Miljøgifter i marine sediment ved Storelva i Hammerfest havn 2002

Transkript

1 Polarmiljøsenteret, 9296 Tromsø Tel , Faks Rapporttittel /Report title Miljøgifter i marine sediment ved Storelva i Hammerfest havn 2002 Forfatter(e) / Author(s) Nina Skjegstad Oppdragsgiver / Client Tore Wæraas AS Akvaplan-niva rapport nr / report no: APN Dato / Date: 09/09/02 Antall sider / No. of pages Distribusjon / Distribution Begrenset/Restricted Oppdragsg. ref. / Client ref. Sammendrag / Summary I forbindelse med utbyggingstiltak i strandsonen ved Storelva i Hammerfest havneområde, har Akvaplan-niva utført en kartlegging av innhold av miljøgifter i sedimentet. Substratet var svært grovt og det ble derfor kun tatt prøver fra en stasjon. Det ble analysert for polyaromatiske hydrokarboner (PAH), polyklorerte bifenyler (PCB), tributyltinn (TBT), samt metallene kadmium (Cd), kvikksølv (Hg) og bly (Pb). Nivåene av PAH, PCB og TBT var innenfor tilstandsklasse III, mens metallene var i enten tilstandsklasse I (Cd) eller II (Hg og Pb). Ettersom sedimentet var svært grovt i det området som vil bli berørt av tiltaket, er det sannsynlig at verdiene i den analyserte prøven er høyere enn i det øvrige sedimentet/substratet i det området. Emneord: Miljøgifter Marine sedimenter Hammerfest havn Prosjektleder / Project manager Key words: Kvalitetskontroll / Quality control Nina Skjegstad Anita Evenset Akvaplan-niva ISBN Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 1

2 FORORD I forbindelse med at Tore Wæraas AS planlegger å rive et eksisterende bryggeanlegg i havneområdet i Hammerfest kommune for så å bygge opp et nytt, er Akvaplan-niva AS engasjert for å undersøke status for innhold av miljøgifter i bunnsedimentene i området. Akvaplan-niva AS takker Tore Wæraas for oppdraget. Følgende personer har deltatt i arbeidet: Nina Skjegstad Geir Dahl-Hansen Prosjektleder, feltarbeid, rapport Feltarbeid Tromsø, 27. august 2002 Nina Skjegstad Cand. Scient., Rådgiver Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 2

3 Innholdsfortegnelse 1 INNLEDNING Bakgrunn og formål MATERIALE OG METODE Stasjoner Analyser SFT- klassifisering RESULTATER KONKLUSJONER REFERANSER VEDLEGG Vedlegg 1 Metodebeskrivelser Vedlegg 2 - Fullstendige analyseresultater Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 3

4 1 Innledning 1.1 Bakgrunn og formål I forbindelse med at Tore Wæraas AS planlegger å rive eksisterende brygge i havneområdet nord for utløpet av Storelva i Hammerfest havn, for så å sette opp et nytt boligkompleks på påler, var det nødvendig å kartlegge status med hensyn til miljøgifter i bunnsedimentene i området. Det planlagte tiltaket innebærer at nye påler skal settes ned i sjøen, i flomålet. Bryggen blir forlenget med ca. 5 m i forhold til eksisterende, men bredden blir den samme. Det har tidligere vært gjort flere undersøkelser av miljøgifter i havneområdet i Hammerfest (bla. Jørgensen et al., 2000). I tidligere undersøkelser har det vært avdekket høye konsentrasjoner av polyaromatiske hydrokarboner (PAH), polyklorerte bifenyler (PCB) og tributyltinn (TBT), samt relativt høye nivåer av metallene bly (Pb) og kvikksølv (Hg). Bakgrunnen for den her gjennomførte undersøkelsen var at det er dumpet isolerglass i området og disse inneholder til dels store mengder PCB. Valg av analyseparametre utover PCB ble gjort i samråd med Fylkesmannen i Finnmark. 2 Materiale og metode 2.1 Stasjoner Prøvetakingen ble utført av Akvaplan-niva 3. juli Prøvene ble tatt på fjøre sjø i strandsonen et par meter utenfor eksisterende brygge. Stasjonen er merket av på kartet i figur 1. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 4

