Mette Algreen Nielsen - ATV - Jord og Grundvand

PLANTESCREENING- en blomstrende teknologi tiljord- og grundvandsforureningerPræsenteret af:Ph.D. studerende Mette Algreen NielsenLektor Stefan TrappMaj 2012, ATV møde

Procedure0. Find eget træ på site1.SUUNTO træbor: Kanyle, bor,håndtag2.Indsætning af træboret i stammen3.Indførelse af kanyle4.Udtagning af trækerneprøve5.Stammen efter prøveudtagning

Procedure6)6. Prøveforberedelse oganalyse7. Kortlægning7)

Metodens virkemåde• Planterne optager kemikaliervia rødderne• Transpiration• Sorption til rødderne• Gas diffusion via rødderne• Kemikalier transporteres tiløvrige plantedele→• Træprøve vil repræsenterekemikalier i jorden/sediment/grundvandet

Metodens virkemåde• Optager kemikalier fra etrelativet stort område• Større sandsynlighed for atfinde forureningslommer• Mulighed for mange prøver

AnvendelseEtablerede anvendelses muligheder• Benzen• ToluenPCE• Methyl tert-butyl ether (MTBE)• Vinyl chlorid (VC)• Trichlorethen (TCE)BenzenTCEDCE• Tetrachlorethen (PCE)Anvendelsesmuligheder under udvikling• Tungmetaller: Cadmium, Krom, Kobber, Nikkel, Zink, Bly.Anvendelsesmuligheder under fremtidig udvikling• Polycykliske aromatiske kulbrinter (PAH)Benzo[a]pyrenNaphthalen

Eksempel påpanvendelse til PCE/TCETest site:• Industrigrund nær Liberec i Tjekkiet• Ekstraherede lipider/proteinerfra dyrekadavere• Anvendte PCE som solvent• Grundvands – og træprøver udtaget 2005• Forskellige træslægter

Eksempel påpanvendelse til PCE/TCE• Estimat af forureningsspredning lavet ud fra grundvandsboringer

Eksempel påpanvendelse til PCE/TCE• Estimat af forureningsspredning lavet ud fra grundvandsboringer• Trækerneprøver udtaget• Overensstemmelse medgrundvandsprøverne

Eksempel påpanvendelse til PCE/TCE• Én tydeliguoverensstemmelse• Verificeret med ekstragrundvandsboringer Enkeltliggende hot-spotblev lokaliseret

Eksempel påpanvendelse til PCE/TCE iDanmark• Samarbejde med Region Sjælland• PCE/TCE undersøgelse af område iMaribo• Et hot-spot område var kendt

Eksempel påpanvendelse til PCE/TCE iDanmark• Samarbejde med Region Sjælland• PCE/TCE undersøgelse af område iMaribo• Et ”hot-spot” område var kendt Metoden bekræftede ”hot-spot”området Et enkeltliggende forurenet områdeblev også identificeret• Tidligere udløb i området• Yderligere traditionelleundersøgelser blev sat i værk• Endelig rapport afventes

Eksempel påpanvendelse til PCE/TCE iDanmark• Samarbejde med Region Sjælland• PCE/TCE undersøgelse af område iMaribo• Et ”hot-spot” område var kendt Metoden bekræftede ”hot-spot”området Et enkeltliggende forurenet områdeblev også identificeret• Tidligere udløb i området• Yderligere traditionelleundersøgelser blev sat i værk• Endelig rapport afventesNewspapersPresseomtale iforbindelse medundersøgelsen

Eksempel påpanvendelse til metallerTest site:• Slamdepot i Valby i Danmark• Stærkt forurenet med metallerog organiske stoffer• Jord– og træprøver udtaget 2011• Test site & reference site• Pil og Poppel

Eksempel påpanvendelse til metaller• Metal koncentrationerne i jord og trækerner analyseret• Sammenlignet statistisk (F- og T-test)Piletræer kan påvise forhøjet konc. af Cd, Cu, Ni og ZnPoppeltræer kan påvise forhøjet konc. af Cd, Ni og Zn.

Eksempel påpanvendelse til metaller• Metaloptaget er afhængigt af træslægten Signifikant forskel ses kun ved høje koncentrationer Pil er bedst til screening for Cd, Cu og Zn Poppel er bedst til screening for Ni Pil og poppel optager metaller forskelligt

Anvendelsen afhængig af kontaminantenOrganiske solventerTungmetaller• Kan analyseres direkte • Kræver prøveforberedelse• Detektion = kontaminering • Detektion ≠ kontaminering• Hver prøve udgør etmåleresultat• Relativekoncentrationsniveauer• Mindre afhængig aftræslægten• Statistisk sammenligningmed referenceprøver• Forhøjet vs. ikke forhøjet• Afhængig af træslægten• Mere afhængig af årstiden • Mindre afhængig af årstidenEr ikke afklaret for PAH komponenter

Metodens fordele og begrænsningerFordele-Nem-Hurtig-Billig-Efterlader ingen skader-Kan anvendes på følsommeområder-Prøver repræsenterer etstort områdeBegrænsninger-Toksicitet-Træer skal være til stede-Semi-kvantitativ-Kan påvirkes af; klimaet,jordforhold, træslægten m.m.

Sammenfatning• Trækernemetoden anbefales til indledendeundersøgelser = pre-screeningsmetode.• Metoden vil give et hurtigt overblik overforureningsspredningen.• Metoden vil være tids- ogøkonomibesparende.• Metoden har vist sig anvendelig til at påvise:• benzen, toluen, MTBE, TCE og PCE ijord/sediment/grundvand,• forhøjede niveauer af Cd, Cu, Ni og Zn på stærktforurenede områder.

Tak for jeres opmærksomhed!Kontakt information: mann@env.dtu.dk

Relevant litteratur• Guides til metoden• User´s guide to the collection and analysis of tree cores to assess the distribution ofsubsurface volatile organic compounds. Vroblesky DA. (2008). U.S. Geological Survey ScientificInvestigations Report 2008-5088.• Guide to Phytoscreening - Using tree core sampling and chemical analyses to investigatecontamination in the groundwater and soil. Holm O, Rotard W, Trapp S, Dési R. (2011). TASKLeipzig, Germany.• Studier af trækernemetodenOrganiske solventer• Using tree core samples to monitor natural attenuation and plume distribution after a PCEspill. Larsen M, Burken J, Machackova J, Karlson U.G, Trapp S. (2008). Enviromental Science &Technology, 42 (5), pp. 1711-1717.• Pollutant plume delineation from tree core sampling using standardized ranks. Wahyudi A,Bogaert P, Trapp S, Macháčková J. (2012) Environmental Pollution, 162, pp. 120- 128Metaller• Test of Tree Core Sampling for Screening of Toxic Elements in Soils from a NorwegianSite. Algreen M, Rein A, Legind C.N, Amundsen C.E, Karlson U. G, Trapp S. (2012). InternationalJournal of Phytoremediation, 14 (4), pp. 305-319.• Phytoscreening and Phytoextration of Heavy Metals at Polluted Sites Using Willow andPoplar Trees. Algreen M, Trapp S, Rein A. (2012). Manuskript submitted i Environmental Science &Technology.