slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Indhold: Nitratreduktion og vandmiljøet Processen/processerne PowerPoint Presentation
Download Presentation
Indhold: Nitratreduktion og vandmiljøet Processen/processerne

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 17

Indhold: Nitratreduktion og vandmiljøet Processen/processerne - PowerPoint PPT Presentation


  • 114 Views
  • Uploaded on

REDUKTION AF NITRAT UNDER RODZONEN Vibeke Ernstsen Danmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelse (GEUS) Plantekongres 2006, Herning, 10. januar 2006. Indhold: Nitratreduktion og vandmiljøet Processen/processerne Umættet zone, udbredelse og potentiale for reduktion

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Indhold: Nitratreduktion og vandmiljøet Processen/processerne' - inez


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

REDUKTION AF NITRAT UNDER RODZONENVibeke ErnstsenDanmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelse (GEUS)Plantekongres 2006, Herning, 10. januar 2006

slide2

Indhold:

  • Nitratreduktion og vandmiljøet
  • Processen/processerne
  • Umættet zone, udbredelse og potentiale for reduktion
  • Mættet zone og potentiale for reduktion
  • Vandets strømningsmønster og fordeling af nitrat
slide3

Denitrifikation under rodzonen og recipienter

  • grundvand
  • vandløb
  • søer
  • marine miljø

Denitrifikation under rodzonen

Grundvand

Vandløb

Søer

Marine miljø

Rodzone

slide4

Reduktion med organisk stof:

  • 5 C + 4 NO3- + 2 H2O  2 N2 + 4 HCO3- + CO2
  • Reduktion med pyrit:
  • 5 FeS2 + 14 NO3- + 4 H+ 7 N2 + 10 SO42- + 5 Fe2+ + 2 H2O
  • Reduktion med ferrojern og dannelse af frit kvælstof:
  • 5 Fe2+ + NO3- + 12 H2O  5 Fe(OH)3 + 0.5 N2 + 9 H+
  • Reduktion med ferrojern og dannelse af ammonium:
  • 8 Fe2+ + NO3- + 21 H2O  8 Fe(OH)3 + NH4+ + 14 H+
  • Reduktion med methan:
  • 5 CH4 + 8 NO3- + 3 H+ 4 N2 + 5 HCO3- + 9 H2O
  • biologisk eller abiotisk proces under iltfrie forhold

Nitratreduktion - flere mulige processer

slide5

Reducerende stoffer:

  • biotilgængeligt organisk stof
  • reduceret svovl (pyrit & svovlbrinte)
  • tilgængeligt ferrojern (opløst og strukturelt bundet)
  • mangan
  • methan
  • ?

NOGEN FORBRUGES - NOGEN GENDANNES

slide6

Umættet og mættet zone

Jordbunden

Jordbundsdannende processer

Midlertidigt vandspejl

Permeabilitets-

forskelle

Porøse

sedimenter

Umættet zone

Sprække

Vandspejls-

fluktuation

?

Kapillære zone

Grundvandszone

Nuværende grundvandsspejl

Maximum/minimum normalt vandspejl

Efter Looney og Falta, 2000

  • UMÆTTET ZONE
  • Rodzone eller jordvandszone
  • Intermediære zone
  • Kapillære zone

MÆTTET ZONE

(GRUNDVANDSZONE)

slide7

Udbredelse af umætttet zone

Per Rasmussen, GEUS

gul: 0-5 m

orange og rød: 5-10 m

grøn: 10-20 m,

lyseblå:20-50 m

mørkeblå : 50-150 m

slide8

Nitratreduktion - umættet zone

  • biologisk eller abiotisk proces under iltfrie forhold
  • potentialet for nitratreduktion afhænger af tilførsel af
  • reducerende stoffer - den oprindelige pulje er opbrugt
  • Plantedække medfører løbende tilførsel af organisk stof
  • på overfladen, hvor det kan vaskes ned
  • i rodzonen - rødder mm
  • jordfauna og - flora inkl. bakterier
  • Organisk stof tilbageholdes:
  • sorption
  • kompleksbinding
  • forbruges
  • udfælder
  • mm

