Varför är det svårt att mäta gas från deponi?
Deponier är ytterst ohomogena då de under sina ca 30 år av drift tagit emot avfall av skiftande kvalitet, struktur och mängd. Till detta kommer de geologiska förhållandena på platsen.
Mätmetoderna kan ge olika resultat
De mätinstrument och metoder vi använder mäter på olika sätt och, trots att resultaten ibland uttrycks i samma enheter, finns det för närvarande ingen bra korrelation emellan mätmetoderna!
Inhomogena gasrörelser
Deponigastransporten genom ytskikt och ytterkanten av deponins utsträckning drivs av koncentrationsskillnader (kallad med Ficks lag som diffust flöde) eller av tryckskillnader (konvektion), eller av båda.
Det långsammare, diffusa flödet finns även när konvektivt flöde dominerar och ska inte underskattas.
Det kan ta många år för gas som diffunderar till instängda områden att uppnå liknande koncentrationer som en konvektiv luftström uppnår inom ett par dagar. Men båda kan ge en ansamling av gas och kan leda till olycksrisk.
Gastransport med konvektion kan bero på snabba lufttrycksskillnader, som under passerandet av ett lågtryck, ett vindtryck på en deponi eller förändringar i vattennivå. Lufttryck och vindtryck kan förändras på timmar medan vattennivåförändringar tar dagar. En permeabel (öppen) transportväg behövs för denna transport. Konvektiv gasrörelse kan också uppstå när gas ansamlas bakom en tätning och trängs undan åt sidan.
Långsamt konvektivt flöde kan representeras av Darcys lag, som ger en empirisk relation mellan tryckgradienten och gashastigheten för långsamma flöden.
Erfarenhet från en händelse i England
På Loscoe, Derbyshire, England i mars 1986 förstördes en bostadsfastighet av en explosion i en ansamling av gas efter migration i marklager. En efterkonstruktion av olyckan ledde till följande beskrivning (Young 1990) och Young et al (1993) ;
- När det råder jämna lufttrycksförhållanden är flödet av den igenom deponin utsläppta gasen konstant och oberoende av luftrycket
- När lufttrycket höjs, minskar flödet av den igenom deponin utsläppta gasen med ett förhållande som är proportionell mot hastigheten av ökningen i lufttryck
- När lufttrycket sänks, ökar flödet av den igenom deponin utsläppta gasen med ett förhållande som är proportionell mot hastigheten av minskningen i lufttryck.
- Sammansättningen i utsläppt gas kan uppvisa stora skillnader även när gasbildning och förhållanden är konstanta.
- Även om effekterna är komplexa, så är det troligt att storleken på förändringen i gasens sammansättning kommer att öka med ökat fuktinnehåll på platsen med pH–ökning i lakvattnet och/eller om grundvattennivån höjs.
- Storleken på kortvariga förändringarna i gassammansättning kommer att öka då gasbildningen minskar, med andra ord så är äldre deponier med en relativt liten andel nedbrytbart avfall speciellt ämnande till detta fenomen.
- Spårgaserna uppvisar samma förändringar som deponigasen.
- Förändringar i gassammansättningen minskar med djupet från deponiytan.
- Det är omöjligt att mäta nedbrytningshastighet på avfall i en deponi genom mätning av gassammansättning i ytliga kontrollpunkter med enstaka mätning eller vid upprepade intervall.
- Praktiska exprement har visat att den kritiska tryckfallet är uppskattningsvis 5 mbar per 3 timmar under åtminstonde 3 timmar. Statistik baserad på UK mätdata över tio år från 1982 till 1991 visar att denna typ av tryckhändelser sker 6 ggr per år i UK.
- Senare analyser av atmosfärstryck vid Building Research Establishment (Hartless, 2000) visar att nästan tre fjärdelar av de 10% högre tryckfallen (större och lika med 3,5 mbar) hade ett atmosfärstryck som var större eller lika med 1000 mbar. Detta leder till att deponigasövervakning inte bör vara hänvisade till mätning bara under perioder <1000 mbar. Analyser av 35-åriga atmosfärstryckdata från vid Ringway (Manchester, Young et al 1993) indikerar att en tryckfallshändelse, liknande eller överstigande den som uppträdde i Loscoe, återkommer en gång vart 28e år.
Enheter och omräkning »»
