LAR og grundvand
Påvirkning af grundvandet ved nedsivning
af regnvand
Envina Natur og Miljø konference 2015
Morten Ejsing Jørgensen, Center for Miljøbeskyttelse,
Københavns Kommune
19. maj 2015
LAR og grundvand
• Vandkvalitet – med udgangspunkt i forsøg i Vanløse
med fokus på zink OG fra nyere analyser af
drænvand fra kunstgræsbaner
• Hydraulisk påvirkning - med udgangspunkt i
skybrudsforsøg i Vanløse
2
LAR og grundvand
Hvorfor er zink (og kobber) et problem??
Når zinkoverflade udsættes for atmosfæren dannes korrosionsprodukter med en
sammensætning som afhænger af det aktuelle forureningsniveau i atmosfæren primært
med hensyn til svovldioxid (SO2) og klorid (Cl-). Når det regner vil en del af
korrosionsprodukterne bliver opløst i det afstrømmende regnvand. Koncentrationen af zink i
det afstrømmende vand (zinc runoff rate) afhænger af pH-værdien i regnen, regnintensiteten
og opholdstiden.
Når tykkelsen af korrosionsprodukterne øges nedsættes korrosionshastigheden af
zinkoverfladen, men vil dog indfinde et stabilt niveau.
Regnvand er svagt syreholdigt og har et lavt indhold af opløste stoffer og er derfor relativt
aggressivt. Regnvand kan derfor blandt andet opløse tungmetaller, hvor især zink, kobber
og bly er udsatte.
Zinkioner udvasket fra et zinktag eller zinktagrende er økotoksiske – jo højere koncentration jo
mere økotoksisk.
I Amsterdam er brug af zink til tag og tagrender blevet forbudt i nybyggeri på grund af et højt
indhold af zink i floden Amstel pga. regnvandsudledning til floden.
3
Vandkvalitet
Zink i afstrømmende regnvand
Undersøgelser fra Stockholm viser, at udvaskningen af zink i regnvand fra zinktage
varierer mellem 0,07 til 2,5 g/m2/år, hvilket er sammenlignelig med København.
I områder med tung industri (fx Ruhr-distriktet i Tyskland) er erosionen op til 14
g/m2/år på grund af den forøgede mængde af SO2 i atmosfæren.
SO2-indholdet i atmosfæren (syreregn)
har været faldende gennem de sidste
10-20 år.
4
Vandkvalitet
Bangsbo-projektet i Vanløse
– et samarbejde mellem Vanløse Lokaludvalg, grundejeren.dk, HOFOR og Københavns Kommune
med assistance fra Teknologisk Institut og PKP Regnvandsteknik
Formålet var at undersøge zinkindholdet i tagvand fra zinktagrender og
at vurdere om nedsivning af tagvand fra zinktagrender udgør et problem i
forhold til jord- og grundvandsforurening. Dertil er også undersøgt
påvirkningen af grundvandsspejlet i en skybrudssituation samt hydraulisk
ledningsevne i moræneler
Der blev etableret 4 faskiner i 4 private haver omkring Bangsbo Plads i
Vanløse.
Tagrende
Hus A
Hus
Hus
Hus
Hus
5
B
C1
C2
D
Vandkvalitet
Zink
Zink
Zink
Zink
Plast
Tag
Indfatninger
Tegl & Tagpap Bly 2)
1)
Skifer
Tegl
Tegl
Tegl
Zink
Bly 3)
Bly 3)
ingen
Tag på kvist
ingen
Zink
Zink
Zink
---
Bangsbo-projektet i Vanløse
Godt 0,5 m under faskinerne i en smal rende blev nedlagt et
opsamlingsrør slidset i toppen til udtagning af vandprøver.
Målinger i pejleboringen sikre, at der ikke er grundvand
i faskinen på prøvetagningstidspunktet.
Til tre af faskinerne blev tilført tagvand fra tage af hhv.
tagpap, skifer og tegl med zinktagrender mens den
fjerde faskine modtog vand fra plasttagrender
(kontrolfaskine).
Principskitse af faskine
med opsamlingsrør
6
Vandkvalitet
Bangsbo-projektet i Vanløse
Prøverne blev taget 1-2 måneder efter faskinernes etablering.
Et par dage før prøvetagning blev sandfanget og
opsamlingsrørene ved faskinerne pumpet tørre for vand.
Efter et par dage med regn blev der udtaget vandprøver fra
sandfangene (tilløb) og opsamlingsrørene 0,5 meter under
faskinerne (udløb).
Grundvandsstanden stod lavere end opsamlingsrørene (> 4
m under terræn).