Max dybde 3 meter

slide10

Nitratreduktion - under den umættede zone

Ramsømagle

SBIV

SBI

SBIII

SBV

SBVI

GVS

SBXII

SBIV

SBVIII

SBVII

SBIII

SBIX

Ramsølille

SBVI

SBXI

Viby

SBV

SBX

SBI

SBXII

Kristiansen et al., 1991

SBVIII

SBIX

SBX

SBXI

SBVII

Reduktion under iltfrie forhold ved de oprindelige reducerende stoffer

- derfor i forskellig dybde. Betydelige geologiske forskelle.

slide11

Nitratkoncentrationen under natur og landbrug

45.0

42.5

47.5

40.0

37.5

N

35.0

T2

32.5

T5

Grundvandsskel

T1

T8

T7

T6

Rabis bæk

T4

T3

Granplantage

og hede

Ager

1 km

Grundvandspotentiale

”Landbrugsvand”

”Naturvand”

dyrket

plantage og hede

dyrket

Postma et al., 1991

slide12

Reduktionskapacitet og grundvandskvalitet

Koncentration

Koncentration

Koncentration

Ilt

Ilt

Dybde

Dybde

Dybde

Nitrat

Nitrat

Ilt

Nitrat

HØJ

MIDDEL

LAV

slide13

Beregning af redoxkapacitet - eksempler

  • Sand med 1 - 2 % ler
  • Organisk stof: 0,15 % C
  • Pyrit: 0,012 % S
  • Ferrojern: 0 % Fe
  • Kapacitet: 160 mol nitrat pr. m3
  • Pr. meter: 465 år
  • Lerholdige prøver med 30 - 40 % ler
  • Organisk stof: 0,10 % C
  • Pyrit: 0,005 % S
  • Ferrojern: 1,2 % Fe
  • Kapacitet: 150 -180 mol nitrat pr. m3
  • Pr. meter: 420 - 500 år

DENNE BEREGNING TAGER IKKE HØJDER FOR REAKTIVITETEN AF DE REDUCERENDE STOFFER

  • Lerholdige prøver med 15 % ler
  • Organisk stof: 0,05 % C
  • Pyrit: 0,003 % S
  • Ferrojern: 0,9 % Fe
  • Kapacitet: 90 -110 mol nitrat pr. m3
  • Pr. meter: 250 - 300 år
  • Sand med 1- 2 % ler
  • Organisk stof: 0,03 % C
  • Pyrit: 0,005 % S
  • Ferrojern: 0 % Fe
  • Kapacitet: 30 mol nitrat pr. m3
  • Pr. meter: 95 år
slide14

Reduktion af nitrat - geologiske typeområder

I

II

III

IV

V

Tilførsel af reducerende stoffer

Oxiderede sedimenter

Reducerede sedimenter

Grundvandsspejl

I

II

III

IV

V

Nitrat

Nitrat

Nitrat

Nitrat

Nitrat

Dybde

Dybde

Dybde

Dybde

Dybde

slide15

Vandets strømningsmønster - geologiske forskelle

Vandstand i

øvre magasin

Vandstand i

nedre magasin

Grøft

Boring

Brønd

Umættet zone

Vandløb

Afstrømning i øvre magasin

Ler- og sandlag

Nedsivning

Vandskel

Kalk

Afstrømning i nedre magasin

Grundvands-

spejl

Nedsivningsområde

Udstrømningsområde

Nedsivningsområde

Vandløb

Strømretning

Ækvipotentiale-

kurve

slide16

Konklusion

Et godt kendskab til nitratreduktionsprocessen og dens udbredelse

er en nødvendig forudsætning for at vurdere konsekvenser på

vandmiljøet - grundvand, overfladevand og det marine miljø.

slide17

LITTERATUR:

  • Miljøstyrelsen. 2001. Arbejdsrapport nr. 24
  • Miljøstyrelsen. 2005. Miljøprojekt nr. 1023, 1024 og 1025
  • Ernstsen, V., H.J. Henriksen og F. von Platen. 2001. Principper for beregning
  • af nitratreduktion i jordlagene under rodzonen. Arbejdsrapport nr. 24.
  • Ernstsen, V. 2005. Nitratreduktion i den umættede zone. Miljøprojekt 1023.
  • Ernstsen, V., Jørgensen, N., og Lynge, C.R. 2005. Metode til analyse af
  • reducerende stoffer i sedimenter. Miljøprojekt 1024.
  • Ernstsen, V. 2005. Undersøgelse af reaktiviteten af reducerende stoffer i nogle
  • danske sedimenter - et pilotstudie. Miljøprojekt 1025.