Porgas
- Details
- Last Updated: Thursday, 03 March 2022 15:26
- Published: Thursday, 26 March 2020 15:15
Kvalitetskritiska faktorer
Att tänka på
För- och nackdelar
Referenser
Inledning
Provtagning av porgas genomförs i den omättade zonen ovanför grundvattenytan. Här består jordmatrisen av jordpartiklar och porvolymen (mellanrummet mellan dessa partiklar). I den omättade zonen består porvolymen i sin tur av gas (luft) eller vätska (vatten eller fri fas av en förorening). Proportionen av gas och vätska i porvolymen skiftar och efter ett regn är andelen porgas låg. Kappillärzonen strax ovanför grundvattenytan är delvis vattenmättad och har också en låg andel av porgas. Porgasprovtagning lämpar sig således bäst i grovkorniga och torra jordar vilket medför en stor porvolym och stor andel porgas. Erfarenheter, både nationellt och internationellt, visar att vattenhalten i jordens porutrymme, lufttemperaturen och lufttrycket i atmosfären har effekt på VOC-halterna i porgas. Även tjälproblematik har lyfts fram eftersom ett fruset markskikt kan bilda en form av tätskikt som tillfälligt innesluter en VOC-förekomst i omättad zon. Se även mediaspecifik undersökningsprocess för porgas.
En förorening som finns i den omättade zonen kan förekomma i fyra olika tillstånd:
- separat fas (fri fas)
- gasfas
- upplöst i porvatten
- bunden till jordpartiklar.
En förutsättning för att det skall vara meningsfullt att provta porgas är att den aktuella föroreningen är relativt flyktig så att den förekommer i mätbara halter i gasfas. Porgasprovtagning är därmed tillämplig för t.ex. följande ämnen:
- flyktiga organiska kolväten, ex. aromatiska kolväten och klorerade lösningsmedel
- kvicksilver
- metan, koldioxid, kväve.
Med flyktiga organiska kolväten åsyftas här de som typiskt har följande egenskaper (som bidrar till att de i hög grad återfinns i gasfas under normala temperaturer i jorden):
- högt ångtryck och låg kokpunkt (<150 °C)
- låg vattenlöslighet.
Om det inom det aktuella undersökningsområdet har skett läckage av sådana flyktiga ämnen till jordlagren är det högst troligt att porgasen i jordlagren också är påverkad. Om det finns flyktiga föroreningar vid grundvattenytan kan även dessa i vissa fall detekteras i porgasen i jorden i den omättade zonen. Då porgasundersökningar kan genomföras relativt enkelt, är de därför lämpliga som ett första steg för att klarlägga om det finns flyktiga föroreningar på platsen.
Asfaltsytor, byggnader och byggnadsrester behöver inte utgöra ett hinder för porgasprovtagning. Tvärtom är det ofta önskvärt att genomföra provtagning under existerande bottenplattor för att utröna förekomst av flyktig förorening som kan riskera att tränga in i byggnaden. Det kan också vara särskilt intressant att provta porgas under en utomhusyta som är belagd med asfalt eller betong. Den hårdgjorda ytan kan fungera som ett lock över en förorening och bidra till ett stort påverkansområde för den aktuella provpunkten.
Porgasprovtagning genomförs vanligen via ett extraktionsrör installerat i marken eller i porgas/luften under byggnader (för mer info se Installation porgasextraktion). Om syftet är att klarlägga VOC-förekomst inför exploatering för till exempel bostadsbyggande bör hänsyn tas till att VOC-spridning i mark kan ske utmed relativt långa sträckor, framförallt i ledningsgravar. VOC-screeningen bör därför inte begränsas till det planerade exploateringsområdet, utan kan också utföras i omgivningen till detsamma.
Porgas analyseras ofta med fältinstrument direkt genom att analysinstrumentet ansluts direkt till utrustningen för extraktion. Alternativt kan adsorbentprovtagning utföras med passiva provtagare eller genom att porgasen pumpas via en adsorbent av aktivt kol eller porös polymer som därefter analyseras vid laboratorium.
Kvalitetskritiska faktorer
Fältförhållanden påverkar möjligheten att genomföra provtagning av porgas. Mycket täta jordarter (lera) minskar det influensområde som avger flyktiga föroreningar till den specifika provtagningspunkten och i vissa fall är jorden så tät att inga prov kan tas. I sandigare jordar med större porvolym är influensområdet större. I täta jordarter ökar risken, främst vid högre provtagningshastighet och provvolym, att porgasprov kommer att härstamma främst från makroporer eller sprickor som oftast innehåller lägre föroreningshalter än den genomsnittliga jordmatrisen.
Aktiv provtagning av porgas kan leda till utspädning med atmosfärsluft som sugs ner i marken vid pumpningen. Provtagningen måste därför genomföras på ett sätt som säkerställer att det är gasfasen i jordmatrisen som provtas utan betydande utspädning från atmosfärsluft. Ett enkelt sätt att motverka inläckage av atmosfärsluft är att täta med bentonit kring porgassonden i markytenivå. Pumpning bör inte heller ske alltför ytligt. Washington State Department of Ecology (2009) rekommenderar att porgasmätning inte utförs ytligare än ca 1,5 meter under markytan. Erfarenheter från bland annat radonmätningar i jord visar att minimidjupet ej bör underskrida 0,75 meter under markytenivån. SIS (2006) anger att det är osannolikt att användbara porgasprov kan tas ytligare än 0,5 meter och därför rekommenderas ett minimidjup på 1 meter. Andra vägledningar ger liknande rekommendationer, se exempelvis SGF (2013). Vid riskbedömning av ånginträngning i byggnad bör provtagningen utföras så ytligt som möjligt under byggnaden, förutsatt att en god tätning mot bottenplattan/grunden kan garanteras.
För att säkerställa att atmosfärsluft inte tränger in bör mätning av syrgas- och/eller koldioxidhalten utföras med hjälp av ett multimeterinstrument i samband med omsättningspumpning av porgassonden. Dessutom kan undertrycket i porgassonden mätas för att verifiera att inläckage av omgivningsluft inte förekommer.
Vid provtagning för att spåra förekomst av ämnen i en grundvattenplym bör provtagningen istället vara djupare och närmare grundvattenytan. Man bör dock ha i åtanke att ha en säkerhetsmarginal så att inte provtagningsspetsen installeras i kapillärzonen ovanför grundvattenytan eftersom denna zon är delvis vattenmättad och med begränsat innehåll av porgas.
Nederbörd leder till att jordens porer fylls med vatten istället för luft, därför är det viktigt att undvika provtagning under kraftigt regn och dagen efter ett regn. Provtagning måste ske i den omättade zonen ovan rådande grundvattennivå. Erfarenheter, både nationellt och internationellt, visar att vattenhalten i jordens porutrymme, lufttemperaturen och lufttrycket i atmosfären har effekt på VOC-halterna porgas. Även tjälproblematik har lyfts fram eftersom ett fruset markskikt kan bilda en form av tätskikt som tillfälligt innesluter en VOC-förekomst i omättad zon. (1)(2)(3)
Att tänka på
Det är viktigt att registrera de väderförhållanden som råder vid provtagningen och då i synnerhet barometertryck och temperatur.
Väderförhållanden kan generellt anses påverka resultat vid porgasprovtagning i större utsträckning än provtagning av grundvatten och jord. Gasströmningar i jorden kan påverkas av vind, topografi och byggnader.
Vid passiv provtagning bör man i nödvändiga fall säkerställa att leverantören kan leverera mätvärden relaterade till volymenhet (t.ex. mg/m3) och inte enbart mängd analyt (t.ex. ng/provtagare).
Inför en VOC-screening är det viktigt att bl.a. ställa sig följande frågor:
- Vilka ämnen/ämnesgrupper är av intresse att undersöka i den aktuella jordprofilen? Är dessa av sådant slag att de kan detekteras med någon av de mätinstrument som avses användas?
- Hur är byggnader grundlagda, går det att ta prov under byggnader?
- Vad är det för geologi i området? – grövre jordar (>sand) ger bättre analyskvalitet.
- Finns det anledning att undersöka VOC-förekomst på större djup i jordlagerföljden?
- Är undersökningens syfte att klarlägga vilka VOC som föreligger i porgas eller är syftet enbart att verifiera, alternativt utesluta, förekomst av redan kända VOC i porgas?
- Är väderleksförhållandena (nederbörd, temperatur, lufttryck mm) lämpliga för att utföra undersökningen?
För- och nackdelar med porgasprovtagning
Fördelar:
- Porgasprover har ofta en större representativ volym än ett jordprov (för mer info se mediaspecifik process porgas).
- Porgasprover är ett säkrare sätt att detektera mycket flyktiga ämnen som annars lätt går förlorade vid provtagning av jord och vatten.
- Porgasprover kräver ofta inte samma insats från arbetsmaskiner som vid borrprovtagning och installation av grundvattenrör.
- Vid riskbedömning där exponeringsväg genom inandning är styrande ger porgasprover faktiska halter på platsen för jämförelse med riktvärden. Saknas dessa data behöver ångavgången beräknas utifrån uppmätta halter i vatten eller jord vilket innebär stor osäkerhet.
Nackdelar:
- Porgasprover har ofta en lägre representativ volym än ett grundvattenprov (för mer info se mediaspecifik process porgas).
- Porgasprover påverkas i högre grad av vädersituation och årstid i jämförelse med jord- och vattenprover.
- Porgasprover uttas vanligen med installationer genomförda utan arbetsmaskiner och maximalt provtagningsdjup begränsas därmed till någon eller några meters djup under markytan.
Referenser/lästips
- 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.
- Engelke, F., Norrman, J., Starzec, P., Andersen, L., & Grøn, C. (2009). Inventering av provtagningsstrategier för jord, grundvatten och porgas. Naturvårdsverket rapport 5894 (Hållbar sanering).
- Helldén, J. (1991). Flyktiga organiska ämnen i förorenad jord. Metodik vid provtagning, analys och utvärdering. Byggforskningsrådet. Rapport R55:1991.
- Levin, J.-O. (2000). Principer och metoder för provtagning och analys av ämnen på listan över hygieniska gränsvärden. Rapport nr 2000:23.
- SGF (2019) Kvalitetskontroller för provtagning av förorenade områden - från provtagning till analys. SGF Rapport 2019:1.
- USEPA (2009). Science report: Framework for the use of rapid measurement techniques (RMT) in the risk management of land contamination. ISBN 978-1-84432-982-3.
- (2016a). The Contaminated Site Clean-Up Information (CLU-IN) Web Site. https://clu-in.org.
- (2016b). Triad Resource Center Web Site. www.triadcentral.org.
- (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