Matsikkerhet og disponering av SVGs avgang

Transkript

1 Matsikkerhet og disponering av SVGs avgang Dato: 2. mars 2012

2 INNHOLD 1 INNLEDNING PERSISTENS BIOAKKUMULERBARHET TOKSISITET ABSORPSJON ØKOTOKSISITET AV REN POLYDADMAC OG POLYAKRYLAMID GIFTIGHET FOR BUNNLEVENDE ORGANISMER GIFTIGHET TIL PELAGISKE ORGANISMER PATTEDYR- TOKSISTET KONKLUSJON BIBLIOGRAFI

3 1 INNLEDNING Bøkfjorden er en nasjonal laksefjord som brukes til fritidsfiske og fangst av kongekrabbe. Samtidig er fjorden også påvirket av deponering av SVGs avgangsmasser, verftsvirksomhet, utslipp av kommunalt spillvann, skips- og havnevirksomhet. SVGs (Sydvaranger Gruves) avgang består av finmalt stein som jernet har blitt utvunnet fra. Avgangen inneholder små mengder polydadmac og polyakrylamid som brukes i prosessen med å rense vannet. Tabell 1 viser konsentrasjonen av polydadamc og polyakrylamid i avgangen. Tabell 1:Variasjoner av polydadmac og polyakrylamid konsentrasjon i avgang polydadmac polyakrylamid Beregnet minimum konsentrasjon i avgang* 2,1 ppm 8,2 ppm Beregnet maksimum konsentrasjon i avgang* 4,8 ppm 15,3 ppm Beregnet gjennomsnitt konsentrasjon i avgang* 3,0 ppm 11,0 ppm *Basert på månedlig forbruk i 2011 Polyakrylamid brukes som en flokkulant og polydadmac som koagulant. Begge kjemikaliene forventes å bli fast bundet til mineralpartiklene i avgangen. Andelen polydadmac og polyakrylamid i avgangens vannfase vil være ureagerte kjemikalier. Konsentrasjonene av disse forventes å være mindre enn 10% av hva som er brukt. Innholdet av kjemikalier i vannfasen vil også fortynnes i stor grad ved utslippspunktet i fjorden. 3

4 2 PERSISTENS Polyakrylamid og polydadmac er ikke lett nedbrytbare og forventes å være persistente i miljøet. Særlig på bunnen av Bøkfjorden hvor det er kaldt, lite lys og lite organisk stoff. Molekylene forventes å være immobile i avgangsmasser, dvs. det vil være liten utlekking av kjemikalier til miljøet. 4

5 3 BIOAKKUMULERBARHET Polyakrylamid og polydadmac er kjemikalier med meget stor molekylvekt, henholdsvis ca. 13 millioner gram/mol og g/mol. REACH- veilederen sier at et kjemikalier med en molekylvekt som er høyere enn 1100 gram/mol vil ha en biokonsentrasjonsfaktor som er mindre enn 2000 L/kg (ECHA, 2008). Med andre ord kvalifiserer polydadmac og polyakrylamid ikke som bioakkumulerende. Disse stoffene vil ikke bli konsentrert i organismene og heller ikke gå inn i selve næringskjeden. 5

6 4 TOKSISITET 4.1 Absorpsjon Polymerer med en molekylvekt høyere enn 1000 g/mol vil ikke bli absorbert gjennom respirasjonsorganene (gjellene hos fisk) til vannlevende organismer. Toksisitet hos vannlevende organismer manifesterer seg enten gjennom direkte overflateaktive effekter på ytre membraner eller indirekte via binding av essensielle næringsstoffer eller begge. (Boethling & Nabholz, 1997) Da både polydadmac og polyakrylamid har en molekylvekt som er høyere enn 1000 g/mol, vil de ikke absorberes gjennom respirasjonsorganene til vannlevende organismer men de kan gjøre næringsstoffer mindre tilgjengelig for organismene. Siden polydadmac og polyakrylamid i SVGs avgang er bundet til mineralpartikler er de lite tilbøyelige til å reagere med miljøet. Og risikoen for utlekking er ansett å være liten. Det mest sannsynlige eksponeringsscenariet vil være for akvatiske organismer som beiter på fjordbunnen da de også kan spise avgangsmasse. 4.2 Økotoksisitet av ren polydadmac og polyakrylamid Referanseverdiene for økotoksisiteten til polydadmac og polyakrylamid er presentert i tabell 2. Tabell 2: Toksisitet referanseverdier for polydadmac og polyakrylamid Toksisitet av polydadmac Toksistet av polyakrylamid 1 Ferskvann LC 50 96t (Ørretyngel) 2 = 2,08 mg/l LC50 96t (Brachydanio rerio)= 357 mg/l LC 50 96t (Bluegill sunfish) 3 = 1,8 mg/l EC50 48t (D.magna) = 212 mg/l LC 50 96t (Golden carp) 4 = 3,2-3,7 mg/l EC50 72t (C.vulgaris) > 1000 mg/l (avhengig av viskositet) LC50 48t (Ceriodafnia dubia) 5 = 0,32 mg/l EC50 24t (P.putida) = 892 mg/l Sjøvann 6 LC50 96t (Meridia beryllia) = 5800 mg/l LC50 96t (Mysidopsis bahia) =290 mg/l Polyakrylamid anses ikke som giftig for vannlevende organismer. PolyDADMAC er en kationisk polymer og i følge Boethling og Naboltz (1997) er toksisiteten til slike forbindelser redusert ved tilstedeværelse av sedimentet. I SVGs prosess, blir polydadmac blandet i avgangsmassen og bundet til denne, før avgangen med kjemikalier deponeres i fjorden. Det er derfor forventet at giftigheten til polydadmac er betydelig redusert. 1 (CIBA, 2008) 2 (Liber, et al., 2005) 3 (Nalco, 1996) 4 (Jin & Yuejun, 2007) 5 (De Rosemond & Liber, 2004) 6 (BASF, 2010) 6

