viser et højere indhold af ionbyttelig aluminium over permafrostspejlet. Endelig er det muligt, at den ved optøning af permafrostlaget frigivne aluminium er udvasket fra sedimentet. Ved en udvaskning vil de høje koncentrationer målt i den øvre del af perma-frosten nær permafrostspejlet skulle fortyndes mange gange, jf. ovenfor, førend kravene til drikkevand overholdes. De mulige udvaskningsveje er kun i mindre omfang kendt, da områ-dets hydrauliske forhold ikke er undersøgt i helt fin skala og på årsplan med undersøgelser af f.eks. tøbrudssituationen. Overordnet set er der to mulige udvaskningsveje: Fra den marine mudder til tørven og derfra videre nedstrøms mod Sø 39. Mulige trans-

portmekanismer fra dybe dele af den marine mudder til tørven er ikke belyst i denne un-dersøgelse.

Gennem den marine mudder i nedstrøms retning. Den eneste zone i den marine mudder, der kan være relevant i denne sammenhæng, er zonen umiddelbart over permafrostspej-let, hvor der som tidligere beskrevet ved feltarbejdet blev observeret, at vandindholdet er væsentligt højere end i den resterende del af den marine mudder, der fremtræder lav-permeabel.

Selv om udvaskningsvejene ikke er fuldt forståede konkluderes det, at det er sandsynligt, at der kan ske en udvaskning, og at opløst aluminium transporteres nedstrøms til eksempelvis Sø 39. Alt i alt kan det konkluderes, at de meget høje koncentrationer af aluminium skyldes, at alu-minium i høj grad kompleksbinder med organisk materiale. Desuden viser resultaterne, at permafrostlaget indeholder en stor pulje af mobiliserbart aluminium, der forventes at blive frigivet til vandet ved optøning af de øverste dele af permafrostlaget. Selvom der ses relativt høje indhold af aluminium i aktivlaget, afspejles de meget høje indhold af aluminium i perma-

0

20

40

60

80

100

120

140

160

-8 -6 -4 -2 0 2 4D

ybde

(cm

u.t

.)Mætningindeks for Al(OH)3

A B C tørv-silt aktivlag-permafrost


47

frostlaget ikke i lige så høje værdier i aktivlaget. Det har ikke været muligt endeligt at afkla-re, hvad der sker med det høje indhold af aluminium efter optøning af permafrostlaget. Det er dog sandsynligt, at den ved optøning af permafrostspejlet mobiliserede aluminium udva-skes fra sedimentet og ledes til Sø 39.

6.2 Jern Råvandets indhold af jern i oplandet til sø 39 er generelt meget højt med værdier op til 46 mg/l, jf. figur 5.6, hvilket langt overskrider kvalitetskriteriet for jern i drikkevand på 0,2 mg/l (Hjemmestyret, 2008). Vandets indhold af jern reduceres dog inden afgang fra vandværket, og der er således ikke målt overskridelser af kvalitetskriteriet i rentvandet fra Ilulissat vand-værk siden 2001 (www.vandkvalitet.gl). Af figur 5.6 ses, at mens der er et lavt indhold af jern i tørvelaget, stiger vandets indhold af jern kraftigt i den øverste del af den aktive zone af marin mudder for derefter at falde igen umiddelbart over permafrostspejlet og i permafrostlaget. Den kraftige stigning i vandets indhold af jern i den aktive del af marin mudder tilskrives, at der her sker en reduktion af jernoxider, hvor jern(III)-oxid-mineraler opløses, og der frigives opløst jern(II) til vandfasen. Resultatet af den sekventielle ekstraktion viser da også, at det sedimentære jern i høj grad findes som oxid-bundet jern, det vil sige i form af jernoxider (fi-gur 5.9), ligesom resultatet af oxalat-ekstraktionen (tabel 5.1) bekræfter tilstedeværelsen af reaktive jernoxider, der fungerer som kilden til jernreduktionen. Figur 5.13 viser, at en del af det frigivne jern bindes til overfladen af sedimentet, og indikerer desuden, at reduktion af jern primært sker i aktivlaget. En del af den ved jernreduktionen producerede jern udfælder desuden formentlig som siderit (FeCO3), jf. figur 5.9, der viser, at en stor del af jernet findes som karbonatbundet. Reduktion af jernoxider er katalyseret af mikroorganismer og involverer overførsel af elek-troner fra en elektrondonor (typisk organisk materiale) til jernoxidet. Figur 5.6 viser, at mens der ses relativt høje indhold af opløst organisk materiale (DOC) i permafrostlaget, er indhol-det markant lavere i aktivlaget. Det lave indhold af opløst organisk materiale i aktivlaget til-skrives, at der i aktivlaget, i modsætning til i permafrostlaget, sker en nedbrydning af det or-ganiske materiale til CO2 ved blandt andet jernreduktion. I overensstemmelse hermed fandt Elberling (2003), at den biologiske aktivitet stort set udelukkende sker i aktivlaget. Kilden til opløst organiske materiale er det sedimentære organiske materiale (figur 5.14). Reduktion af jernoxider forudsætter desuden iltfrie forhold. Da vandspejlet står umiddelbart under terræn, jf. figur 5.3, og da der forventes at ske en væsentlig omsætning af organisk materiale med ilt i tørvelaget, vil der hurtigt opstå iltfrie forhold, formentlig allerede i tørve-laget. Når der kun ses lave indhold af jern i tørvelaget skyldes det, at der i tørvelaget ikke i samme grad som i den marine mudder findes en kilde (jernoxider) til jernreduktion. Der ses da også et væsentlig lavere totalt indhold af jern i tørvelaget end i den marine mudder, jf. fi-gur 5.15. Umiddelbart over permafrostspejlet ses et fald i vandets indhold af jern, jf. figur 5.6. Samti-dig ses et fald i vandets indhold af sulfat, hvilket indikerer, at der sker sulfatreduktion. Ved sulfatreduktion omdannes sulfat til sulfid (s--), der reagerer med jern fra jernreduktionen og danner jernsulfider (FeS2) med et fald i vandets indhold af jern til følge. Jern kan desuden ved reaktion med kabonationer (CO3

2-) udfælde til siderit (FeCO3). I bilag 5.1 ses for alle tre lokaliteter, A, B og C, at alkalinitet og pH stiger med dybden, hvilket vil medføre øgede koncentrationer af karbonationer. Sammenfattende kan det siges, at jern ser ud til at blive mobiliseret i den aktive del af den marine mudder ved reduktion af jernoxider og under omsætning af organisk materiale. Umiddelbart over permafrostspejlet ses et fald i vandets indhold af jern som følge af udfæld-ning af jernsulfider med sulfid fra sulfatreduktion. Det er muligt at fryse/tø-processer ligele-des bidrager til forhøjede indhold af jern, som beskrevet i afsnit 6.1.


48

En sænkning af permafrostspejlet vil sandsynligvis resultere i, at der i større grad sker en re-duktion af jernoxider med en potentiel større mobilisering af jern til følge, jf. figur 6.3. Ved en sænkning af permafrostspejlet vil tykkelsen af aktivlaget stige, og da det er her mobilise-ringen af jern sker, er der potentiale for en øget mobilisering af jern. Samtidig viser figur 5.6, at der ved en sænkning af permafrostspejlet desuden potentielt kan mobiliseres store mængder organisk materiale, der, afhængig af reaktiviteten af det organiske materiale og af jernoxiderne, yderligere kan forøge reduktionen af jernoxider. Hvorvidt en eventuel øget re-duktion af jernoxider fører til en øget mobilisering af jern og forhøjede koncentrationer i rå-vandet, vil dog afhænge af mange faktorer, herunder også vandets ændrede strømningsfor-hold.

Figur 6.3 Mulige processer for metalreduktion ved omsætning af organiske materiale.