Der blev analyseret for pH, suspenderet stof, COD, bakterier
(E. Coli), tungmetaller (bly, cadmium, chrom, kobber, zink) og
PAH’er
7
Vandkvalitet
Bangsbo-projektet i Vanløse - resultater
Sted
pH
Suspenderet
stof mg/l
COD
PAH, sum
(MST – 6
komp.) µg/l
Total
kulbrinter
µg/l
E. Coli
pr. 100
ml
Hus A zinktagrende/
tagpap – indløb
7,3
2,5
17
i.p
<0,5
>300
Hus A zinktagrende/
tagpap – udløb
7,4
630
130
i.p
<0,5
<1
Hus B zinktagrende/skifer
indløb
7,8
2,1
7.4
0,014
<0,5
>300
Hus B zinktagrende/skifer
udløb
Intet vand
Intet vand
Intet vand
Intet vand
Intet vand
Intet vand
Hus C zinktagrende/tegl
indløb
7,1
<0,2
5,5
i.p
<0,5
<1
Hus C zinktagrende/tegl
udløb
7,2
360
43
0,012
<0,5
<1
Hus D plasttagrende/tegl
indløb
7,4
8,6
9,9
0,021
<0,5
>300
Hus D plasttagrende/tegl
udløb
7,0
2,4
15
i.p
<0,5
<1
8
Vandkvalitet
Bangsbo-projektet i Vanløse – resultater (forsat)
Sted
Bly
µg/l
Cadmium
µg/l
Chrom µg/l
Kobber µg/l
Zink µg/l
Hus A zinktagrende/ tagpap –
indløb
8,8
0,12
0,20
4,4
3600
Hus A zinktagrende/ tagpap –
udløb
0,56
0,11
0,14
2,1
88
Hus B zinktagrende/skiffer
indløb
0,39
0,11
0,10
5,8
2600
Hus B zinktagrende/skiffer
udløb
Intet vand
Intet vand
Intet vand
Intet vand
Intet vand
Hus C zinktagrende/tegl indløb
48
0,068
0,21
2,6
3000
Hus C zinktagrende/tegl udløb
0,42
0,35
0,014
2,7
35
Hus D plasttagrende/tegl
indløb
0,47
0,12
0,039
2,4
15
Hus D plasttagrende/tegl
udløb
1,2
0,073
0,11
2,4
29
9
Vandkvalitet
Bangsbo-projektet i Vanløse
Zinkindhold i tilløb – flere målinger
Hus A
Hus B
Hus B udestue
Hus C, foran
Hus C, bagved
Hus D
--- : ingen måling
1
0
Vandkvalitet
Tagrende
Indfatninger/
tagafdækninger
Zink
Zink
Zink
Zink
Zink
Plast
?
Zink
ingen
Bly/zink
Bly/zink
ingen
Zink (µg/l)
Forår Sommer
3.600
2.300
--3.000
--15
2.200
480
--920
--140
Efterår 1
Efterår 2
Efterår 3
Efterår 4
----370
-------
4.500
------2.800
35
--------1.400
22
2.600
------3.900
22
Bangsbo-projektet i Vanløse
Interessante resultater…
Zinkindhold i tilløb til faskiner og 0,5 meter under faskiner
Tilløb
(µg zink pr. liter)
0,5 m under faskinebund
(µg zink pr. liter)
Tilløb
(antal E.coli)
0,5 m under faskinebund
(antal E.Coli)
Hus A med zinktagrende
2.600 - 4.500
88
>300
<1
Hus B med zinktagrende
480 - 2.300
(intet vand)
>300
<1
Hus C med zinktagrende
920 - 3.900
35
<1
<1
Hus D uden zinktagrende
15 - 140
29
>300
<1
Markant reduktion i zinkindhold under faskinen
Der findes et højt antal E.Coli (>300 pr. 100 ml) i vandet fra tre af tagene, mens der fra det fjerde tag er ikke
påvist E.Coli.
Det bemærkes også, at der ikke er konstateret PAH’er eller kulbrinter i tagvand fra tagpap.
Grundvandskvalitetskriteriet er 100 µg/l for zink. I BEK 1022 er kriteriet for zink 3,1-7,8 µg/l for ferske
recipienter og 8,4 µg/l for marine recipienter (BEK 1022 omfatter dog ikke regnvandsbetingede udledninger)
11
LAR og grundvand
Zink i afstrømmende regnvand
E. Gouman (2004). Water Science and Technology Vol 49 No 3 pp 189–196 © IWA Publishing 2004
1
2
Vandkvalitet
Udvaskning fra kunstgræsbaner
•
5 nye kunstgræsbaner etableret i 2014 i København
•
På baggrund af DHI-rapporten* blev der krævet vandtæt membran under
banerne. Dette krav måtte droppes pga. manglende økonomi.
