Utfellingsproblemer med jern

Utfellingsproblemer med jern og mangan i norske drikkevannsbrønner

Høye konsentrasjoner av løst jern og mangan i grunnvannet medfører fare for utfelling av oksid-mineraler som tetter igjen drikkevannsbrønner. Grunnvannsverkene bør derfor overvåke driftsparametere, rehabilitere i tide og vurdere økt bruk av rensekjemikalier for å sikre brønnenes levetid.

Lars Aaberg Stenvik

Stipendiat ved Institutt for geovitenskap og petroleum NTNU

Kontakt mellom jern- og manganrikt grunnvann og oksygen under grunnvannsuttak medfører fare for utfelling av oksidmineraler, f.eks. goethitt (FeOOH), som tetter igjen brønnfiltre, pumper og rør. Brønnutfellinger vil først medføre større vannstandssenkninger under drift (s, i meter) lokalt i produksjonsbrønnene. På senere stadier vil brønnene kunne bli så tette at uttakskapasiteten (Q, i liter/sekund) senkes. Gjentetting av brønner kan derfor overvåkes ved å måle sammenhengen mellom uttatt mengde og vannstandssenkning, Q/s, i en såkalt trinntest. Lavere verdier for Q/s kan tyde på gjentetting pga. jern- og manganutfellinger, noe som kan bli undersøkt i mer detalj ved å videoinspisere brønnen. Løsningen på problemene er enten å rehabilitere eksisterende brønner, helst ved en kombinasjon av mekaniske og kjemiske rensemetoder, eller å bore en ny brønn. Utfellinger hardnes og blir vanskeligere å fjerne med tiden. Rehabilitering bør derfor gjøres i tide, typisk når Q/s har gått ned 10-25 % (Houben & Treskatis, 2007).

Det har vært lite fokus på hvordan jern og mangan påvirker driften av grunnvannsbrønner etter Norges geologiske undersøkelses (NGU) GiN-veileder nr. 13 (Banks, 1992). Dette betyr ikke at jern og mangan ikke er et aktuelt problem i norsk drikkevannssammenheng. Seither et al. (2012) viste at henholdsvis 16,6 % og 20,1 % av 691 drikkevannsbrønner overskred Drikkevannsforskriftens grenseverdier for jern (0,2 mg/l) og mangan (0,05 mg/l) i deres kartlegging fra 2004. Denne artikkelen er et forsøk på å gjøre opp status på utfellinger i drikkevannsbrønner per 2020.

Datagrunnlag Vannkvalitetsdata for grunnvannsverk fra Seither et al. (2012) og fra Mattilsynet (2009-2019) har blitt innhentet. Totalt viste det seg å være 54 kommuner med grunnvannsverk i fjell/løsmasser som forsyner fastboende, og som ved minst én anledning har dokumentert jern- og/eller mangan-konsentrasjoner over respektive stoffers grenseverdier. Disse kommunene fikk tilsendt en spørreundersøkelse per e-post om historikk rundt overvåkingsprosedyrer, rehabiliteringer, boring av ny brønn (pga. gjentetting) og videoinspeksjoner. 30 av de 54 spurte kommunene svarte på undersøkelsen. Av de kommunale grunnvannsverkene som var med på undersøkelsen hadde 70 % løsmassebrønner, 27 % fjellbrønner og 3 % begge deler. Videre hadde 47 % av de 30 grunnvannsverkene problemer med for høye verdier av både jern og mangan, mens like mange vannverk (26,5 %) kun hadde målt for høye verdier av ett av de to stoffene.

Det er viktig å understreke at også brønner med jern- og mangankonsentrasjoner under respektive grenseverdier kan få problemer med utfellinger. Likevel antas bevisstheten rundt jern- og manganutfellinger å være større ved grunnvannsverk som har målt konsentrasjoner over grenseverdi, og følgelig også graden av overvåkings- og reha-

Effektiviser med Smart Automasjon fra Mitsubishi Electric

Erfaring - Kunnskap - Nærhet

Din partner for enkel og smart automatisering i Skandinavia siden 1981.

Ta kontakt med oss om du vil vite mer.