6.3 Arsen

Af figur 5.5 ses, at indholdet af arsen i råvandet i oplandet til sø 39 ved Ilulissat er højt med værdier op til ca. 20 µg/l, hvilket langt overskrider kvalitetskriteriet for arsen i rentvandet på 5 µg/l (Hjemmestyret, 2008). Der er kun få analyser for arsen i rentvandet fra Ilulissat Vandværk, og disse viser alle, at vandets indhold af arsen reduceres inden afgang fra vand-værket, og der er således ikke målt overskridelser af kvalitetskriteriet for arsen i rentvandet fra Ilulissat vandværk (www.vandkvalitet.gl). Under naturlige forhold findes arsen med to forskellige oxidationstrin. Under iltede forhold findes arsen som arsen(V), mens det under reducerede, iltfrie forhold findes som arsen(III). Da vandkemien indikerer, at der er iltfrie forhold i undersøgelseslokaliteterne, formodes den målte arsen at være arsen(III). Der kan være flere kilder til forhøjede indhold af arsen i grundvandet. Arsen kan således fri-gives ved oxidation af pyrit, reduktion af arsenholdige jernoxider og/eller forvitring af primæ-re mineraler eller nedbrydning af organisk stof (By og Landskabsstyrelsen, 2009). Af figur 5.12 ses, at det sedimentære arsen hovedsageligt er oxid-bundet. Jernoxider kan in-deholde betydelig mængder arsen, enten indbygget i jernoxidstrukturen eller bundet til over-fladen (Dixit & Hering 2003, Pedersen et al., 2006). En opløsning af jernoxider kan derfor medføre frigivelse af betydelige mængder arsen til vandfasen. Det er derfor sandsynligt, at der ved den i afsnit 6.2 beskrevne reduktion af jernoxider ligeledes sker en frigivelse af ar-sen. Mængden af oxid-bundet arsen er da også væsentlig mindre over permafrostspejlet, hvor jernreduktionen jf. afsnit 6.2 forløber, end under permafrostspejlet. En stor del af det sedimentære arsen findes som karbonat-bundet arsen, jf. figur 5.12. Der er dog uenighed i litteraturen om, hvorvidt arsen bindes til karbonater (Oscarson et al., 1983,

Permafrost

Nyoptøet permafrost

organisk materiale

Jernreduktion

Binding til overflade

Udfældning

Udvaskning Opløste stoffer

Metalreduktion ved omsætning af organisk materiale

Manganreduktion

Fe2+, As

Mn2+, Ni2+


49

Cheng et al., 1999, Román-Ross et al., 2006). Resultater publiceret af Sø et al. (2008) tyder dog på, at As(III) kun i ringe grad sorberer til overfladen af karbonat. En anden mulig forklaring på den karbonat-bundne arsen kan være, at der ved den sekventi-elle ekstraktion sker en udbytning af arsen på overfladen af jernoxiderne med den acetat, der anvendes ved den sekventielle ekstraktion. Både arsen og acetat er negativt ladede og vil derfor konkurrere om de samme pladser på oversiden af jernoxiderne. I givet fald vil den ”karbonat-bundne” arsen være et udtryk for mængden af arsen bundet til overfladen af jernoxiderne, mens den oxid-bundne arsen i højere grad er et udtryk for mængden af arsen indbygget i jernoxidstrukturen. På trods af, at arsen i høj grad bindes til overfladen af jernoxider (Dixit & Hering, 2003), vi-ser den sekventielle ekstraktion ikke, at der findes ionbyttelig arsen på sedimentet. Dette kan skyldes, at arsen, ved binding til jernoxidernes overflade, danner såkaldte ”inner-sphere-complexes” med jernoxiderne. Hermed bindes arsen tættere til oxid-overfladen og vil derfor sandsynligvis ikke kunne skubbes af overfladen af klorid ved simpel ionbytning. De vand- og sedimentkemiske data fra ressourceoplandet til Ilulissat antyder således, at kil-den til de forhøjede indhold af arsen i råvandet er reduktion af jernoxider. Da en sænkning af permafrostlaget som beskrevet i afsnit 6.2 sandsynligvis vil resultere i en øget reduktion af jernoxider, forventes en sænkning af permafrostspejlet ligeledes at medføre en øget mobili-sering af arsen, jf. figur 6.3. Dels sker der en mobilisering af arsen som følge af reduktion af jernoxider, dels vil sedimentets formentlig mest betydningsfulde overflade med hensyn til binding af arsen, reduceres.

6.4 Nikkel Af figur 5.5 ses, at indholdet af nikkel i råvandet i ressourceoplandet til sø 39 ved Ilulissat er højt med værdier op til ca. 120 µg/l, hvilket langt overskrider kvalitetskriteriet for nikkel i rentvandet på 20 µg/l (Hjemmestyret, 2008). Der er kun få analyser for nikkel i rentvandet fra Ilulissat Vandværk, og disse viser alle, at vandets indhold af nikkel reduceres inden af-gang fra vandværket, og der er således ikke målt overskridelser af kvalitetskriteriet for nikkel i rentvandet fra Ilulissat vandværk (www.vandkvalitet.gl). Der findes primært to kilder til forhøjede indhold af nikkel i grundvand. Nikkel kan frigives ved oxidation af nikkelholdigt pyrit eller ved reduktion af nikkelholdige manganoxider. Da vandkemien ikke indikerer, at der er iltede forhold i oplandet til sø 39 ved Ilulissat, men der-imod reducerede forhold, er det ikke sandsynligt, at der sker oxidation af pyrit. Det er der-imod mere sandsynligt, at der sker en reduktion af manganoxider med frigivelse af nikkel til følge. Resultatet af den sekventielle ekstraktion viser da også, at det sedimentære nikkel for-trinsvist er knyttet til oxider, jf. figur 5.11. Reduktion af manganoxider sker, lige som reduktion af jernoxider (afsnit 6.2), ved omsæt-ning af organisk materiale. Af figur 5.6 ses, at vandets indhold af mangan stiger i den aktive del af den marine mudder, hvor der jf. afsnit 6.2, sker en omsætning af organisk materiale. De vandkemiske data bekræfter således, at der sker en reduktion af manganoxider, og det er derfor overvejende sandsynligt, at der i forbindelse med reduktion af manganoxider ligeledes sker en frigivelse af oxid-bundet nikkel. De højeste koncentrationer af nikkel i vandfasen ses da også i den aktive del af den marine mudder, hvor også de højeste koncentrationer af mangan ses. En betydelig del af det sedimentære nikkel er ionbytteligt, hvilket kunne tyde på, at der sid-der en del nikkel på overfladen af sedimentet formentlig fortrinsvist manganoxider, men også lermineralerne. Denne fraktion vil relativt let kunne frigives til vandfasen ved ionbytning så-fremt vandkemien ændres. En stor del af det sedimentære nikkel er desuden karbonatbun-det. Studier viser, at nikkel hovedsageligt er bundet overfladenært på calcit og derfor kan remobiliseres relativt let ved ændrede kemiske forhold (Miljøstyrelsen, 2006). Alt i alt ser det ud til, at nikkel primært mobiliseres ved reduktion af manganoxider, men at der bundet til sedimentets overflade desuden sidder en pulje af nikkel, der let vil kunne frigi-


50

ves ved ændrede kemiske forhold. Ligesom en sænkning af permafrostspejlet formentlig vil resultere i en øget reduktion af jernoxider, jf. afsnit 6.2, forventes der at ske en øget reduk-tion af manganoxider ved en sænkning af permafrostspejlet, med en øget mobilisering af nikkel til følge, jf. figur 6.3.