•
DHI-rapporten påviser risiko for forøget udvaskning af især bly, zink,
nonylphenoler og blødgørere (phtalater) samt klorid (fra saltning)
•
Udvaskningstest efter standarden DS 12457 blev foretaget på infill
gummigranulat (Genan SBR high performance infill)
* Lynettefællesskabet. Miljø- og sundhedsskadelige stoffer i drænvand fra kunstgræsbaner. DHI 2014.
1
3
Vandkvalitet
Udvaskning fra kunstgræsbaner
•
Udvaskningstest efter standarden DS 12457 blev foretaget på infill
gummigranulat (Genan SBR high performance infill)
Enhed µg/l
1
4
Vandkvalitet
Udvaskning fra kunstgræsbaner
•
Kunstgræsbane i Ryparken blev anlagt uden afværgeforanstaltninger og uden
nedsivningstilladelse
•
Dog blev overfladen af råjorden komprimeret (traktose)
•
Drænrender blev anlagt med 6 meter mellemrum
Vandprøver er udtaget af rindende drænvand i kombineret
sandfangs- og prøveudtagningsbrønd og analyseret af Højvang
Laboratorier
1
5
Vandkvalitet
Udvaskning fra kunstgræsbaner
•
To baner ved Kløvermarken og Sundby blev anlagt med et tyndt lag aktiv kul
over afretningslaget
•
Overfladen af råjorden blev komprimeret (traktose)
Aktivt kullag
•
Drænrender blev anlagt med 6 meter mellemrum
Vandprøver er udtaget af rindende drænvand i kombineret
sandfangs- og prøveudtagningsbrønd og analyseret af Højvang
Laboratorier
1
6
Vandkvalitet
Udvaskning fra kunstgræsbaner - resultater
København
Aktiv kullag indbygget
Ryparken
Tingbjerg
Sundby
Kløvermarken
Parameter
Enhed
1. oktober
2014
26. oktober
2014
9. januar 2015
9. januar
2015
9. januar 2015
COD
mg/l
-
-
-
-
-
Suspenderet stof
mg/l
-
-
-
-
-
Cadmium
µg/l
0,109
0,12
0,15
0,16
0,072
Bly (Pb)
µg/l
0,74
0,47
0,39
1,9
0,21
Kobber (Cu)
µg/l
6,6
5,7
2,5
3,4
2,1
Nikkel (Ni)
µg/l
1,5
2
1,1
0,91
0,43
Zink (Zn)
µg/l
12
17
5,8
6,1
2,2
Total kulbrinter
µg/l
<10
<10
34
8,6
<10
Nonylphenoler (sum)
µg/l
<0,05
0,19
0,18
<0,05
<0,05
Phtalater (sum)
µg/l
-
-
-
-
-
DEHP
µg/ll
-
<0,004
-
-
-
Chlorid
mg/l
-
-
-
-
-
1
7
Vandkvalitet
Resultatet er kun
udtryk for
sammensætningen
af drænvand fra den
specifikke bane på
det tidspunkt prøven
blev taget
Udvaskning fra kunstgræsbaner - resultater
København
Aktiv kullag indbygget
Ryparken
Tingbjerg
Sundby
Kløvermarken
Parameter
Enhed
1. oktober
2014
26. oktober
2014
9. januar 2015
9. januar
2015
9. januar 2015
COD
mg/l
-
-
-
-
-
Suspenderet stof
mg/l
-
-
-
-
-
Cadmium
µg/l
0,109
0,12
0,15
0,16
0,072
Bly (Pb)
µg/l
0,74
0,47
0,39
1,9
0,21
Kobber (Cu)
µg/l
6,6
5,7
2,5
3,4
2,1
Nikkel (Ni)
µg/l
1,5
2
1,1
0,91
0,43
Zink (Zn)
µg/l
12
17
5,8
6,1
2,2
Total kulbrinter
µg/l
<10
<10
34
8,6
<10
Nonylphenoler (sum)
µg/l
<0,05
0,19
0,18
<0,05
<0,05
Phtalater (sum)
µg/l
-
-
-
-
-
DEHP
µg/ll
-
<0,004
-
-
-
Chlorid
mg/l
-
-
-
-
-
1
8
Vandkvalitet
Udvaskning fra kunstgræsbaner
•
Kunstgræsbane Frørup i Nyborg
•
Sammenlignelig med banerne i København bortset fra at i Nyborg er der udlagt
vandtæt membran under kunstgræstæppet
1
9
Vandkvalitet
Udvaskning fra kunstgræsbaner - resultater
Nyborg