5 X =st. 1 Figur 1: Kart med stasjonsplassering. Kartet viser planlagt bygningsmasse. Stasjonen ble plassert et par meter utenfor eksisterende brygge. Det er svært grunt et godt stykke lenger ut enn der hvor ytterste pålerekke er planlagt og hele stranden har et grovt substrat bestående av til dels stor stein og grus. Det var ikke mulig å bruke båt for prøvetaking, og på grunn av substratets beskaffenhet var det heller ikke mulig å ta prøver ved hjelp av kjerneprøvetaker eller grabb. Det var heller ikke mulig å ta ut prøver av overflatesediment. På grunn av det grove substratet ble det benyttet spade for å komme ned til et finere substrat hvor man med skje fikk tatt ut noe sediment som inneholdt organisk materiale. For å få kartlagt omfanget av forurensningen var det opprinnelig planlagt å ta ut prøver fra både overflatesedimentet og fra cm dyp. Det var også planlagt å ta ut prøver fra minst to stasjoner, men dette var imidlertid ikke mulig. Prøven som ble tatt ble imidlertid tatt fra flere punkter på stasjonen. I området ved elva hvor en steinfylling er planlagt for å pynte på fasaden var det så store steiner at noen prøve herfra var ikke mulig. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 5

6 Miljøgiftenes spredning er sterkt knyttet til andelen finpartikler i sedimentene (Ackerman et al., 1983, JMG 1993). Siden miljøgiftenes innhold ikke blir normalisert mot f.eks. partikkelstørrelse i prøvene, må det utøves stor forsiktighet ved direkte sammenligning av innhold av miljøgifter i prøver med stor forskjell i mengde finstoff. Dersom det f.eks. blir funnet like høy konsentrasjon av en aktuell miljøgift i to prøver med stor forskjellig i kornfordeling, vil prøven med lavest andel finstoff (den mest grovkornede prøven) ha betydelig høyest belastning av den aktuelle miljøgiften. 2.2 Analyser Sedimentprøvene ble oppbevart og sendt til analyser i frossen tilstand. Oversikt over underleverandører som er benyttet til de ulike analysetjenester er gitt i tabell 1. Unilab Analyse AS er akkreditert for PCB- og PAH-analyser og NIVA er akkreditert for analyser av metaller, mens metoden for måling av TBT ikke er akkreditert. Tabell 1: Oversikt over underleverandører som er benyttet til de ulike analysetjenester. Analyseparameter TOC/kornstørrelse Metaller TBT (tributyltinn) PAH (polyaromatiske hydrokarboner) PCB (polyklorerte bifenyler) Underleverandør GeoGruppen NIVA NIVA Unilab Analyse AS Unilab Analyse AS 2.3 SFT- klassifisering Alle resultatene er vurdert ut fra SFT-veiledning 97:03, Klassifisering av miljøkvalitet i fjorder og kystfarvann (Molvær et. al., 1997). I denne veiledningen klassifiseres sedimentet til en av totalt fem tilstandsklasser i henhold til skalaen nedenfor. Ubetydelig lite forurenset (I) Moderat forurenset (II) Markert forurenset (III) Sterkt forurenset (IV) Meget sterkt forurenset (V) Ved klassifisering av miljøkvalitet ut fra innhold av PCB i sediment skal denne i henhold til SFTs retningslinjer basere seg på totalt innhold PCB og ikke PCB 7. Det er altså en trykkfeil i SFTs veiledning. Ved omregning fra analyserte verdier av PCB 7 til totalt innhold av PCB er det i dette arbeidet benyttet en gjennomsnittlig omregningsfaktor på 3,5 for alle prøvene. Dette gjelder også for PCB 7 data fra andre tidligere undersøkelser som resultatene sammenlignes med. Bruken av denne faktoren er basert på en estimering av omregningsfaktor utført på sedimenter i Sør-Norge (Semb og Brevik, 1999). En slik vurdering er ikke utført på sedimenter fra Nord-Norge. Nordnorske havner har en Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 6

