MIP

OBS Remissversion - texterna är fortfarande under bearbetning och ska enbart ses som utkast. Finns det direkta fel? Hittar du enkelt det du vill, dvs är strukturen bra? Finns det ord/begrepp som behöver förklaras? Vi tar tacksamt emot förslag på ändringar/tillägg via e-post till This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.. Texterna kommer kontinuerligt att uppdateras och revideras och layouten förbättras. 

Tillämpning

Membrane Interface Probe (MIP) används för att mäta förekomst av volatila och semivolatila organiska ämnen (VOC och semi-VOC), både ovanför och under grundvattenytenivån. Metoden kan användas för att bedöma utbredningen av VOC och semi-VOC vertikalt och horisontellt i en jordprofil. MIP-sonden detekterar kontinuerligt förekomsten av VOC/semi-VOC samtidigt som den trycks ned av en borrigg. Användningen är begränsad vid t.ex. hårda moräner eller steniga, blockiga massor.

MIP-sonden kan vanligtvis inte särskilja eller bestämma förekomsten av specifika organiska ämnen. Men genom att kombinera olika typer av detektorer kan slutsatser dras om vilka grupper av VOC/semi-VOC som föreligger i jordprofilen samt dessa ämnesgruppers utbredning i djupled.

MIP-sondering används mestadels då föroreningstypen är känd och syftar då till att kartlägga föroreningens utbredning i yt- och djupled. Metodens främsta fördel är den höga provtagningstätheten. Vid varje centimeter i djupled sker en registrering av VOC/semi-VOC-innehållet med hjälp av en eller flera detektorer.

Metoden mäter enbart den relativa förekomsten av VOC/semi-VOC på olika djup i lagerföljden. MIP-sondering kan därför inte nyttjas för att klarlägga om gränsvärden för jord, grundvatten eller porgas överskrids men kan ge en bra vägledning för placering av grundvattenrör eller för urval av jordprover för analys. (1), (2), (3), (4), (5).

Tekniska principer

Vid MIP-sondering transporteras flyktiga och halvflyktiga organiska ämnen från jordprofilen via en sond upp till markytans nivå. De organiska ämnena extraheras via ett permeabelt membran genom att den närliggande jordmatrisen värms upp till cirka 100 – 120°C, varvid samtliga volatila och ett flertal semivolatila ämnen förångas. Ämnena diffunderar in det permeabla membranet och transporteras upp till markytan av en inert bärargas (se Figur 1). I vissa utföranden kan MIP-sonden även registrera portryck, elektrisk och hydraulisk konduktivitet.

MIP sond skiss

Figur 1. Principskiss över toppen av en MIP-sond (källa CLU-In).

Detektion av VOC/semi-VOC möjliggörs med hjälp av av olika detektorer. De detektorer som vanligtvis används i kombination med varandra är halogendetektor (typ XSD, Halogen Specific Detector), PID (Photo Ionization Detector) och FID (Flame Ionization Detector). Mer information om dessa detektorer finns under fältanalyser av VOC. Även gaskromatograf (GC) kan användas.

MIP-sonden drivs ned i det aktuella området med hjälp av en borrigg.  Detektorerna är placerade i provpunktens direkta närhet och är direkt ansluten till sondrörets ovansida, medan elektrisk konduktivitet och portryck registreras med mätinstrument placerade i sondrörets nederdel/spets. (1),(2),(3)

Utvärdering av resultat

Data från det undersökta området tolkas med hjälp av en MIP-logg. MIP-loggen består av diagram/kurvor med uppmätta haltnivåer/utslag i djupled från de olika detektorerna (PID, FID, XSD/ECD). I MIP-loggen redovisas vanligvis relativa mätutslag på respektive detektor i µV eller mV. Portrycket anges kPa medan den elektriska konduktiviteten registreras i mS/m. (1),(2)

Mätutslagen från de olika detektorerna kombineras för att erhålla en ökad förståelse för föroreningsbilden i en plym eller källzon. Nedan redovisas ett antal slutsatser som kan dras utifrån en MIP-logg:

  • Ökad elektrisk konduktivitet indikerar generellt förekomst av mer finkornig jord (silt eller lera)
  • Ökat portryck indikerar i allmänhet linser eller lager av grus, sand eller siltig sand i en lera eller siltig lera.
  • Kraftiga utslag på FID, men inga eller svaga utslag på PID och XSD, indikerar förekomst av metan eller andra enkla alkaner.
  • Kraftiga utslag på XSD och PID, men inga utslag på FID, indikerar förekomst av klorerade kolväten.
  • Kraftiga utslag på PID och FID, men inga eller svaga utslag på XSD, indikerar förekomst av petroleumkolväten.
  • Inga utslag på någon av detektorerna indikerar troligen avsaknad av jord- eller grundvattenförorening bestående av flyktiga organiska ämnen (VOC). Dock kan fortfarande flera grupper av icke-flyktiga eller semivolatila organiska föroreningar föreligga.