SBR Shockpad
NIF
Frørup (TIF)
Parameter
Enhed
11. februar 2014
8. maj 2014
18. december 2013
11. februar 2014
8. maj 2014
COD
mg/l
41
28
<15
<15
20
Suspenderet stof
mg/l
38
6,5
<1
1,3
1,1
Bly (Pb)
µg/l
0,8
<0,2
<0,5
Kobber (Cu)
µg/l
12
2,4
5,8
Nikkel (Ni)
µg/l
9,3
1
2,7
Zink (Zn)
µg/l
65,9
<3
13,7
Total kulbrinter
µg/l
510
28
33
Nonylphenoler (sum)
µg/l
<0,5
<0,5
<0,5
1,8
<1
122
54
Phthalater (sum)
µg/l
Chlorid
mg/l
68
578
<1
512
140
På NIF banen formodes at være et højere indhold af SBR gummi end de øvrige baner pga. shockpad’en
2
0
Vandkvalitet
Udvaskning fra kunstgræsbaner - resultater
Banerne i København (Ryparken, Tingbjerg) og Nyborg (TIF) er sammenlignelige
Ryparken, Tingbjerg, TIF (Nyborg)
Kvalitetskriterier
Parameter
Enhed
COD
mg/l
41
Suspenderet stof
mg/l
38
Cadmium
µg/l
Bly (Pb)
Grundvand µg/l
Jord mg/kg
Ferskvand µg/l
Marin µg/
0,15
0,5
0,5
0,08-0,25
0,2
µg/l
1,9
1
40
0,34
0,34
Kobber (Cu)
µg/l
9,3
100
500
12
2,9
Nikkel (Ni)
µg/l
2,7
10
30
3
3
Zink (Zn)
µg/l
17
7,8
8,4
µg/l
34
100
9*
500
Total kulbrinter
Nonylphenoler (sum)
µg/l
0,19
Phthalater (sum)
µg/l
<1
1
250
DEHP
µg/l
<0,004
1
25
Chlorid
mg/l
512
Max måling
100
* lette kulbrinter >C10-C20
2
1
BEK 1022 generel kvalitetskrav
Vandkvalitet
1000
0,3
0,3
1,3
1,3
Påvirkning af grundvandskvaliteten
Nedsivning af regnvand med tungmetaller udgør en mindre miljø- og
sundhedsmæssige risiko for grundvandsressourcen, da tungmetaller bindes til
jorden og er immobil og ringe biooptagelig.
I følsomme ferske recipienter er risikoen større, og høje koncentrationer af
tungmetaller kan have en skadelige økotoksilogisk effekt.
For andre miljøfremmede stoffer, som phtalater og phenoler, er risikoen højere for
både grundvand og recipienter, da disse er mere vandopløselige og dermed
mere mobile.
Saltning udgør et væsentligt problem for grundvandsressourcen ved nedsivning af
saltholdigt smeltevand . Ikke unormalt at der bruges op til 75 tons salt på en 2.
generationsbane pr. vinter. På 3. generationsbaner bruges mindre salt.
Spredning af gummigranulat i miljøet ved fx snerydning udgør ligeledes et problem
og kan bidrage til forurening med mikroplast i havene via renseanlæggene
2
2
Vandkvalitet
Spredning af gummigranulat i miljøet
Infill problem ved snerydning
2
3
Vandkvalitet
Skybrudsforsøg – Bangsbo-projektet
Der er er udført 2 hydrauliske forsøg med faskinerne ved at tilføre en mængde vand, der skulle simulere et
skybrud. Det første forsøg blev udført i marts 2014 og det andet et år efter. Der er planlagt et 3. forsøg i
sommeren 2015.
2
4
LAR og grundvand
Skybrudsforsøg
Der er også lavet hydrauliske forsøg med faskinerne ved at tilføre en mængde vand, der skulle simulere et
skybrud. Det første forsøg blev udført i marts 2014.
3 meter
1,5 meter
Pejlerør i faskinen
2
5
LAR og grundvand
Skybrudsforsøg
Fra starten var det ca. 10 cm vand i bunden af faskinen. Resultaterne viser, at det terrænnære
grundvandsspejl stiger ca. 20-35 cm i en afstand af 3 meter fra faskinen.