7 betydelig trafikk av russiske skip og fiskefartøyer. Tekniske PCB-blandinger med russisk opphav har karakteristiske profiler (Konieczny og Mouland, 1997) og det kan, uten at det er dokumentert, være nødvendig å bruke andre omregningsfaktorer for prøver med innslag av denne type PCB-blandinger. Faktoren 3,5 er derfor brukt med bevissthet om at dette er et estimat for beregning av total-pcb. Ved vurdering av miljøkvalitet og sammenligning av miljødata bør det derfor tas hensyn til dette. 3 Resultater Kornstørrelse i sedimentprøve fra stasjon 1 er gitt i tabell 2. På grunn av lav andel finstoff ble det ikke forventet høyt innhold av miljøgifter. Tabell 2: Kornstørrelse % <> 0,063 mm i sediment fra en stasjon i strandsona ved Storelva i Hammerfest kommune Stasjon Kornstørrelse % <0,063 mm % >0,063 mm 1 3,05 96,95 En oppsummering av resultatene fra de kjemiske og geokjemiske analysene av sedimentprøvene er vist i tabell 3. Konsentrasjoner av samtlige analyserte komponenter er gitt i vedlegg 2. Innhold av parametrene TOC, PAH, PCB og TBT lå alle innenfor tilstandsklasse III, mens nivået av metallene Cd, Pb og Hg var i tilstandsklasse I eller II. Tabell 3: Klassifisering av sedimentprøver i henhold til SFT sin veiledning (Molvær et. al., 1997) av overflatesedimenter i stranden ved Storelva i Hammerfest havneområde. Stasjon PAH 16EPA ( g/kg) PCB 7 (ng/g) TBT ( g/kg) Cd ( g/g) Pb ( g/g) Hg ( g/g) Norm. TOC (mg/g) * (III) 13,7 (III) 9,7 (III) <0,2 (I) 85,5 (II) 0,52 (II) 31,45 (III) * Normalisert Total Organisk Karbon viser verdier som er korrigert for sedimentets innhold av finstoff etter følgende formel: Norm. TOC+ 18x (1-F) hvor F er andel finstoff. 4 Konklusjoner Området er preget av svært grovt substrat med mye stor stein og grus. Andelen finstoff er derfor svært lav, men innhold av TOC i laget under de største steinene, er likevel relativt høyt. Dette kan sannsynligvis forklares utfra kloakkutslipp i havneområdet. Sedimentet i det undersøkte området er ubetydelig til moderat forurenset av metaller, men markert forurenset med hensyn til PAH, PCB og TBT. Tatt i betraktning den lave andelen finstoff i dette sedimentet, tyder resultatene av PAH, PCB og TBT på en betydelig påvirkning av disse stoffene i området. Med hensyn til PCB kan det målte nivået forklares ut fra dumpet isolerglass i området. Under prøvetakingen Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 7

8 fant man biter av slikt glass. Siden substratet er så grovt som det er i dette området er det likevel ikke grunn for å anta at det er høye nivåer av noen miljøgifter lenger ned i sedimentet. Dette baseres på det faktum at det ikke var mulig å grave verken med spade eller skje lenger ned enn maksimalt 5 cm under de største steinene på toppen. Det er derfor ikke sannsynlig at det er finstoff nok der til å binde høye konsentrasjoner av miljøgifter. 5 Referanser Ackerman F., Bergmann, H. and Schleichert, U., Monitoring of heavy metals in sediments a question of grain size: <20 m versus < 60 m. Env. Techn. Lett. 4: Jørgensen, E., Velvin, R. & Killie, B., Miljøgifter i marine sediment og organismer i havneområdene ved Harstad, Tromsø, Hammerfest og Honningsvåg APNrapport 786/00. TA 1697/ sider + appendiks. Konieczny, R. og Mouland, L., Tolkning av PCB-blandinger og beregning av totalt PCB-innhold i marine sedimenter. Statens Forurensingstilsyn, SFT-Rapport, TA 1497/1997, 48 s. Molvær, J., Knutzen, J., Magnusson, J., Rygg, B., Skei, J. & Sørensen, J., Klassifisering av miljøkvalitet i fjorder og kystfarvann. Veiledning 97: sider. Semb, S. I. og Brevik, E. M., Omregningsfaktor for bestemmelse av total-pcb i ulike sedimenttyper. NIVA rapport O-97095, best.nr , 36s. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 8

9 6 Vedlegg 6.1 Vedlegg 1 Metodebeskrivelser TOC Prøvene ble tørket i tørkeskap på ca. 60 C før g (ikke mer enn g) ble veid opp i porøse digler, og deretter behandlet med 10% HCl, og skyllt min 3 ganger for å fjerne kalsium karbonat. Prøven ble skyllt med destillert vann minst 6 ganger, for å fjerne alle rester av HCl. Prøven ble tørket i 100 C over natten ( eller minst 6 timer) før analysering. TOC-analysene blir utført på en Leco IR 212 karbon analyserer. Instrumentet beregner karboninnholdet ved å måle CO 2 i gassen som dannes ved en forbrenningsprosess. Prøvene blir analysert ved oppvarming til 480 C og resultatet blir gitt i vekt prosent TOC, med 2 til 3 desimaler. Instrumentets måleusikkerhet er blitt kontrollert med en standard prøve CaCO 3 (12,00% TOC) og er oppgitt til å være ± 1,0 %. Før hver analyse serie blir instrumentet kalibrert mot standardprøven (CaCO 3 med 12,00% TOC). Verdien for måleusikkerheten blir dermed kontrollert før hver analyse serie. Andel finstoff i sedimentet er gjort ved våtsikting. Metaller Bestemmelse av kvikksølv i bl.a sedimenter blir gjort ved hjelp av en Perkin-Elmer FIMS-400. Kvikksølv må foreligge på ionisk form i prøveløsningen for at kalddampteknikk skal kunne benyttes. Når reduksjonsmiddelet (SnCl2) blandes med prøven blir det ioniske kvikksølvet omformet til metallisk kvikksølv (Hg). En inert bæregass (argon) transporterer kvikksølvet til spektrofotometeret. En fordel med denne teknikken er den gode separasjonen av analytten fra matrisen, slik at ikke-spesifikk bakgrunnsabsorpsjon og matriseinterferenserer minimale. Kvikksølvet oppkonsentreres i et amalgameringssystem. Ved bestemmelse av metallene kadmium og bly, introduseres prøvene til instrumentet med en peristaltisk pumpe koblet til en nebulizer der prøveløsningen forstøves. Vanndråpene separeres etter størrelse i et spraykammer og den fine andelen av aerosolen transporteres til et argonplasma, der aerosolen atomiseres og ioniseres. Emisjonen fra plasmaet separeres i spektrometeret og måles med en CCD detektor. Detektoren har et lineært område på 5-6 dekader fra deteksjonsgrensen. Instrumenter som brukes er Perkin-Elmer Optima 4300 DV og Perkin-Elmer Autosampler AS 93. PAH (polyaromatiske hydrokarboner) Prinsipp: Ved bestemmelse av PAH i sediment blir den homogeniserte prøven tilsatt interne standarder, forsåpet i metanol og kaliumhydroksid og ekstrahert med pentan. Ekstraktet blir oppkonsentrert og renset på en silikakolonne. Etter oppkonsentrering blir det skiftet løsemiddel på prøven, og de relevante hydrokarbonene blir separert og kvantifisert. PAH kvantifiseres ved bruk av interne standarder og GC/MSD detektor. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 9

10 PCB (polyklorerte bifenyler) Prinsipp: Prøvene tilsettes intern standard og ekstraheres med organiske løsemidler. Ekstraktene gjennomgår ulike rensetrinn for å fjerne interfererende stoffer. Til slutt analyseres ekstraktet ved bruk av gasskromatograf utstyrt med elektroinnfangingsdetektor, GC/ECD. De klororganiske forbindelsene identifiseres utfra de respektive retensjonstider på to kolonner med ulik polaritet. Kvantifisering utføres ved hjelp av intern standard. TBT (tributyltinn) med nedbrytningsprodukter Prøvene tilsettes en intern standard og oppsluttes med alkoholisk lut. Etter ph-justering og direkte derivatisering ekstraheres de tinnorganiske forbindelsene med organiske løsnings-midler og prøvene renses ved hjelp av gel-permeasjons kromatografi og oppkonsentreres. Prøvene analyseres ved bruk av gasskromatografi og atomemisjonsdeteksjon, GC-AED. De ulike forbindelsene identifiseres ved hjelp av retensjonstidene som oppnås, og selve kvantifiseringen utføres med den intern standarden. 6.2 Vedlegg 2 - Fullstendige analyseresultater Vedlagt følger analyserapporter fra de enkelte underleverandører. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 10