51

7. KONKLUSION

Med henblik på en indledende vurdering af, om en sænkning af permafrostspejlet vil have indflydelse på den kemiske kvalitet af vand til vandforsyningsformål, har Rambøll i sommeren 2010 udført feltarbejde med indsamling af vand- og sedimentkemiske prøver fra aktivlag og permafrostlag i ressourceoplandet til Sø 39 ved Ilulissat. De indsamlede prøver er efterføl-gende analyseret på forskningslaboratorier på GEUS og KU Life, hvorefter data er sammen-stillet og tolket med henblik på en vurdering af mulige konsekvenser af en sænkning af per-mafrostspejlet for vandkvaliteten i ressourceoplandet til Ilulissat by. En gennemgang af de vandkemiske data viser, at der i råvandet i ressourceoplandet til Sø 39 er forhøjede indhold af aluminium, jern, nikkel og arsen i værdier, der overskrider grænse-værdien i drikkevand for de pågældende stoffer. I nærværende rapport er der derfor fokuse-ret på disse stoffer. Vandets indhold af aluminium er generelt højt og med værdier over kvalitetskriteriet for alu-minium i drikkevand på 0,2 mg/l (Miljøstyrelsen, 2007). Indholdet er lavest i aktivlaget, hvor der generelt ses koncentrationer under 1 mg/l, mens der ses væsentligt højere indhold umiddelbart under permafrostspejlet med værdier op til 15 mg/l. Dybere i permafrostlaget ses atter lavere værdier af aluminium. De målte koncentrationer af aluminium er væsentligt højere end forventet ud fra ligevægtsbetragtninger med aluminiumhydroxid (Al(OH)3), hvil-ket skyldes, at aluminium i høj grad kompleksbinder med opløst organisk materiale. Resultaterne viser desuden, at permafrostlaget indeholder en stor pulje af mobiliserbart alu-minium, der forventes at blive frigivet til vandet ved optøning af permafrostlaget. De høje koncentrationer af blandt andet aluminium umiddelbart under permafrostspejlet skyldes sandsynligvis at der her sker en opkoncentrering af disse stoffer som følge af fryse/tø pro-cesser. Selvom der ses relativt høje indhold af aluminium i aktivlaget, afspejles de meget hø-je indhold af aluminium i permafrostlaget ikke i lige så høje værdier i aktivlaget. Det har ikke været muligt entydigt at afklare, hvad der sker med det høje indhold af aluminium efter op-tøning af permafrostlaget, men udvaskning ses som den mest sandsynlige forklaring. Det tol-kes, at en sænkning af permafrostspejlet derfor sandsynligvis vil medføre øget tilførsel af aluminium til Sø 39. Råvandets indhold af jern er lavt i tørvelaget samt i permafrostlaget med værdier omkring 0-2 mg/l, mens der ses et væsentligt højere indhold i den aktive del af den marine mudder til værdier på 20-45 mg/l. De høje koncentrationer af jern i den aktive del af den marine mud-der indikerer, at der her sker en mobilisering af jern ved reduktion af jernoxider. Det er vur-deret, at en sænkning af permafrostspejlet vil resultere i en øget mobilisering af jern, dels som følge af at den aktive zone, hvor jernreduktionen foregår, øges, dels som følge af mobi-lisering af organisk materiale, der understøtter reduktionen af jernoxider. Indholdet af arsen i råvandet i oplandet til Sø 39 ved Ilulissat er højt med værdier op til ca. 20 µg/l, hvilket langt overskrider kvalitetskriteriet for arsen i rentvandet på 5 µg/l. De høje-ste koncentrationer ses i den aktive del af den marine mudder. De vand- og sedimentkemi-ske data antyder, at kilden til de forhøjede indhold af arsen er reduktion af jernoxider, hvortil arsen enten er bundet til overfladen eller er indbygget i mineralstrukturen. Da en sænkning af permafrostspejlet som ovenfor nævnt sandsynligvis vil resultere i en øget reduktion af jernoxider, forventes en sænkning af permafrostspejlet ligeledes at medføre en øget mobili-sering af arsen. Råvandets indhold af nikkel er generelt højt med værdier op til ca. 120 µg/l med de højeste værdier i den aktive del af den marine mudder. Dermed overskrider indholdet af nikkel kvali-tetskriteriet for nikkel i rentvandet på 20 µg/l. De vand- og sedimentkemiske data antyder, at nikkel primært mobiliseres ved reduktion af manganoxider, men at der bundet til sedimen-tets overflade desuden sidder en pulje af nikkel, der let vil kunne frigives ved ændrede kemi-ske forhold. Ligesom en sænkning af permafrostspejlet formentlig vil resultere i en øget re-


52

duktion af jernoxider, forventes der at ske en øget reduktion af manganoxider ved en sænk-ning af permafrostspejlet, med en øget mobilisering af nikkel til følge. Samlet konkluderes det, at de gennemførte undersøgelser peger på, at en sænkning af per-mafrostspejlet vil medføre en øget mobilisering af alle de fire metaller, aluminium, jern, ar-sen og nikkel, og dermed en risiko for forøgede indhold af metallerne i råvandet i Sø 39. Metallernes videre skæbne og mulig transport til Sø 39 efter mobilisering som følge af sænk-ning af permafrostspejlet er ikke fuldt forstået. Dette skyldes blandt andet begrænset viden om de hydrauliske forhold i aktivlaget. Rapportens resultater peger derfor på et behov for dels monitering af råvandskemien, dels undersøgelser, der kan give en bedre hydrologisk forståelse af grundvandsstrømningen i aktivlaget i oplandet til Ilulissat Vandværk og i lignen-de oplande i permafrostområder.


53

8. REFERENCER

Appelo C.A.J. og Postma D. (2005) Geochemistry, groundwater and pollution. A.A. Balkema Publishers. 2nd edition.

Bendell-Young L., Chounard J. and Pick F.R. (1993) Metal concentrations in Chironomids in relation to peatland geochemistry. Arch. Environ. Contan. Toxicol. 27, 186–194.

Borggaard O.L. (2003) Lab manual for laboranter, Laboratorieøvelser I jordbundslære; vej-ledning. Den Kgl. Veterinær og Landbohøjskole, 4. udgave. Kemisk Institut, KVL.

Borggaard O.L. & Skorsepa M. (2001) Soil Analysis. In Pulford, I. (ed) Environmental Analyti-cal Chemistry, Matej Bel University, Banská Bystrica, Slovakia, (TOC) pp. 120-121 (AlFe OX) pp. 129-131

By og Landskabsstyrelsen (2009) Arsen i dansk grundvand og drikkevand - Bind 1: Arsen i dansk grundvand. Rapport udarbejdet af Larsen F. og Kjøller C., GEUS.

Cheng L., Fenter P., Sturchio N.C., Zhong Z. og Bedzyk M.J. (1999) X-ray standing wave study of arsenite incorporation at the calcite surface. Geochimica et Cosmochimica Acta 63, pp. 3153-3157.

Chuvilin E.M. (1999) migration of ions of chemical elements in freezing and frozen soils. Polar Record 35, pp. 59-66

Cornell R.M. og Schwertmann U. (2003) The iron oxides. Structure, properties, reactions, oc-currences and uses. Second, Completely Revised and Extended Edition. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.

Cory N., Buffam I., Laudon H., Björkvald L., Mörth C.-M., Köhler S. og Bishop K. (2009). Par-ticulate aluminium in boreal streams: Towards a better understanding of its sources and influence on dissolved aluminium speciation. Applied Geochemistry 24, pp. 1677–1685

Cory N., Buffam I., Laudon H., Köhler S og Bishop K (2006) Landscape Control of Stream Water Aluminum in a boreal catchment during spring flood. Envrion. Sci. Technol. 40, pp. 3494-3500.

Dixit S. og Hering J. (2003) Composition of Arsenic (V) and Arsenic (III) Sorption onto Iron Oxide Minerals: implications for Arsenic Mobility. Environmental Science and Tech-nology, 37, 4182-4189.

Edwards A.C., Creasey J. og Cresser M.S. (1986) Soil freezing effects on upland stream so-lute chemistry. Wat. Res. 7, pp. 831-834.

Eggins R.B., Palmer L.F. og Bryne A.J. (1997) Photocatalytic treatment of humic substances in drinkingwater. Wat.Res. 31, pp.1223-1226.

Elberling B, Christensen H.H. og Hansen B.U. (2010) High nitrous oxide production from thawing permafrost. Nature Geoscience 3, 332-335.

Elberling B. og Brandt K.K. (2003) Uncoupling of microbial CO2 production and release in fro-zen soil and its implications for field studies of arctic C cycling. Soil Biology & bio-chemistry 35, pp. 263-272.

EPA Method 3052, Microwave assisted acid digestion of siliceous and organically based matri-ces. December 1996.

Fendorf S., Eick M.J., Grossl P., og Sparks D.L. (1997) Arsenate and chromate retention mechanisms on goethite 1. Surface structure. Environ. Sci. Technol. 321, pp. 315-320.

Foged N. (1979). Ingeniørgeologiske undersøgelser af kvartære marine aflejringer i Vest-grønland. Instituttet for Teknisk Geologi, Danmarks Tekniske Højskole.

Foged N. (2006) Mundtlig kommunikation, jan. 2006. Gieskes J.M. og Rogers W.C. (1973) Alkalinity determination in interstitial waters of marine

sediments. J. Sed. Petrol. 43, P. 272-277. Greenland Survey, ASIAQ (2003) Grønlands drikkevandsforsyning. Et datagrundlag for en

vandforsyningsstrategi. Udarbejdet af ASIAQ og Hedeselskabet.


54

Hayashi M., Quinton W.L., Pietroniro A., Gibson J.J. (2004) Hydrologic functions of wetlands in a discontinuous permafrost basin indicated by isotopic and chemical signatures Journal of Hydrology 296, pp. 81–97.

Hayashi M., Goeller N., Quinton W.L., Wright N. (2007) A simple heat-conduction method for simulating the frost-table depth in hydrological models. Hydrol. Process. 21, pp. 2610–2622.

Hjemmestyret (2008) Hjemmestyrets bekendtgørelse nr. 7 af 17. marts 2008 om vandkvali-tet og tilsyn med vandforsyningsanlæg.

Ingeman-Nielsen T. (2011) Optøning af permafrost. Medlemsmøde i Selskabet for Arktisk Forskning og teknologi, 28. april 2011.