Kvalitetskritiska faktorer

MIP-sondering kan enbart nyttjas för att registrera den relativa förekomsten av olika ämnesgrupper, ej enskilda ämnen. Relativa förhållanden mellan enskilda ämnen i samma ämnesgrupp kan således inte heller erhållas vid MIP-sondering. Detektorernas utslag är semikvantitativa och detektionskurvor från MIP-sonderingen måste kalibreras mot laboratorieanalyser av representativa prov, t.ex. adsorbentprover eller påsprover, vilka analyseras med GC-MS, HPLC, infrarödspektrofotometri eller likvärdig analysteknik, varvid enskilda ämnen kan separeras från varandra. (1)

Vid neddrivning genom förorening i fri fas (så kallade NAPLs) kan förorening klibba fast på sonden och medverka till feltolkning av resultaten genom ”falska positiva svar”.

För- och nackdelar 

Fördelarna med MIP-sondering är bl.a.:

  • Kan användas för att snabbt erhålla en tredimensionell bild över föroreningssituationen i ett område.
  • Kan användas för att snabbt erhålla en tredimensionell bild över föroreningssituationen i ett område.
  • Kan användas för att utesluta förekomst av relativt stora föroreningsgrupper som t.ex. flyktiga klorerade kolväten, flyktiga monoaromater och enkla alkaner/cykloalkaner.
  • Kan användas för överslagsmässig beräkning av föroreningsvolymer och behov av massreduktion inför efterbehandlingsåtgärder.
  • Ger information om geologiska/hydrogeologiska förhållanden som t.ex. portryck, hydraulisk konduktivitet, jordartsstratigrafi mm.

Nackdelarna med MIP-sondering är bl.a.:

  • MIP-loggen redovisar endast relativa haltförhållanden och resultaten kan ofta vara svåra att relatera till uppsatta riktvärden eller åtgärdsmål för jord, grundvatten och porgas.
  • Naturligt förekommande ämnen som t.ex. metan och etan från metanogena processer i organogena jordlager ger ofta upphov till ett svårtolkat ”bakgrundsbrus”, främst på FID, men under vissa omständigheter även på övriga detektorer.
  • Användningen är begränsad då jordlagerföljden utgörs av hårt packade moräner eller steniga, blockiga massor.
  • Vid förekomst av NAPLs kan dessa ”klibba fast” på sonden vilket medverkar till att föroreningssituationen feltolkas.
  • Stora organiska föroreningsgrupper som t.ex. tyngre PAH, polyklorerade fenoler, PCB/dioxin, ftalater och PFAS kan överhuvudtaget inte indikeras med hjälp av MIP-sondering.

Att tänka på inför MIP-sondering

Inför en MIP-sondering är det viktigt att bl.a. ställa sig följande frågor:

  • Vilka ämnen/ämnesgrupper är av intresse att undersöka i den aktuella jordprofilen? Är ämnena/ämnesgrupperna av de slag att de kan detekteras med MIP-sondering?
  • Vilken kombination av detektorer krävs för att identifiera aktuella ämnen/ämnesgrupper?
  • Vilken kombination av detektorer krävs för att utesluta aktuella ämnen/ämnesgrupper?
  • Är det utöver information om föroreningsinnehåll av intresse att också erhålla information om jordlagerföljd och portrycksförhållanden i samband med MIP-sonderingsinsatsen?
  • Kan metan föreligga naturligt i det aktuella undersökningsområdet?
  • Föreligger det risk för förekomst av NAPLs?
  • Finns risk att spridningsvägar för föroreningen skapas vid neddrivning av sonden genom täta jordlager?
  • Är jordlagerföljden sådan att neddrivning av MIP-sond till adekvata djup är möjlig?

Referenser/lästips

1. Bergqvist, C, Helldén, J, Pirard, E och von Heijne P, 2017: Dynamiska miljöundersökningsmetoder för förorenade områden. En översikt och metodbeskrivning. Svenska Geotekniska Föreningen, nr 3-2017.
2. USEPA. (2016a). The Contaminated Site Clean-Up Information (CLU-IN) Web Site. https://clu-in.org.
3. USEPA. (2004). Site Characterization Technologies for DNAPL Investigations. EPA 542-R-04-017
4. USEPA. (2016b). Triad Resource Center Web Site. www.triadcentral.org.
5. USEPA. (2016c). United States Environmental Protection Agency Web Site. https://www.epa.gov/superfund/cleanup-optimization-superfund-sites. Hämtat från https://www.epa.gov/superfund/cleanup-optimizationsuperfund-sites