7 4.3 Giftighet for bunnlevende organismer Både polydadmac og polyakrylamid forventes å være konsentrert i avgangen som er deponert på bunnen av fjorden. Arter som lever eller beiter på fjordbunn forventes å være de artene som er mest sårbare for eksponering fra avgangen. NIVA (Norsk institutt for vannforskning) har gjennomført giftighetstester av polydadmac og polyakrylamid på krabbe, fjæremark og piggvar, som er bunnlevende organismer. Stoffene er testet i forskjellige konsentrasjoner, både enkeltvis og i kombinasjon. Testene er også blitt gjennomført med virkelig avgang hentet fra sjøbunnen ved utslippspunktet i Bøkfjorden. Forsøkene som er utført med avgang fra Oslofjorden er referanseforsøk, der en allerede vet hvilke effekter sedimentet har på organismene. Resultatene vises i tabell 3. Ingen negative effekter ble observert på krabbe og piggvar. Forsøkene med fjæremark viste heller ingen negative effekter med polyakrylamid. Det ble med 100 ganger virkelig kjemikalie- konsentrasjon av polydadmac observert adferdsendringer. Ved samme konsentrasjonsområde ble det påvist redusert vekst hos kiselalger. De tilgjengelige dataene indikerer at de konsentrasjonene av polydadmac og polyakrylamid som blir brukt i SVGs avgang ikke har noen negative effekter på bunnlevende arter i Bøkfjorden. 4.4 Giftighet til pelagiske organismer Som referert tidligere, er polydadmac og polyakrylamid fast bundet til avgangsmassen. Ureagerte kjemikalier i avgangen finnes, men i små mengder. Disse vil bli fortynnet kraftig i fjorden. Faren for skadelig eksponering er derfor meget liten. NIVA har gjennomført giftighetstester av polydadmac og polyakrylamid på alger og krepsdyr for å finne effekten av eventuelt utlekking fra avgangsmassen. Testing ble gjennomført i et lukket akvarium og derfor er fortynningen i fjorden ikke tatt hensyn til. Resultatene vises i tabell 3. De aktuelle resultatene for pelagiske arter er for Acartia tonsa og Skeletonema costatum. Som vist i tabell 3 er det ikke blitt påvist toksiske effekter fra nevnte kjemikalier på krepsdyr. Forsøkene med alger viste en redusert vekst ved en polydadmac- dosering på ca ganger høyere enn det SVG faktisk benytter. Tilgjengelige data indikerer at de konsentrasjonene av polydadmac og polyakrylamid som blir benyttet i SVGs avgang ikke vil ha noen negative effekter på pelagiske arter i Bøkfjorden. 7