Kjøller C., Postma D. og Larsen F. (2004) Groundwater Acidification and the Mobilization of Trace Metals in a Sandy Aquifer. Environ. Sci. Technol. 38, pp. 2829-2835.

Københavns Amt (2005) Undersøgelser af årsager til nikkelproblemer og metoder til at ned-bringe indholdet af nikkel i grundvandet. Arbejdsrapport om nikkelproblemer i Kø-benhavns Amt. Rapport udarbejdet af Rambøll.

Mikkelsen N. og Ingerslev T. (2002) Nomination document for the World Heritage Site Ilulis-sat Icefjord. Geological Survey of Denmark and Greenland.

Miljøstyrelsen (2006) Binding af nikkel til og frigivelse fra naturlige kalksedimenter. Rapport udarbejdet af Kjøller, C., Jessen S., Larsen, F., Postma D. og Jakobsen, R., Dan-marks Tekniske Universitet.

Miljøstyrelsen, 2007 Effekten af permafrostspejlets sænkning på en drikkevandsressources kemiske kvalitet. Rapport udarbejdet af Rambøll.

Naceur W.M., Messaouden N.A., og Aggoun A. (2003) Microfiltration reinforced adsorption of humic acids onto modified Algerian clay. Desalination 158, pp.271-276.

Oscarson D.W., Huong P.M., Liaw W.K. og Hammer U.T. (1983) Kinetics of oxidation of arse-nite by various manganese dioxides. Soil Science Society of America Journal 47, pp. 644-648.

Passos E. de A., Alves J. C., dos Santos I. S., Alves J. do P. H., Gacia C. A. B. og Costa A. C. S. (2010) Assessment of trace metals contamination in estuarine sediments using a sequential extraction technique and principal component analysis. Microbiol, J. 96, pp 50-57.

Pedersen H. D., Postma D. og Jakobsen R. (2006) Release of arsenic associated with the re-duction and transformation of iron oxides. Geochim. Cosmochim. Acta 70, pp. 4116 – 4129.

Quinton W.L., Hayashi M., Carey S.K. (2008) Peat hydraulic conductivity in cold regions and its relation to pore size and geometry. Hydrol. Process. 22, pp. 2829–2837.

Petterson C. og Bishop K. (1996) Seasonal variations of total organic carbon, iron, and alu-minium on the Svartberget catchment in northern Sweden. Environment Interna-tional 22, No. 5, pp. 541-549.

Roman-Ross G., Cuello G.J., Turrillas X., Fernández-Martinez A. og Charlet L. (2006) Arsenite sorption and co-precipitation with calcite. Chem. Geol. 233, 328–336.

Shumilin E., Gordeev V., Figueroa G.R., Demina L. og Choumiline K. (2011) Assessment of Geochemical Mobility of Metals in Surface Sediments of the Santa Rosalia Mining Region, Western Gulf of California. Arch. Environ. Contam. Toxicol 60, pp. 8-25.

Soleimani M., Hajabbasi M.A., Akbar S., Jensen J.K., Holm P.E. og Borggaard O.K. (2010). Comparison of Natural Humic Substances and Synthetic Ethylenediaminetetraacetic Acid and Nitrilotriacetic Acide as Washing Agents of a Heavy Metal-Polluted Soil. J. Envrion. Qual. 39, pp. 855-862.

Steenfelt A. (2004) En vurdering af de geokemiske forhold i de grønlandske byers vandres-sourceoplande og deres indflydelse på kvaliteten af råvandet - revideret. Danmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelse.

Sutherland R.A. (2010) A review of 10-years of sequential extraction analyses. Anal. Chim. Acta. 680, pp. 10-20.


55

Sø H.U., Postma D., Jakobsen R. og Larsen F. (2008) Sorption and desorption of arsenate and arsenite on calcite. Geochimica et Cosmochimica Acta 72, pp. 5871–5884.

Tessier A., Campbell P.G.C. og Bisson M. (1979) Sequential Extraction Procedure for the Spe-ciation of Particulate Trace Metals. Anal. Chem. 51, no. 7, pp. 844-851.

Waychunas G.A., Xu N., Fuller C.C., Davis J.A. (1993) Surface chemistry of ferrihydrite: Part 1. EXAFS studies of the geometry of coprecipitated and adsorbed arsenate. Geo-chim. Cosmochim. Acta. 57, pp. 2251-2269.

Weidick A. (1969) Investigations of the Holocene Deposits around Jakobshavn Isbrae, West Greenland. Arctic Institute of North America, McGill-Queen’s University Press.

Weidick A. og Bennike O. (2007) Quaternary glaciation history and glaciology of Jacobshavn Isbræ and the Disko Bugt region, West Greenland: a review. Geological Survey of Denmark and Greenland Bulletin 14.

UNDERSØGELSER AF KONSEKVENSER AF SÆNKNING AF PERMAFROSTSPEJLET I VANDRESSOURCEOPLANDET TIL ILULISSAT

BILAG 3.1 PROFIL 1 – INDMÅLING OG OBSERVATIONER

Profil 1 - Indmåling og observationer

Pæl Nøjagtighed TerrænkoteDybde til bund tørv

Dybde til pfs Vegetation og fugtighed Geologi og bemærkninger

N (m) W (m) (m) (m o.h.) (cm) (cm)

0 7678107 497567 6 42,0 - -Præget af nedskredsmateriale fra bagvedliggende skråning Beskrives ikke yderligere

1 7678118 497563 5 42,0 23 45Ret tør græs med mos, dværgbirk, mosepost m.v.

Tørv: Ret uomsat. Marin mudder: SILT, st. leret, sv. sandet, strukturløs, grå, fugtig.

2 7678127 497559 5 41,3 10 55 Tørt mos med Dværgbirk, pil, græs m.v.Under 10 cm tørv følger 15 cm sammenblandet tørv og marin mudder. Mudder grå.

3 7678140 497559 5 41,7 17 60 Tørt mos med Dværgbirk, pil, græs m.v.

Tørv: Brun, ret omsat, dog med genkendelige planterester: Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet. Øverste 13 cm lysegrå med brungrå flammer og brune spor omkring rødder. Herunder 20 cm grå, tør. Nederst 10 cm blågrå mudder.

4 7678155 497555 3 41,5 25 85 Vådt græs i udkant af søTørv skyller af. Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet, strukturløs, grå. I øverste 15 cm flammer af let ox. omkring rødder.

5 7678161 497556 3 41,3 19 65 Vådt græs i udkant af søI de øverste 20 cm mudder ses rødder med ox. omkring rodhullerne. 50 cm væk er tørven 40 cm tyk.

6 7678177 497549 5 41,5 20 42 Tør mos med dværgbirk m.v. Tørv: Ret uomsat. Øverste 10 cm marin mudder opblandet med tørv.

7 7678184 497548 6 41,4 22 50 Tørt mos med dværgbirk, pil, lidt græs m.v.Nederste 5 cm af tørven er opblandet med lidt mudder. Marin mudder: Meget tør.

8 7678194 497546 4 41,3 27 32 Tørt græs med mospuder

9 - Lok. A 7678204 497544 3 41,118

(15-24)52

(48-55)Mos og græs, vsp 6 cm u.t. Omgivelser erhøjere og mere tørre Prøver fra lokalitet A er beskrevet i bilag 3.3.

10 7678213 497543 5 41,2 16 38Tørt område med mospuder, dværgbirk, pil, lav, m.v.

11 7678225 497539 4 41,2 17 36Tørt område med dværgbirk, pil, mosser, lav m.v.

Tørv: Noget omsat, grænse til mudder uskarp. Mudder: varierer i farve fra brungrå (øverst) til lys grå (nederst)

12 7678234 497539 4 40,9 26 41 Tør mos med lidt birk, lav m.v.Tørv: Noget omsat, indeholder klatter af mudder. Marin mudder: Brunliggrå øverste 7 cm, derefter grå, fugtig, våd nederst.

13 7678242 497535 - 40,5 < 30 97 SøTørv skyller af, grænse usikker. Marin Mudder: Grønlig grå (overgrænse ses ikke)

14 7678254 497535 3 40,7 22 55 Lavning med vådt mos og græs Tørv skyller af, grænse ret sikker. Marin mudder: Grå.15 7678263 497533 5 40,7 23 28 Fugtigt græs og mos Tørv skyller af, grænse ret sikker. Marin mudder: Grå.16 7678271 497530 3 40,8 16 28 Tørt græs med pil og mos Tørv: Noget omsat i bunden. Mudder: Grå.17 7678280 497528 4 40,7 20 23 Tørt græs med mos og lidt pil og birk Tørv: Noget omsat i bunden. Mudder: Grå.18 7678293 497527 4 40,5 12 40 Let fugtigt græs Tørv: Noget omsat i bunden.

19 7678302 497524 3 40,6 18 33Ret tørt græs med enkelte pil og enkelte dværgbirk og lidt mos Tørv: Noget omsat i bunden.

20 7678311 497522 3 40,4 28 44 Fugtig græs i lavning Tørv: Nederste 5 cm stærkt omsat, derover ret uomsat.

21 7678322 497520 4 40,1 30 60Lavning (kanal), der løber mod pind 22. Vådt græs med sphagnum og lidt kæruld Tørv: Stærkt omsat i bunden.

22 - Lok. B 7678331 497515 3 40,124

(12-25)57

(55-63) Fugtigt/vådt Prøver fra lokalitet B er beskrevet i bilag 3.3.

23 7678339 497515 3 40,3 24 36Let fugtigt område med græs, dværgbirk og kæruld Tørv: Noget omsat i bunden

24 7678349 497513 3 40,2 13 35 Tørt område med tør mos og dværgbirk Tørv: Næsten uomsat, brun, shagnum og andre plantedele.25 7678358 497510 3 39,9 32 52 Lavning med mosser og dværgbirk

26 7678367 497508 3 39,9 17 50Fugtigt, grænse mellem græs med lidt kæruld og mos med dværgbirk

Tørv: Stærkt omsat i bunden. Marin mudder: Tredelt: Stiv, blød, stiv. Ingen synlige konstørrelsesvariationer. Grå

27 7678377 497506 3 39,8 25 62Fugtigt/vådt græs nær kanal, vsp nær terræn Tørv: Øverst næsten uomsat, nederst stærkt omsat.

28 7678386 497504 3 39,8 35 73 Vådt græs med kæruld Tørv skyller af.

29 - Lok. C 7678396 497502 3 39,727

(25-30)53

(25-65)Græskant ved siden af sø. Vandspejl nær terræn. I 1,5 m afstand tuer med sphagnum

Prøver fra lokalitet C er beskrevet i bilag 3.3.pfs i sø: 65 cm. Pfs i mostuer: 25-30 cm.

UTM Northern Hemisphere Zone 22, WGS 84

1/2 Bilag 3.1

Profil 1 - Indmåling og observationer

Pæl Nøjagtighed TerrænkoteDybde til bund tørv

Dybde til pfs Vegetation og fugtighed Geologi og bemærkninger

N (m) W (m) (m) (m o.h.) (cm) (cm)UTM Northern Hemisphere Zone 22, WGS 84

30 7678406 497500 3 39,7 35 72 Sø med sphagnumTørv skyller af, undtaget nederst, hvor den er stærkt omsat og opblandet med mudder.

31 7678419 497497 3 39,7 ca. 40 cm 62 Sø med græs og sphagnum

, ,mudder: Grønlig grå, klistret

32 7678429 497497 3 39,7 ca. 50 55 Sø med sphagnum og lidt græs. Prøver skyller af. Dog lidt mudder nederst.

33 7678435 497492 3 39,9 41 41 Meget fugtig, mos med lidt græs

Sydlige kant af slædevej. Pfs sammenfaldende med tørv-muddergrænse. Prøver skyller af spyd

34 7678444 497490 3 39,7 26 53Fugtig til meget fugtig, græs med sphagnum m.v.

Nordlige kant af slædevej. : Tørv: Øverst uomsat, nederst stærkt omsat, finkornet. Marin mudder: Grønlig grå

35 7678453 497488 4 39,6 19 24 Tør flade med dværgbirk, spagnum m.v.0-19 cm: Lysebrun til brun, næsten uomsat tørv, dom. sphagnum. Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet, blød

36 7678464 497484 4 39,4 >32 32Let fugtig, sphagnum, med lidt dværgbirk, revling, mosepost og græs

Øverst lysebrun frisk uomsat sphagnumdomineret tørv, ellers brun næsten uomsat sphagnumdomineret tørv

37 7678474 497482 3 39,2 28 39 Tør flade med dværgbirk, spagnum m.v.

0-10 cm: Brun til lysebrun uomsat tørv. 10-15 cm: Sortbrun, let omsat (let humificeret) tørv. 15-28 cm: Gråbrun, let humificeret tørv. 28-39: Marin mudder, SILT, st. leret, sv. finsandet, grønliggrå, let fugtig

38 7678483 497482 4 38,6 19 >100 Fugtigt græs med pilekrat

På skrænt ned til sø. Tørv glider af boret. Marin mudder er SILT, leret, sv. sandet, grå til grønlig grå. Øverste 15 cm sv. brunliggrå med mange rødder

2/2 Bilag 3.1


BILAG 3.2 OVERSIGT OVER UDTAGNE VANDPRØVER OG DE UDFØRTE VANDKEMI-SKE ANALYSER

Oversigt over udtagne vandprøver og de udførte vandkemiske analyser

GEUS GEUS KU LIFE Felt Felt Felt KU LIFE

Dybde

(cm u.t.)

Geologi Anioner Kationer Metaller pH Alkalinitet EC* DOC**

15 Tørv X X X X X X X


30 Marin mudder X X X X X X X


50 Marin mudder X X X X X X









46*** Marin mudder


***: Vandkemiske analyser ikke muligt p.g.a. utilstrækkelig vandtilstrømning

Bilag 3.2

Laboratorium

B

C

A

*: EC = ledningsevne**: DOC = opløst organisk kulstof (Dissolved Organic Carbon)


BILAG 3.3 OVERSIGT OVER UDTAGNE SEDIMENTPRØVER FRA AKTIVLAGET OG DE UDFØRTE SEDIMENTKEMISKE ANALYSER

KU Life KU Life GEUS KU Life KU Life KU Life KU Life

Dybde

(cm.ut.)

Geologi Sekventiel

ekstraktion

TOC CEC Vand‐

indhold

Oxalat Total

opløsning

Tekstur‐

analyse

4.0‐10

Tørv: Sortbrun tørv med mange grove plantedele.

Kun svagt nedbrudt.

12.0‐20

Tørv: Lys brun tørv med stort indhold af

sphagnummosser men også andre plantedele. Kun

svagt nedbrudt, indeholder lidt mudder. X

15‐20

Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet. Lys grå

med flammer af blågrå og brungrå, en del rødder,

omkring rodhuller oxideret. X X

25‐30

Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet. Grå med

enkelte rødfarvninger omkring rodhuller. X X X X

40‐51

Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet. Grå, ret

stiv, fugtig. X X X X

46‐54

Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet. Grå,

blødere, fugtig. X X X X X X X

4.0‐11

Tørv: Frisk mørkebrun tørv, der afspejler

vegetationen på stedet.

13‐18

Tørv: Noget nedbrudt tørv, der indeholder lidt

mudder. X

21‐30

Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet sv. lagdelt,

grå. X

30‐36 "Tørveboller" i marin mudder. X

40‐46 "Tørveboller" i marin mudder. X X

0‐5 Tørv: Brunsort tørv, relativt frisk. X X

5‐12.5

Tørv: Lys brun frisk og uomsat tørv domineret af

mosser, især sphagnum. Rødder. X X

12.5‐16.5

Tørv: Mørkebrun, noget nedbrudt tørv med meget

græs og en del andre erkendbare plantedele. X X

16.5‐24

Tørv: Nedbrudt grå tørv med indhold af marin

mudder. X X X

24‐42

Marin mudder: SILT, st. leret, sv. sandet, grå til

grønliggrå, klæbrig, fugtig. X X X X X X X

42‐57

Marin mudder: SILT, st. leret, sv. sandet, grå til

grønliggrå, klæbrig, fugtig. X X X X X X X

0‐8 Tørv: Brunsort, relativt uomsat tørv. Rødder. X

8.0‐18

Tørv: Lys brun frisk og uomsat tørv med

sphagnum. Enkelte rødder. X

18‐22 Tørv: Delvist omsat gråbrun tørv. X

22‐36 Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet, grå. X X X X

36‐49

Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet, grå,

meget stiv, tør. X X X X

49‐55

Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet, grå, blød,

våd. X X X X X

0‐14 Tørv: Ikke beskrevet.

14‐20 Marin mudder: Ikke beskrevet.

20‐52 Marin mudder: SILT, st. leret, sv. sandet, grå.

45‐55 Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet, grå. X

0‐15 Tørv: Relativt uomsat frisk tørv. X

15‐23 Tørv: Noget omsat tørv. X

28‐40 Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet, grå. X X X X

45‐55 Marin mudder: SILT, leret, sv. sandet, grå. X X X X X X

‐46 Marin mudder: Ikke beskrevet.

C

C (suppl.)

A

A (suppl.)