Telefon +47 915 02650 post-fa@no.mee.com no3a.mitsubishielectric.com

Resultater fra spørreundersøkelse tilsendt kommunale grunnvannsverk som har målt konsentrasjoner av jern og/eller mangan over respektive grenseverdier. Tallene i kakediagrammene og langs y-aksen i Figur f angir antall grunnvannsverk som har brukt samme svaralternativ.

biliteringsfokus. Resultatene fra undersøkelsen antas derfor å representere et «best case scenario» når det gjelder overvåkings- og rehabiliteringsgrad.

Lite overvåking og bruk av kjemisk rehabilitering De viktigste resultatene fra spørreundersøkelsen er presentert i seks diagrammer i figur 1. Kartleggingen viser at kun 1/5 av brønnene overvåkes årlig eller oftere, at rundt 1/4 aldri måler spesifikk kapasitet, og at man i 1/3 av vannverkene ikke vet hvor stor nedgang i spesifikk kapasitet som har påløpt, se figur a og b. Videre benytter kun et mindretall av de spurte vannverkene seg av videofilming for å undersøke mulige utfellingsproblemer, se figur c. Drøyt halvparten av grunnvannsverkene har måttet rehabilitere brønnene sine, se figur d, men ingen av brønnene har brukt kjemiske rensemetoder. Det ble ikke spurt om hvor vellykket rehabiliteringene har vært, men dette kunne vært spennende å undersøke i mer detalj. Rundt 1/4 av vannverkene har måttet erstatte eller ta ut av produksjon én eller flere brønner som følge av utfellinger, se figur e, noe som tyder på at rehabiliteringene ikke har vært vellykket i alle tilfeller. Også sedimenter (leire, silt sand og grus), kalk og organisk slim/biofilm har blitt observert i flere av drikkevannsbrønnene, se figur f. Det er ikke uvanlig at ulike utfellingstyper forsterker hverandre og dermed opptrer sammen og forverrer brønnproblemer. Anbefalinger for økt brønnlevetid Ut fra funnene fra spørreundersøkelsen og erfaringer fra Houben & Treskatis (2007), anbefales følgende til norske grunnvannsverk: • Brønner bør måle spesifikk kapasitet (Q/s) mer rutinemessig, helst årlig eller oftere, og følge med på

Q/s-utviklingen for å ha kontroll på eventuelle utfellingsproblemer • Rehabilitering bør utføres når brønnen har mistet 10-25 % kapasitet (Q/s), og med økt bruk av kjemiske rensemetoder • Videoinspeksjon bør benyttes i større grad, særlig før rens, for å bestemme hvilke områder av brønnen rensen bør fokuseres inn mot, og etter rens, for å bestemme rensens suksessgrad

Så vidt forfatteren kjenner til er det skepsis mot å tilføre kjemikalier til grunnvannsbrønner. Dette kan være en sunn skepsis når det kommer til bruk av sterke syrer for å løse opp utfellinger, både med tanke på brønnkonstruksjon og grunnvannsmagasinet. For jern- og manganoksider i brønner kan da reduserende kjemikalier, som reduserer det oksiderte jernet (Fe3+) til løselig jern (Fe2+) være et alternativ. En reduserende kjemikalieblanding med natriumditionitt (Na2S2O4) har vist seg å være meget effektivt på brønnutfellinger i Tyskland (Houben & Treskatis, 2007, Treskatis & Puronpää-Schäfer, 2013). Dette middelet ville vært interessant å teste ut under norske grunnvannsforhold.

Takksigelser En stor takk rettes til Anders Bekkelund, seniorrådgiver ved Mattilsynet, og Bjørn Frengstad, professor ved NTNU, for innhenting og deling av vannkjemidata, og til alle kommunale vann og avløpsavdelinger som har tatt seg tid til å svare på spørreundersøkelsen.

Referanser BANKS, D. 1992. Grunnvannsbrønner : kontroll, vedlikehold, rehabilitering. Skrifter 108. Trondheim: Norges geologiske undersøkelse. HOUBEN, G. & TRESKATIS, C. 2007. Water well rehabilitation and reconstruction, New York, McGraw-Hill. SEITHER, A., EIDE, P. E., BERG, T. & FRENGSTAD, B. 2012. The inorganic drinking water quality of some groundwaterworks and regulated wells in Norway. NGU Report 2012.073. Trondheim: NGU. TRESKATIS, C. & PURONPÄÄ-SCHÄFER, P. 2013. Keeping up the flow. WorldWater, 15-17.