På säker grund för hållbar utveckling

Utvärdering av

grundvattenprovtagning av pH- och

redoxkänsliga ämnen

Helena Branzén, Jenny Vestin,

Dan Berggren Kleja

På säker grund för hållbar utveckling

Grundvattendagarna 2013 2

Nytt regeringsuppdrag för SGI

• SGI ansvarar för FoU i Sverige inom förorenade områden

– 1 januari 2010

– Tidigare Naturvårdsverkets ansvar

• Intention – Öka saneringstakten

– Öka kunskapsnivån om förorenade områden

Vi försöker via enkätstudier och på andra sätt identifiera kunskapsluckor

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

det arbetet

Grundvattendagarna 2013 3

Bakgrund

• Provtagningsförfarande och

provhantering påverkar

analysresultat

• Mängden betyder något för

prioriteringen medan halt och

förekomstform betyder något för

riskbedömningen

• >1/4 av prioriterade EBH-projekt

har arsenik som primär

förorening

Grundvattendagarna 2013 4

Syfte

• Finns det behov av ytterligare vägledning, kunskaps-höjande

insatser eller forskning inom området?

– Utvärdera svenska vägledande dokument

– Utvärdera de faktiska tillvägagångssätten vid provtagning,

provhantering och analys (intervjuer)

– Undersöka fallstudie (Klippans läderfabrik)

Grundvattendagarna 2013 5

Syfte

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

betyder något för resultaten

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

metallpaket och man får det på köpet vid provtagning av metaller

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

försök gjordes i en fallstudie på befintligt material

Grundvattendagarna 2013 6

pH och redoxpotential

• Styr många ämnens löslighet och förekomst i vattnet

• pH är ett mått på vätejonaktiviteten

• Redoxpotentialen är ett mått på balansen mellan oxiderande och

reducerande ämnen

• pH och redox samverkar med processer som vittring,

mineralutfällning och adsorption

Tillsammans avgör dessa i vilken koncentration och i vilken form

lösta ämnen i grundvattnet förekommer

Grundvattendagarna 2013 7

Markprocesser

• Vittring

– avgör vilka ämnen som naturligt finns tillgängliga i grundvattnet

– påverkas av jonstyrka, pH, mikrobiell aktivitet

• Utfällning

– ämne faller ut från lösningen och bildar fast fas

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

– påverkas av syrehalt, redox

• Adsorption

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

– påverkas av pH, ämnets koncentration

Grundvattendagarna 2013 8

Exemplet arsenik

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

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

• Arsenit större löslighet och sorberar sämre

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

• Luftat prov Fe, Mn oxiderar As medutfälls

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

grundvattnet

Grundvattendagarna 2013 9

Reducerande förhållanden

• Reducerande förhållanden

– Gammalt vatten

– Slutna akvifärer

– Stangnant vatten

– Ler- och torvområden

– Områden rika på organiskt

material

Bild modifierad efter Appello och Postma, 1993

Grundvattendagarna 2013 10

Vägledningar

1. Fälthandbok Miljötekniska markundersökningar (SGF 2004)

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

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

4. Rätt datakvalitet, Vägledning i kvalitetssäkring vid miljötekniska undersökningar

(Rapport 4667, NV 1996)

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

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

Grundvattendagarna 2013 11

Fälthandbok Miljötekniska

markundersökningar

• Remissversion ute

”För vattenprover krävs för vissa analyser konservering eller annan

förbehandling av provet redan i fält. Ta alltid kontakt med

laboratoriet före provtagningen för att få rätt instruktioner för aktuella

analyser.”

• Liknande hänvisningar till laboratorierna återfinns på flera ställen i

Hantering och analys av prover från förorenade områden (SGF,

2012

Grundvattendagarna 2013 12

Vägledningar

• Bra utformat för generella provtagningar

• Redoxkänsliga ämnen; Spridda skurar, ibland med mycket bra

information. Samlade specifika råd för provtagning av dessa

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

tex:

”ämnen som är känsliga för nedbrytning eller omvandling”

• Rapporterna förutsätter att konsulter/fälttekniker har tillräcklig

kunskap vid provtagning

• Vägledningar - inga manualer

Grundvattendagarna 2013 13

Intervjuer, konsulter (7st)

• Gemensam uppfattning om hur fältarbetet påverkar resultatet saknas

(konservering, filtrering, installationer)

• Stor osäkerhet vid provtagning av redoxkänsliga ämnen – ingen särskild

anpassning av fältarbete

• Kunskap finns hos enskilda men bedöms inte vara allmänt spridd

• Frustration över begränsningar – vill utvecklas, diskussioner pågår

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

diskussioner

• Ofta ekonomiskt pressade undersökningar

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

erfaren personal)

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

en medutfälld parameter i µg/l.

Grundvattendagarna 2013 14

Intervjuer, laboratorier (3st)

• Hantering av inkommande prover skiljer sig åt (filtrering)

• Arbetar enligt standarder – förutsätter att konsulten är

medveten om arbetsgången. Endast klarfas analyseras

• Långa transporttider – svårt att analysera inom 24h

• Andel fältkonserverade prov som analyseras på lab är låg

• Rådgiver inte om fältförfarande men önskar ökad dialog

mellan provtagare och laboratorium (syfte, matris etc)

• Uppslutning i autoklav löser utfällningar men inte

silikatstrukturer – kan vara en variant

Grundvattendagarna 2013 15

Rekommendationer

• Mät pH och redox i fält, slutet system

• Provta indikatorparametrar för bedömning av redox

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

• Provta redoxkänsliga ämnen i slutet system

• Filtrera om möjligt i slutet system i fält

• Beställ analys beroende på målsättning:

– uppslutning på ett ofiltrerat prov ger lös och partikulär form

– uppslutning på ett filtrerat prov ger lös form*

• Dialog med laboratoriet ang. dekantering etc

• Förbättra teoretisk kunskap om geokemi (sätt värde på)

• Utnyttja kunskap om grundvattenkemi i utvärderingen av resultat

Grundvattendagarna 2013 16

Tack för mig!

Och här sitter jag

och tar jordprov…

Grundvattendagarna 2013 17

• SGI Publikation 5, Utvärdering av

grundvattenprovtagning för pH och redoxkänsliga ämnen

Helena Branzén, Jenny Vestin, Dan Berggren Kleja

• www.swedgeo.se