Bilag 3.3

Oversigt over udtagne sedimentprøver fra aktivlaget og de udførte sedimentkemiske analyser

Laboratorium

B

B (suppl.)


BILAG 3.4 OVERSIGT OVER UDTAGNE PRØVER FRA PERMAFROSTLAGET OG UD-FØRTE VAND OG SEDIMENTKEMISKE ANALYSER

GEUS, KU LIFE KU LIFE KU LIFE GEUS KU LIFE KU LIFE

Udtaget Analyseret

Dybde

(cm u.t.)

Dybde

(cm u.t.)

Vandkemi Sekventiel

ekstraktion

TOC CEC Vand‐

indhold

Tekstur‐

analyse

48‐61* 48‐61 X X X X

61‐66

66‐74

88‐98

98‐108

60‐68** 60‐68

63‐72

72‐82

82‐94

94‐108

108‐118 100‐118 X X X X X X

54‐60

60‐70

70‐82

88‐96

96‐102

102‐116 102‐116 X X X X

116‐126

126‐134

134‐154 134‐154 X X X X X X

*: Tørv (alle andre prøver er marin mudder). **: Lille separat prøve

Bilag 3.4

Oversigt over udtagne af prøver fra permafrostlaget og udførte vand og sedimentkemiske analyser

81‐108 X X X X X

A

61‐81 X X X X

X

X

74‐88

X X X

X X X X X

X

X

X

X X

70‐85 X X X X

X

X X

82‐100

C

54‐70 X X X

82‐88

85‐102 X X

116‐134 X X

Laboratorium

B

63‐82 X X


BILAG 5.1 RESULTATER AF VANDKEMISKE ANALYSER

Resultater af vandkemiske analyser Bilag 5.1

Lokalitet Lag Sediment Dybde cm u.t.

Temperatur oC

EC µs/cm

pH_strip Alkalinitet meqv/L

Aluminium mg/L

Jern mg/L

Mangan mg/L

Nikkel µg/l

Arsen µg/l

DOC mg/l

Sulfat mg/L

Tørv 15 4,5 98,2 4,7 1,86 0,79 2,23 0,05 9,44 4,19 18 5,65Tørv 22 3,5 107,5 4,7 0,67 0,42 1,68 0,10 11,83 0,48 16 2,00

Mudder 30 2,3 132,5 4,7 0,80 0,15 9,84 0,18 36,43 0,00 15 4,22Mudder 43 1 204 5 1,87 0,12 18,01 0,30 39,14 0,00 30 1,01Mudder 50 0,4 293 5,4 2,60 38 <0,05

Tørv 48-61 1,86 0,017 0,03 17,36 6,53 <0,05Mudder 61-81 6 0,86 10,17 0,047 0,15 47,15 10,88 232 1,93Mudder 81-108 5,5 1,76 2,17 0,013 0,04 13,22 3,89 218 1,58

Tørv 5 120,6 5 0,29 0,84 0,84 0,075 61,96 7,81 31 4,34Tørv 20 176,5 5 1,03 0,66 0,31 0,116 9,17 0 15 6,75

Mudder 35 117,3 5 0,28 1,22 0,08 0,140 109,48 0,00 11 7,73Mudder 42 282 5,5 2,56 0,45 15,91 0,347 84,91 21,18 47 1,90Mudder 48 436 6,7 3,82 58 0,83Mudder 63-82 6,6 1,88 3,17 0,86 0,04 12,08 9,97 61 7,43Mudder 82-100 7,0 3,09 0,53 0,36 0,03 6,38 5,28 150,97 3,86Mudder 100-118 7,7 4,23 0,36 0,13 0,06 3,96 1,76 46 2,25

Tørv 10 112,5 4,7 0,49 0,40 1,15 0,07 19,75 0,00 28 0,46Tørv 22 295 5,3 2,26 0,45 31,41 0,18 43,19 6,49 51 0,22

Mudder 35 465 5,9 4,07 0,28 45,94 0,66 83,26 8,38 -13 0,67Mudder 57 718 5,9 5,71 0,05 16,51 1,21 48,06 3,72 48 0,10Mudder 54-70 6,4 1,45 14,38 26,76 0,28 48,76 19,27 73 3,92Mudder 70-85 6,4 1,86 3,21 9,86 0,14 29,72 11,37 667 6,14Mudder 85-102 6,6 2,02 5,71 6,21 0,12 24,10 8,25 58 3,99Mudder 102-116 6,6 4,04 0,79 2,84 0,28 11,04 6,59 311 1,71Mudder 116-134 7,5 4,74 0,02 0,01 0,14 2,78 0,69 241 2,07Mudder 134-154 7 4,60 0,06 0,04 0,17 4,88 0,93 55 4,23

Lokalitet Lag Sediment Dybde cm u.t.

Natrium mg/L

Kalium mg/L

Magnesium mg/L

Calcium mg/L

Florid mg/L

Clorid mg/L

Nitrit mg/L

Bromid mg/L

Nitrat mg/L

Fosfat mg/L

Ammonium mg/l

TIC mg C/L

Tørv 15 7,49 1,51 4,59 8,73 0,20 12,58 <0,05 0,06 0,16 <0,0,5 i.a. 28,8Tørv 22 7,61 0,70 4,52 7,81 0,08 10,62 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 0,016 61,7

Mudder 30 8,93 1,94 5,61 10,01 0,19 12,14 <0,05 0,07 <0,05 <0,,05 0,028 50,2Mudder 43 8,91 3,17 11,73 20,28 0,29 9,47 <0,05 0,07 <0,05 <0,05 0,189 71,7Mudder 50 10,78 5,96 15,72 27,46 0,13 12,21 <0,05 0,12 0,12 <0,05 0,830 79,6

Tørv 48-61 <0,05 <0,05Mudder 61-81 11,87 8,66 10,77 15,93 20,5 0,52 0,28 0,540 1,140 6,6Mudder 81-108 14,00 9,68 14,48 19,28 23,5 0,45 0,29 0,130 0,682 16,5

Tørv 5 7,93 0,93 3,66 13,28 2,91 19,67 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 0,247 8,52Tørv 20 9,47 1,15 6,00 18,89 0,56 15,27 <0,05 0,14 0,27 0,22 0,047 33,3

Mudder 35 7,78 1,67 3,04 8,79 7,66 13,74 <0,05 0,15 <0,05 <0,05 0,686 13,9Mudder 42 11,32 2,92 16,83 29,43 4,13 9,50 <0,05 0,11 <0,05 <0,05 0,896 79,9Mudder 48 12,00 7,17 29,37 42,24 1,83 15,60 <0,05 0,27 <0,0,5 <0,05 0,829 96,5Mudder 63-82 15,45 12,03 9,69 20,28 22,9 0,70 0,96 0,256 0,579 14,2Mudder 82-100 16,50 12,17 19,10 28,81 15,6 0,38 0,48 <0,025 0,393 30,3Mudder 100-118 17,73 12,72 28,65 28,73 14,8 <0,25 0,25 <0,025 0,513 42,6

Tørv 10 6,49 1,71 5,41 12,19 0,15 13,20 <0,05 0,29 0,08 1,34 0,098 65,7Tørv 22 9,77 0,55 17,62 25,92 0,10 16,57 <0,05 0,16 0,08 0,25 0,020 122

Mudder 35 12,25 1,19 32,42 48,90 0,18 15,23 <0,05 0,11 0,12 2,53 0,058 151Mudder 57 12,57 5,50 48,95 73,59 0,45 12,93 <0,05 0,11 <0,05 <0,05 0,162 193Mudder 54-70 13,28 7,10 9,82 19,72 15,4 <0,25 0,25 0,428 0,628 10,2Mudder 70-85 18,06 9,62 17,22 30,82 50,3 0,54 0,30 i.a. 0,511 15,2Mudder 85-102 14,02 9,44 12,05 20,78 18,7 <0,25 0,19 0,282 0,973 19,5Mudder 102-116 21,95 13,91 25,78 38,85 23,1 0,57 0,21 0,066 1,500 40,5Mudder 116-134 22,05 12,41 35,72 30,63 18,6 0,55 0,31 <0,05 1,12 47,5Mudder 134-154 22,53 10,22 42,85 25,33 16,3 0,28 0,45 <0,025 0,208 51,3