Ref
0
0,3 t
0,6 t
0,9 t
3t
6t
Faskine: 0 m
0
52
51
50
45
SØ: 1,5 m
SØ: 3 m
NØ: 1,5 m
NØ: 3 m
NV: 1,5 m
0
0
0
0
0
16
10
17
3
27
25
15
22
5
31
29
17
24
6
33
NV: 3 m
SV: 1,5 m
0
0
10
24
13
27
SV: 3 m
0
5
4
7
5
9
2
1
7
5
1
3
2
4
6
2
6
21
t
32
40
t
25
65
t
18
88
t
13
112 t
146 t
184 t
42
16
t
35
9
5
1
36
31
33
13
37
36
33
35
18
37
32
33
31
21
31
31
31
30
22
30
25
25
25
18
24
18
18
17
12
17
13
13
12
8
12
11
11
9
7
9
6
6
4
3
5
2
2
2
1
1
15
28
25
33
28
34
28
30
27
29
23
23
16
17
11
11
9
9
4
4
1
0
8
15
19
22
22
19
12
8
7
3
0
Temadag om Regnvandskvalitet i byområder
Skybrudsforsøg
Middel nedsivningshastigheden er beregnet til k = 8,2 · 10-7 m/s
Det tager 7 dage og 16 timer før vandstanden i faskinen er tilbage til niveauet før ”skybruddet”.
Men allerede efter 3 timer kan faskinen rumme en alm. regnbyge og i løbet af et døgn kan den rumme
en voldsom regn (alm. skybrud).
Vandstandsstigningen ligger på godt 20-35 cm 3 meter fra faskinen, så der ses en påvirkning.
2
7
LAR og grundvand
Skybrudsforsøg
I marts 2015 blev det andet forsøg udført. Denne gang er der udført nye pejleboringer 5 meter fra faskinen. Der var ingen
vand i faskinen fra starten.
Vandniveau over referencevandstand (i cm) i faskinen og i pejlerør omkring faskinen som funktion af tid i timer
Regn (mm)
Faskine: 0 m
SØ: 1,5 m, pil
SØ: 3 m
SØ: 5 m
NØ: 1,5 m, bøg
NØ: 3 m
SØ: 5 m
NV: 1,5 m, hus
NV: 3 m
NV: 5m
SV: 1,5 m, brønd
SV: 3 m
SV: 5m
2
8
Ref
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
56
0
0
0
2
0
0
10
1
1
6
2
0
0,5 t 5t
0
54
18
1
0
16
2
0
25
7
2
23
5
0
LAR og grundvand
0
48
49
32
2
36
15
0
37
23
4
34
21
3
8t
0
45
52
39
6
39
20
5
39
26
8
36
26
7
20
t
0
40
52
45
18
41
26
13
38
28
12
35
31
15
24
t
0
38
51
45
19
40
26
11
37
27
12
34
31
16
28
t
0
36
51
45
19
40
26
12
36
26
12
33
30
16
32
t
0
35
50
45
20
39
26
12
35
26
13
32
30
16
44
t
0
31
47
43
22
36
25
14
32
23
10
29
28
16
47
t
0
31
46
42
23
37
25
12
31
23
10
28
27
15
50
t
0
30
46
42
23
36
25
13
30
23
11
27
27
16
53
t
0
29
45
41
22
35
25
13
28
22
10
27
27
15
68
t
0
26
42
40
22
34
24
13
28
20
9
24
25
14
75 t 98 t 116 t 173 t 197 t 269 t 388 t
0
24
41
40
22
33
25
13
26
19
8
23
25
16
8
25
43
41
28
35
28
17
27
20
11
26
26
20
17
40
59
56
31
52
41
28
44
37
25
43
43
34
13
44
64
63
55
59
50
42
49
43
36
47
49
46
0
39
58
59
54
54
45
36
44
37
30
41
43
39
0
26
45
46
43
40
32
23
30
24
17
28
31
28
0
9
29
30
29
26
22
15
15
9
3
13
17
18
Skybrudsforsøg
I marts 2015 blev det andet forsøg udført. Denne gang er der udført nye pejleboringer 5 meter fra faskinen.
Naturlig regnhændelse indtræder
Marts 2015
Marts 2014
2
9
LAR og grundvand
Skybrudsforsøg
Tømningen af faskinen gik hurtigere end i marts 2014
Tømningen blev forstyrret af en naturlig regnhændelse mellem 90-170 timer efter start
Der er bemærkelsesværdigt, at regnhændelsen giver en relativt større og meget mere
markant grundvandsstigning i jorden omkring faskinen sammenholdt med den stigning der
observeres i umiddelbart tilknytning til skybrudsforsøget.
3
0
LAR og grundvand
TAK