8 Tabell 3: Resultater av økotoksikologiske forsøk Krepsdyr Acartia tonsa Piggvar Scopthalmus maximus Arter Metode Stoffer og mengder Resultat Strandkrabbe Carcinus maenas Alge Skeletonema costatum Fjæremark Arenicola marina ISO (dødelighet) OECD 203 (dødelighet) OECD 203 (dødelighet) ISO (vekshemmning) Adferd endring (nedgraving) og dødelighet 4.5 Pattedyr- toksistet 1) Ren avgang uten kjemikalier 2) 6,75 mg LT38/kg avgang 3) 675 mg LT38/kg avgang 4) 9.9 mg M10/kg avgang 5) 99 mg M10/kg avgang 6) 6,75 mg LT mg M10/kg avgang 7) 675 mg LT mg M10/kg avgang 8) Virkelig avgang hentet fra utslippspunktet 9) Referansesediment Oslofjorden 1) Ren avgang uten kjemikalier 2) 6,75 mg LT38/kg avgang 3) 675 mg LT38/kg avgang 4) 9.9 mg M10/kg avgang 5) 99 mg M10/kg avgang 6) 6,75 mg LT mg M10/kg avgang 7) 675 mg LT mg M10/kg avgang 8) Virkelig avgang hentet fra utslippspunktet 9) Referansesediment Oslofjorden 1) Ren avgang uten kjemikalier 2) 6,75 mg LT38/kg avgang 3) 675 mg LT38/kg avgang 4) 9.9 mg M10/kg avgang 5) 99 mg M10/kg avgang 6) 6,75 mg LT mg M10/kg avgang 7) 675 mg LT mg M10/kg avgang 8) Virkelig avgang hentet fra utslippspunktet 9) Referansesediment Oslofjorden 1) Ren avgang uten kjemikalier 2) 6,75 mg LT38/kg avgang 3) 675 mg LT38/kg avgang 4) 9.9 mg M10/kg avgang 5) 99 mg M10/kg avgang 6) 6,75 mg LT mg M10/kg avgang 7) 675 mg LT mg M10/kg avgang 8) Virkelig avgang hentet fra utslippspunktet 9) Referansesediment Oslofjorden 1) Ren avgang uten kjemikalier 2) 6,75 mg LT38/kg avgang 3) 675 mg LT38/kg avgang 4) 9.9 mg M10/kg avgang 5) 99 mg M10/kg avgang 6) 6,75 mg LT mg M10/kg avgang 7) 675 mg LT mg M10/kg avgang 8) Virkelig avgang hentet fra utslippspunktet 9) Referansesediment Oslofjorden 8 Ingen effekter observert ved noen av kombinasjonene Ingen effekter observert ved noen av kombinasjonene Ingen effekter observert ved noen av kombinasjonene Forsøk 1,2,4,5,6,8 og 9 ga ingen utslag. Forsøk 3 og 7 ga full inhibering. Ingen inhibering er funnet opp til x virkelig mengde polydadmac. Fjæremarken viste normal aktivitet og fødeinntak i sediment med test 1,2,4,5,6,8 og 9. Det var ingen ekskrementhauger på toppen av sedimentoverflaten i boksene med høyest konsentrasjon av LT38 (test 3 og 7). Dette viser at fjæremarken tok til seg lite eller ingen føde og dermed ikke trivdes i dette sedimentet. Stoffene har meget lav giftighet for pattedyr. PolyDADMAC har en akutt toksisitet ved oralt inntak for rotter > 5ooo mg/kg kroppsvekt per døgn (BASF, 2012). Tilsvarende for polyakrylamid er > 2000mg/kg kroppsvekt per døgn (CIBA, 2008). Dette defineres av lovverket som at stoffene ikke er akutt giftige. Molekylenes størrelse indikerer at de ikke kan direkte absorberes via tarmen. I tillegg bioakkumulerer stoffene ikke. Dette indikerer at stoffene heller ikke akkumuleres i organismen og dermed ikke oppkonsentreres videre i næringskjeden. PolyDADMAC benyttes til rensing av drikkevann og er godkjent til dette bruket i flere europeiske land. På dette grunnlaget kan man anse at dette kjemikaliet ikke er giftig for humant konsum i de konsentrasjonene som brukes i drikkevannsbehandling.

9 Giftighet for pattedyr anses som meget lav ved oral eksponering. 9

10 5 KONKLUSJON Absorpsjon i organismer av polydadmac og polyakrylamid er vanskelig på grunn av størrelsen på molekylet. Toksisitet av stoffene forventes å manifestere seg enten gjennom direkte overflateaktive effekter på de ytre membranene hos akvatiske organismer, eller indirekte via binding av essensielle næringsstoffer. Når disse kjemikaliene blir brukt i SVGs prosess, bindes de sterkt til overflaten på partiklene i avgangen. Derfor ventes det ikke at kjemikaliene skal være tilgjengelige for organismer. Ingen av økotoksisitetstestene som er utført indikerer toksisitet for de artene som ble eksponert ved konsentrasjon av kjemikalier som er inntil 32 ganger høyere enn de som faktisk benyttes ved SVG. I tillegg, vil polydadmac og polyakrylamid ikke konsentreres i organismer og heller ikke oppkonsentreres i næringskjeden. PolyDADMAC og polyakrylamid har svært lav toksisitet for pattedyr. På basis av all kunnskapen som er tilgjengelig, anses kjemikaliene som er brukt i SVGs avgangsmasser ikke å representere en risiko for mattrygghet knyttet til Bøkfjorden. 10

11 6 BIBLIOGRAFI BASF, LT 37, letter to Gestur Petturson, Ref. L107. s.l., s.n. BASF, Sikkerhetsdatablad Magnafloc LT38, s.l.: s.n. Boethling, R. & Nabholz, J., Environmental assessment of polymers under the U.S. Toxic Substances Control Act. Ecological Assessment of Polymers, s.l.: s.n. CIBA, Sikkerhetsdatablad Magnfaloc 10, s.l.: s.n. De Rosemond, S. & Liber, K., Wastewater treatment polymersidentified as the toxic component of a diamond mine effluent. Environmental toxicology and chemistry, 23(9), pp ECHA, Guidance on Information Requirements and Chemical Safety Assessment, Chapter R- 11: PBT assessment (p 27), s.l.: s.n. Jin, Q. & Yuejun, Z., Research on the acute toxicity of dimethyldiallylammonium chloride and its homopolymer to golden carp. Jingxi Huagong Bianjibu. Liber, K., Weber, K. & Lévesque, C., Sublethal toxicity of two wastewater treatment polymers to lake trout fry. Chemospher, Volum 61, pp Nalco, Accident report to the US environmental protection agency, s.l.: s.n. 11