A Aktivlag

Permafrost

A Aktivlag

Permafrost

B Aktivlag

Permafrost

C Aktivlag

Permafrost

B Aktivlag

Permafrost

C Aktivlag

Permafrost


BILAG 5.2 RESULTATER AF SEKVENTIEL EKSTRAKTION

Resultater af sekventiel ekstraktion Bilag 5.2

Lokalitet Lag Dybde interval Sediment

cm utLøst

bundetIonbyttelig Karbonat

bundetOxid

bundetRest Løst


bundetOxid

bundetRest Løst


bundetOxid

bundetRest

25-30 Mudder 360 2,8 84 233 20801 481 4 484 1911 27058 3,50 1,52 0,35 2,19 26825-30 Mudder 282 5,3 80 249 20682 350 8 510 2034 27517 2,49 1,54 0,39 2,05 26940-51 Mudder 304 0,9 75 343 17816 356 5 621 1546 23623 2,48 1,22 0,22 0,48 23040-51 Mudder 318 1,0 73 312 13273 379 4 656 1795 17382 2,55 0,88 0,19 0,50 15046-54 Mudder 246 0,8 41 139 15436 279 3 632 844 20367 2,32 1,09 0,35 0,42 19846-54 Mudder 153 0,9 40 131 15399 158 3 568 824 20666 1,18 0,90 0,31 0,37 18561-81 Mudder 182 1,2 35 145 25737 218 51 558 2477 41302 2,20 2,85 1,60 16,08 37961-81 Mudder 176 1,8 51 136 28232 207 57 783 2515 45393 2,04 2,72 1,90 18,46 40481-108 Mudder 191 3 2 43 150 28361 230 7 260 1050 45015 2 43 1 67 2 45 6 56 407

Al (µg/g) Fe (µg/g)

Aktivlag

Permafrost

Mn (µg/g)

A

81-108 Mudder 191 3,2 43 150 28361 230 7 260 1050 45015 2,43 1,67 2,45 6,56 40781-108 Mudder 198 1,5 27 97 27171 241 3 167 714 42665 2,51 2,20 1,51 3,49 40224-42 Mudder 11 3,3 64 327 22373 10 18 483 1895 27872 15,14 6,52 2,33 0,99 31624-42 Mudder 14 1,8 62 216 19751 18 10 515 1360 25669 18,29 4,70 1,85 0,70 29242-57 Mudder 43 1,7 49 151 21990 64 6 697 1053 28674 20,21 4,30 5,99 3,61 33742-57 Mudder 36 1,5 54 158 21187 38 2 704 1099 28122 19,64 3,60 5,39 3,41 32863 - 82 Mudder 553 3,2 26 141 35383 732 11 273 1072 53321 7,54 3,69 3,96 5,41 46763 - 82 Mudder 135 2,8 24 155 33343 134 16 262 1251 50787 1,32 5,58 4,65 6,36 44582-100 Mudder 82 3,4 44 134 21631 84 7 914 1132 34072 1,14 14,46 21,23 8,05 31282-100 Mudder 83 3,8 45 122 19991 85 7 861 1099 30757 1,14 15,32 20,04 8,00 292100 - 118 Mudder 45 3,4 38 171 22215 43 6 320 1394 34865 0,86 14,47 19,68 5,41 328100-118 Mudder 71 49,0 44 195 21668 64 76 360 1566 33950 1,04 16,27 20,78 5,34 32528-40 Mudder 246 3,2 46 129 19110 311 5 768 968 24413 2,45 1,87 0,77 0,37 24228-40 Mudder 234 2,9 51 149 17380 298 4 816 1176 22792 2,22 1,68 0,72 0,43 21245-55 Mudder 151 3,7 46 115 25995 191 4 709 899 34557 1,37 0,82 0,85 0,82 35145-55 Mudder 267 5,5 48 126 5 378 8 739 973 8 3,05 0,89 0,90 1,08 054-70 Mudder 254 7 1 39 210 22109 321 120 668 2405 33230 3 01 4 23 1 00 4 73 264

B

C suppl

Aktivlag

Permafrost

Aktivlag

Permafrost 54-70 Mudder 254 7,1 39 210 22109 321 120 668 2405 33230 3,01 4,23 1,00 4,73 26454-70 Mudder 266 6,8 47 210 22755 337 130 813 2383 33351 3,15 4,57 1,18 4,90 28085-102 Mudder 134 5,7 29 180 23210 152 22 268 1666 36082 1,55 7,02 2,35 12,84 33085-102 Mudder 138 2,1 32 184 22365 156 18 329 1653 35363 1,59 7,34 2,60 14,50 310134-154 Mudder 28 2,1 50 162 13933 32 4 91 1302 21615 0,49 4,06 36,20 9,67 223134-154 Mudder 23 2,2 50 177 14813 25 4 88 1318 23429 0,41 3,96 36,26 10,16 226

Permafrost

Side 1 af 3


Lokalitet Lag Dybde interval Sediment

cm utLøst


bundetOxid

bundetRest Løst


bundetOxid

bundetRest

25-30 Mudder 1,00 1,15 1,01 0,92 48 0,06 0,01 0,26 0,70 1,0425-30 Mudder 0,75 1,11 1,06 1,04 48 0,04 0,01 0,26 0,70 1,0040-51 Mudder 0,81 1,21 1,01 1,54 42 0,05 0,01 0,25 0,55 0,9040-51 Mudder 0,82 1,06 0,94 1,40 31 0,05 0,01 0,25 0,66 0,7346-54 Mudder 0,65 0,84 0,98 1,21 38 0,07 0,00 0,28 0,37 0,8746-54 Mudder 0,38 0,79 0,91 1,14 37 0,06 0,00 0,26 0,34 0,8461-81 Mudder 0,58 1,19 0,64 1,92 77 0,06 0,00 0,44 1,06 1,6361-81 Mudder 0,56 1,35 0,77 1,72 84 0,06 0,00 0,53 1,05 1,8781-108 Mudder 0 67 0 59 1 01 2 07 86 0 06 0 00 0 42 1 30 2 26

A Aktivlag

Permafrost

Ni (µg/g) As (µg/g)

81-108 Mudder 0,67 0,59 1,01 2,07 86 0,06 0,00 0,42 1,30 2,2681-108 Mudder 0,69 0,79 0,70 1,59 82 0,06 0,00 0,34 0,98 2,0424-42 Mudder 0,32 3,58 0,82 0,62 48 0,00 0,95 0,95 0,45 2,0124-42 Mudder 0,47 1,35 0,56 0,38 43 0,00 0,00 0,53 0,18 1,1542-57 Mudder 0,54 0,53 0,80 0,33 51 0,02 0,00 0,30 0,40 2,3842-57 Mudder 0,47 0,00 0,75 0,33 51 0,09 0,00 0,53 0,44 1,3663 - 82 Mudder 1,85 0,43 0,90 1,98 105 0,16 0,00 0,40 0,90 3,6763 - 82 Mudder 0,33 0,70 0,87 2,33 100 0,05 0,00 0,10 1,05 3,4882-100 Mudder 0,20 0,46 1,30 1,49 68 0,03 0,00 0,45 0,82 1,7682-100 Mudder 0,20 0,51 1,32 1,36 62 0,03 0,00 0,46 0,63 1,46100 - 118 Mudder 0,10 0,11 0,86 1,42 71 0,01 0,00 0,29 0,93 1,93100-118 Mudder 0,13 0,16 0,95 1,61 70 0,02 0,00 0,30 1,06 1,7628-40 Mudder 0,69 0,54 0,85 0,77 44 0,06 0,02 0,33 0,51 1,1128-40 Mudder 0,64 0,59 0,86 0,90 41 0,06 0,01 0,32 0,57 1,0245-55 Mudder 0,40 0,26 0,61 0,58 60 0,06 0,00 0,30 0,35 1,7245-55 Mudder 0,74 0,31 0,63 0,67 0 0,07 0,00 0,28 0,36 0,0154-70 Mudder 0 71 0 96 0 40 1 62 62 0 06 0 02 0 42 1 00 1 36

C suppl Aktivlag

Permafrost

B Aktivlag

Permafrost

54-70 Mudder 0,71 0,96 0,40 1,62 62 0,06 0,02 0,42 1,00 1,3654-70 Mudder 0,74 0,99 0,43 1,59 63 0,07 0,04 0,42 0,92 1,3085-102 Mudder 0,37 1,27 0,82 2,11 71 0,04 0,00 0,35 1,01 1,7585-102 Mudder 0,38 1,26 0,90 2,04 69 0,05 0,00 0,36 1,02 1,68134-154 Mudder 0,08 0,02 0,48 1,32 45 0,01 0,00 0,26 0,90 1,06134-154 Mudder 0,06 0,01 0,41 1,80 46 0,01 0,00 0,05 0,92 2,58

Permafrost

Side 2 af 3


0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40

Dybde (cm u.t.)

Total aluminium (mg/g)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 20 40 60

Dybde (cm u.t.)

Total jern (mg/g)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 200 400

Dybde (cm u.t.)

Total mangan (µg/g)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100

Dybde (cm u.t.)

