ISOTOPFRAKTIONERING

1. ISOTOPFRAKTIONERING ATVVintermøde om Jord- og grundvandsforurening Workshop 3: Alternative feltmetoder 11. Marts 2009 Charlotte Riis, NIRAS I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

2. Isotopfraktionering - metoden • Specifikt f.eks. 13C/12C -forhold i forureningsstof • Ændring pga. biologisk nedbrydning, men ikke pga. fysiske • processer (sorption, fordampning) • Fraktionering: • Præferentiel bakteriel nedbrydning af 12C - • Opkoncentrering af 13C i det tilbageværende stof • Stofspecifikke analyser af 13C-isotoper I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

3. Isotopfraktionering - anvendelse • Dokumentation af naturlig nedbrydning • Direkte bevis for bakteriel nedbrydning: uafhængig af kvantificering af fortynding og sorption • Skelnen mellem forskellige forureningskilder (forskellig isotop • signatur) • Skelnen mellem nedbrydningsveje • Stofgrupper: • Chlorerede ethener, -methaner, -ethaner, BTEX, TMB, MTBE, TBA (2H, 13C, 18O, 37Cl). • Ikke PAH o.lign. • Kombination af isotopanalyser • 13C - 2H: Olie • 13C – 37Cl: Chlorerede ethener • Anvendt i DK over for: • Jetfuel • Benzin • Chlorerede ethener I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

4. Guldager: Jetfuel-spild Total kulbrinter BTEX Isotopfraktionering Afstand fra kilde, m I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

5. Guldager: Dokumentation af naturlig nedbrydning af olie • Konvergerende bevisførelse • Redoxforhold • Forureningsudbredelse • Isotopfraktionering • Alternativer ved rateberegning • Fjernelsesrater • TMB (trimethylbenzener) som tracer • Alkalinitet som tracer (svært ved kalkfattige sedimenter) • Isotopfraktionering I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

6. Guldager: Nedbrydningsrater og risikovurdering • Stabil fane • Toluen • Ethylbenzen • Muligt ekspanderende fane • Benzen • Total kulbrinter I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

7. Guldager: Har isotopfraktionering forbedret dokumentationsniveau? • Direkte måling af nedbrydningen • Fortynding • Fjernelsesrater 2-5 gange højere end isotop-rater • Reduceret spænd i beregnede rater • Tydeligere forskel mellem BTEX-stoffer • TMB verificeret som tracer • Stor forskel mellem TMB og alkalinitet I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

8. Økonomisk gevinst ved isotopfraktionering? • Tekniske fordele • Direkte måling: Undgår fortyndingsdiskussion • Mere præcis rateberegning • Nedbrydning eller ej? Tilstrækkelig? • Indirekte dokumentation (forureningsudbredelse, forureningsudvikling over tid, redoxforhold etc.) kræver langvarig monitering • Direkte dokumentation ved isotopfraktionering ved 1 monitering • Hurtigere beslutning om MNA er tilstrækkelig • Suppler med måling af forurening og redoxforhold • Skelnen mellem kilder: • Afklaring af ansvar for forurening og evt. datering af spild • Detaljeret belysning af forureningssituation I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

9. Anvendelse i praksis • Tilgængelighed • Større DK-sager: Université de Neuchâtel • Kommercielle laboratorier (USA, Holland): analyser, biotraps • Ikke alle isotop-analyser • Udviklingsniveau • 2H, 37Cl: Kun på Uni. of Waterloo • Aerob/anaerob oxidation af DCE og VC • Specielt egnet til • Forurening uden mulighed for massebalance med nedbrydningsprodukter • Olie/benzin (nb kun stofspecifikke analyser, ikke THC) • MTBE • Mindre nødvendig • Chlorerede ethener – stærk dokumentation ved nedbrydningsprodukter, ethen/ethan og Dehalococcoides I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt