Arsen i grundvandet og betydningen af reaktivt organisk materiale

1. Arsen i grundvandet og betydningen af reaktivt organisk materiale ATV Vintermøde om Jord- og Grundvandsforurening 2009 Fag-session B Grundvandskemisk kortlægning Flemming Larsen Seniorforsker, GEUS

2. Arsen i grundvandet og betydningen af reaktivt organisk materiale • Claus Kjøller (GEUS) • Helle U. Sø (DTU) • Dieke Postma (GEUS) • Peter E. Holm (LIFE) • Gunnar Larsen (MiljøCenter Odense) • Troels Kærgaard Bjerre (Odense Vandselskab) Finansiering: Vandpuljen & Miljøcentrene

3. 1993-2008

4. Geokemiske reaktioner FeS2 + 15/4 O2 + 7/2 H2O → Fe(OH)3 + 2SO42- + 4H+ CH3COOH + 8FeOOH + 14H+ → 8 Fe2+ + 2HCO3- + 12H2O

5. Geokemiske reaktioner FeS2 + 15/4 O2 + 7/2 H2O → Fe(OH)3 + 2SO42- + 4H+ CH3COOH + 8FeOOH + 14H+ → 8 Fe2+ + 2HCO3- + 12H2O

6. Arsen i grundvand Erickson og Barnes, 2005

7. Arsen i dansk grundvand As > 10 µg/l - SAND As > 10 µg/l - KALK

8. Arsen i dansk grundvand As > 10 µg/l - SAND As > 10 µg/l - KALK ?

9. 2 2 1 1 Faxe By

10. Arbejdshypotese • Primær kilde i det tertiære ler • Nuværende kilde enten tertiært ler eller oparbejdet tertiært ler i kvartære aflejringer • Frigivelse ved reducerede forhold • ... men hvordan hænger det sammen ?

11. 1

12. Nr. Åby – arbejdsprogram • Installation af multi-level sampler • Pumpeforsøg • Kernetagning • Porevandsanalyse • Sedimentekstraktioner/-analyse • Sekventiel ekstraktion • TC, TS, TOC

13. Nr. Åby – geologisk snit med aldre af sedimenter 35 ± 4 ka 37 ± 4 ka 240 ± 17 ka

14. Nr. Åby – geologisk snit med arsen koncentrationer

15. As fra sedimentekstraktioner

16. Sedimentanalyser

19. Acetat: CH3COOH

20. CH3COOH + 8FeOOH + 14H+ → 8 Fe2+ + 2HCO3- + 12H2O Acetat: CH3COOH

21. Pumpeforsøg – Nørre Åby Varierende As koncentrationer

24. Opsummering

25. Køge 2

26. Geologisk tværsnit i Køge ådal Vest Øst

27. Design af undersøgelsesboringer

28. Indvindingsboringer

31. Undersøgelsesboringer ved Køge

32. Model for arsen dannelse i kalkmagasiner Nutid - med grundvands-sænkning Nutid – efter grundvands- sænkning Præ-glacial tid Glacial tid

33. Partiel ligevægsmodel As(5) → As(3) As(5) Ligevægt Kinetik

34. Konklusioner • Kilderne til arsen i danske grundvandsmagasiner er hovedsagelig jernoxider og sulfider (pyrit) • Reduktion af arsen-holdige jernoxider foregår ved reaktion med organisk materiale i magasinerne • I de glaciale sedimenter dannes organiske syrer (acetat og format) i de finkornede sedimenter, disse transporteres ved diffusion ind grundvandsmagasinerne, hvor arsen frigives fra jernoxider ved en reduktiv opløsning • I kalken forekommer der reduktive opløsning af jernoxider i den øvre del af grundvandsmagasinerne, hvor organisk materiale udvaskes til kalken med det infiltrerende grundvand

39. Pierce og Moore, 1982

41. Arsen speciering i vandige opløsninger

44. Holmehaven Kildeplads Odense Vandselskab 2

45. Arsen speciering i vandige opløsninger