Total nikkel (µg/g)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 2 4 6

Dybde (cm u.t.)

Total arsen (µg/g)

120

140

160

Dy

120

140

160Dy

120

140

160

Dy

120

140

160

Dy

120

140

160

Dy

0

20

40

60

80

100

120

140

0 200 400 600 800

Dybde (cm u.t.)

Mobiliserbart aluminium (g/g)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 1 2 3 4

Dybde (cm u.t.)

Mobiliserbart jern (g/g)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 20 40

Dybde (cm u.t.)

Mobililiserbart mangan (g/g)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 2 4 6

Dybde (cm u.t.)

Mobiliserbart nikkel (g/g)

0

20

40

60

80

100

120

140

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0

Dybde (cm u.t.)

Mobililserbart arsen (g/g)

Øverste række af figurer viser det totale indhold af sedimentært aluminium, jern, mangan, nikkel og arsen fundet ved sekventiel ekstraktion

Nederste række af figurer viser indholdet af mobiliserbart sedimentært aluminium, jern, mangan, nikkel og arsen beregnet som summen af fraktionerne løst bundet, ionbyttelig, karbonat-bundet og oxid-bundet

Alle figurerne viser gennemsnittet af dobbeltbetsemmelserne

120

140

160

Dy

120

140

160

Dy

120

140

160

Dy

120

140

160

Dy

120

140

160

Dy

Side 3 af 3


BILAG 5.3 RESULTATER FRA CEC

Lokalitet Lag Dybde (cm)

Sediment CaX2

(meq/100g)NaX

(meq/100g)

FeX2

(meq/100g) MgX2

(meq/100g)AlX3

(meq/100g)KX

(meq/100g)

CEC (sum) (meq/100g

)15-20 Mudder 5,68 0,17 0,01 3,80 1,60 0,31 11,5725-30 Mudder 4,93 0,14 0,01 3,56 1,05 0,41 10,1040-51 Mudder 4,52 0,08 0,87 2,80 0,63 0,39 9,2946-54 Mudder 4,28 0,21 2,65 2,55 0,04 0,66 10,3961-81 Mudder 3,90 0,13 0,00 2,80 0,44 0,61 7,8981-108 Mudder 3,73 0,14 0,00 3,58 0,47 0,78 8,7124-42 Mudder 5,90 0,12 0,09 3,58 0,08 0,49 10,2542-57 Mudder 3,96 0,14 0,20 2,82 0,03 0,68 7,8257-63 Mudder 5,07 0,17 0,04 4,35 0,39 1,08 11,1022-36 Mudder 5,32 0,14 0,05 3,19 1,83 0,27 10,8136-49 Mudder 5,21 0,11 1,77 0,61 0,68 0,50 8,8749-55 Mudder 5,44 0,14 2,92 3,14 0,40 0,51 12,5460-68 Mudder 5,63 0,14 0,01 3,66 0,39 0,54 10,3863-82 Mudder 5,86 0,16 0,00 3,90 0,57 1,12 11,6182-100 Mudder 5,55 0,16 0,00 3,78 0,63 0,90 11,02100-118 Mudder 7,66 0,16 0,00 4,11 0,75 0,75 13,4428-40 Mudder 4,40 0,13 2,47 2,54 0,29 0,43 10,2645-55 Mudder 5,88 0,13 2,20 3,73 0,26 0,40 12,5954-70 Mudder 2,67 0,11 0,01 1,36 0,48 0,38 5,0270-85 Mudder 4,67 0,18 0,00 2,89 0,55 0,67 8,9685-102 Mudder 5,59 0,21 0,00 3,43 0,55 0,77 10,55102 116 Mudder 7 80 0 25 0 00 4 68 0 46 1 00 14 20

Permafrost

Permafrost

A Aktivlag

B

B Suppl

B

C Suppl

C Suppl

A

Aktivlag

Aktivlag

Permafrost

Aktivlag

102-116 Mudder 7,80 0,25 0,00 4,68 0,46 1,00 14,20116-134 Mudder 7,86 0,22 0,00 3,88 0,47 0,79 13,21134-154 Mudder 11,85 0,23 0,00 4,41 0,53 0,84 17,87


BILAG 5.4 RESULTATER AF TEKSTURANALYSE

Lokalitet Lag Dybde cm

Ler g/L

Finsilt g/L

Grovsilt og finsand

g

Mellem-/grovsand

g

Ler %

Finsilt %

Grovsilt og finsand

%

Mellem-/grovsand

%A Aktivlag 46-54 12,7 19,1 9,92 0,74 30 45 23 2A Permafrost 81-108 12,8 20,8 6,66 0,02 32 52 17 0

24-42 15,6 20,4 7,09 0,62 36 47 16 142-57 19,8 17 5,45 0,39 46 40 13 122-36 19,2 18,8 2,54 0,33 47 46 6 136-49 17,4 20,2 3,91 0,22 42 48 9 149-55 17,6 19,2 4,34 0,44 42 46 10 1

B Permafrost 100-118 9,2 11,7 6,57 0,02 33 43 24 0C Suppl Aktivlag 45-55 9,8 21,3 11,56 1,00 22 49 26 2C Suppl Permafrost 54-70 8,3 17,8 13,69 0,08 21 45 34 0

134-154 14,6 17 8,26 0,04 37 43 21 0

B Suppl Aktivlag

B Aktivlag


BILAG 5.5 RESULTATER AF ØVRIGE SEDIMENTKEMISKE ANALYSER

Profil Lag Dybde Sediment TOCJern Aluminium Aluminium Jern Nikkel Arsen Mangan

cm ut %C mg/g mg/g mg/g mg/g µg/g µg/g µg/g38,2438,2837,652,802,982,672,432,442,633,022,442,632,37 0,15 0,80 71 35 66 3 4002,29 0,15 0,75 70 35 66 3 3962,2816,5616,3416,481,351,341,340,490,46

Oxalatekstraktion Total oplukning

Mudder

Tørv

A

A

Tørv

Mudder

Mudder40-51

Tørv

Mudder

Mudder

46-54

48-61

61-81

81-108

Aktiv lag

Permafrost

12,0-20

15-20

25-30

0,460,4935,1135,1135,5316,1716,2715,986,756,556,556,66

Side 1 af 4

40-46

Tørv + mudder

Tørv

Tørv + mudder

13-18

30-36

A (suppl) Aktiv lag


cm ut %C mg/g mg/g mg/g mg/g µg/g µg/g µg/g40,35 17,8 23,1 18 2 20840,35 18,0 23,2 18 2 20141,2641,80 11,4 16,3 21 3 6641,51 12,2 17,1 22 3 6941,8031,85 31,0 15,9 34 2 14832,15 42,5 32,6 59 3 28633,6032,5426,26 18,6 7,7 430 1 5425,39 66,9 42,1 79 3 47224,661,91 0,27 0,95 66,9 42,1 78,71 3,29 472,412,64 0,28 1,01 78,0 42,4 81,76 3,39 478,192,871,26 0,21 0,96 78,0 42,4 82 3 4781,55 0,21 0,98 77,0 43,0 82 3 4881,391,281,451,481,49

Tørv

Tørv

Tørv

Mudder

Mudder

Tørv

Mudder

B

24-42


42-57

63-82

0-5

5-12,5

12,5-16,5

16,5-24

Aktiv lag

Permafrost

1,490,710,710,710,400,380,410,42

Side 2 af 4

82-100

100-118 Mudder

Mudder


cm ut %C mg/g mg/g mg/g mg/g µg/g µg/g µg/g42,9341,6641,0142,8741,2941,1144,0737,6537,1637,301,802,532,522,742,802,732,95 0,22 1,032,99 0,22 1,072,88


Mudder

Mudder

Mudder

Tørv

Tørv8,0-18

Tørv0-8

18-22

22-36

36-49

49-55

B (suppl) Aktiv lag

Side 3 af 4


cm ut %C mg/g mg/g mg/g mg/g µg/g µg/g µg/g34,9234,0033,3532,3534,1936,5336,3236,741,941,821,831,60 0,17 0,60 70,71 29,31 44 2 3471,57 0,16 0,56 70,41 27,55 40 2 3271,581,091,101,101,051,081,101,401,391,40

C (suppl)

C (suppl)


Mudder

Mudder

Mudder

Mudder

Tørv

Mudder

Tørv

0-15

15-33

28-40

45-55

54-70

70-85

85-102

Permafrost

Aktiv lag

1,401,982,022,060,200,200,220,240,250,22

Side 4 af 4

Mudder

Mudder

Mudder102-116

116-134

134-154

Documents

Konsekvenser af sankning af permafrostspejlet