DCIP (Resistivitet och Inducerad Polarisation) för kartläggning av

förorenad mark och avfall

Torleif Dahlin, Esben AukenTeknisk geologi, LTH/Lunds Universitet

Hydrogeofysikgruppen, Aarhus Universitet

GeoArena 2014

ENGINEERING GEOLOGY

Resistivitet = specifikt elektriskt motstånd

12V DC

Modeller av markens elektriska egenskaper i

1D, 2D, 3D eller 4D

Inducerad Polarisation (IP)= markens uppladdningsförmåga (jmfr. kondensator)

Jonförflyttning p.g.a. utsänd ström ger uppladdningseffekt som kan mätas efter att strömsändning stängts av

12V DC

Problemområde: Deponier och förorenad mark

• Övergivna industritomter med förorenad mark

• Deponier anlades utanför tätorter i början och mitten av förra seklet

• Dokumentation är bristfällig eller saknas helt, ofta inga synliga spår på ytan idag

• Lakvattenspridning starkt heterogen

• Slumpmässing provtagning riskerar missa ”hotspots”

• Bättre information krävs p.g.a. miljökrav eller återvinning av mark

St Hans backar – f.d. deponi i Lund

St Hans backar – lakvatten

St Hans backar - avfall

Waterval waste deposit, Johannesburg

• Localisation in / over old quarry• Weathered crystalline

rocks with fault zones

Resistivity

Chargeability (IP effect)

0 50 100

Resistivity survey at Waterval waste deposit, Johannesburg

0 50 100

IP survey at Waterval waste deposit, Johannesburg

Waterval waste dump, Johannesburg: Drilling and sampling based on ERT / DCIP results

80 mS/m 12,5 Ωm

323 mS/m 3,1 Ωm

(Rosqvist et al 2003) Groundwater conductivity in earlier investigations 38-84 mS/m

• Soil sampling- 6 auger holes

- 31 soil samples analysed

• Groundwater sampling- 4 water samples

analysed

• Eskelund Landfill, Aarhus, Denmark

• Type of waste: Domestic & industrial: oils, chemical waste, etc• Contamination: Resulting from water seepage through the landfill. Confirmed by

geochemical surveys and underground water samples. • 13 DCIP profiles, 355 - 700 m (5 m take-out spacing), multiple gradient array• DCIP data inversion with novel algorithm• 15 boreholes

Field Example

• Geological background:Substratum: mainly mud and silt.

Silt layer = sparse and slight protection from percolation from the landfill.

The Eskelund field case

South-West North-East

Eskelund: Profile 10, North-South

North SouthAnticipated landfill Outside landfill

C

m0

waste peat cover layer/

clay/sand

Eskelund: Chargeability (m0) sectionsNorth-East South-West

North South

North South

North South

Summering / SlutsatserDCIP ger idag:• Översikt över geologiska strukturer• Resistivitet detekterar lakvattenläckage• IP detekterar avfall• Underlag för placering av borrning, provgropsgrävning,

provtagning, etc• Minimerad risk att missa viktig information i heterogena

miljöer (d.v.s. i verkliga miljöer) • Övervakning av läckage (lakvatten, vägsalt, etc.)

Pågående FoU och potentialForskning och utveckling:• Optimering av IP-mätning

(datakvalitet och mäthastighet)• Optimering av 3D-mätning

(snabbare, bättre upplösning, urban miljö)• Nya tolkningsalgoritmer

(bättre och mer nyanserade modeller)

Potential:• Detektering / kartläggning av organiska

föroreningar • Karaktärisering av typ av avfall • Övervakning i samband med in-situsanering

Mera info finns här:http://trust-geoinfra.se/delprojekt/2-1.htmlhttp://www.geocon.env.dtu.dk/

Tack för uppmärksamheten!

(Kv Färgaren, Kristianstad,kommer i David Hagerbergs föredrag …)

Finansiärer: