Virkning av flyplassdrift på transport og nedbrytning av avisningskjemikalier
Veiledere: Jan Mulder, IPM og Helen French, Bioforsk
Under Gardermoen ligger Norges største grunnvannsakvifer der nydannelse kun skjer via nedbør. Da Gardermoen ble valgt som område for Norges hovedflyplass i 1992 var det bred politisk enighet om at flyplassdriften ikke skal påvirke grunnvannsmagasinet. Det har derfor vært utført flere feltforsøk på Moreppen forskningsstasjon, som ligger vest for flyplassen, for å identifisere risikoen for forurensning av grunnvannet av kjemikalier, med størst fokus på avisningskjemikalier og oljeprodukter. Dette er kjemikalier som normalt hører til drift av en flyplass i vårt klima, kjemikaliene er lett nedbrytbare og ved infiltrasjon gjennom jordprofilet vil de normalt brytes ned av mikroorganismer som lever i jorda. Likevel er det oppdaget avisningskjemikalier i grunnvannet ved flere anledninger. Resultatet fra feltforsøkene viser at risikoen for grunnvannsforurensning er størst under snøsmelteperioden om våren. Dette har flere årsaker. Om vinteren har snødekket akkumulert avisningskjemikalier og når snøen smelter vil de løste kjemikaliene infiltrere jorda sammen med smeltevannet. Frost i bakken og lagdelt jordstruktur i undergrunnen kan bidra til ujevn infiltrasjon og forekomst av preferensielle strømningsveier for smeltevannet. I tillegg er temperaturen i jorda ved tidspunktet for snøsmeltingen så lav at mikroorganismene i jorda er mindre aktive. Disse prosessene kan føre at smeltevannet infiltrerer jorda med så stor hastighet at kjemikaliene vaskes gjennom jordprofilet før de blir brutt ned.
I denne oppgaven skal jeg simulere transport og nedbrytning av avisningskjemikalier gjennom umettet sone på Moreppen og gjennom umettet sone ved vestre rullebane på Gardermoen ved bruk av SUTRA (Saturated-Unsaturated-TRAnsport), en numerisk datamodell. Som inputparametre til modellen brukes egenskaper ved avisningskjemikaliene (bl.a. adsorpsjon, vannløselighet og nedbrytningsrate) og jordfysiske egenskaper analysert i jordprøver fra Moreppen og Gardermoen (bl.a. jordtetthet, vannbindingsegenskaper, innhold av organisk materiale og hydraulisk ledningsevne). Moreppen brukes som et referanseområde da jorda her er antatt å være upåvirket av flyplassdriften. Resultatet fra de to modellsimuleringene skal sammenlignes for å se hvordan utbygging av flyplassen har påvirket de jordfysiske parametrene som kontrollerer transport og nedbrytning av avisningskjemikalier.
Oppgaven er del av et større EU-prosjekt, SoilCAM, der transport og nedbrytning av organiske forurensninger i umettet sandjord overvåkes ved bruk av geofysiske måleinstrumenter, bl.a. måling av elektrisk motstand (ER) og georadar (GPR). Feltforsøk med kontrollert infiltrasjon av avisningskjemikalier er i den forbindelse utført i lysimetergrop på Moreppen forskningsstasjon. Resultatet fra feltforsøket vil brukes til validering av de geofysiske målemetodene, samt til validering av modellsimulering av transport av avisningskjemikalier som utføres i denne oppgaven. Oppgaven skal leveres til jul, 2009.
Litt om meg selv: Jeg er en 28 år gammel student fra Trondheim. Har tidligere studert arkeologi ved NTNU før jeg hoppet over til MINA og terrestrisk miljø ved IPM, og har følgelig en stor interesse av alt som befinner seg under jordoverflaten. Jeg synes naturbaserte renseteknologier og det å kunne utnytte naturlige prosesser for å rydde opp etter menneskeskapte forurensninger er spennende tema.
Spredning av avisningskjemikalier på bakken på utsiden av lysimetergropa, skal dekkes med snø før smelteperioden starte
Lysimetergropa sett fra utsiden.
Lysimetergropa sett fra utsiden.
Llysimetergropa fra innsiden. Flaskene er koblet til sugekopper i jordprofilet som ekstraherer vann fra jorda, vannprøvene analyseres deretter for kjemikalier.
Prøvetaking inne i lysimetergropa og konservering av vannprøvene med syre.
