Environmental Baseline Survey Ormen Lange Grunnlagsundersøkelse - Ormen Lange 2004

Transkript

1 Environmental Baseline Survey Ormen Lange 2004 Grunnlagsundersøkelse - Ormen Lange 2004 Summary Report / Sammendragsrapport Report for Norsk Hydro / Rapport for Norsk Hydro Report no.: / Rapport nr Rev 1, 19. April 2005.

2 Summary Report / Sammendragsrapport for Postboks BERGEN DET NORSKE VERITAS AS Veritasveien Høvik Tel: Fax: Registered in Norway NO MVA Client ref: Jon Rytter Hasle Report No.: Subject Group: Marine Monitoring Indexing terms: Summary: Sediments, Deep water, benthic fauna, hydrocarbons Sedimenter, dypt vann, bunnfauna, hydrokarboner The report presents a summary of the results from the environmental baseline study of Ormen Lange deep-sea area in The survey comprised 14 sediment stations ranging from 816 to 901 m water depth and three transects of video recording of benthic fauna. The sediment stations were placed in basins with thick sediment layers, and the video transects went through piles of slide blocks that form ridges between the basins. The intention of the baseline survey at Ormen Lange 2004 has been to determine background levels of hydrocarbons and metals in sediments map the macrobenthic infauna in the sediments map the benthic fauna using ROV/video recording Rapporten presenterer et sammendrag av resultatene fra grunnlagsundersøkelsen på Ormen Lange Undersøkelsen omfattet 14 sedimentstasjoner fra 816 til 901 m havdyp samt tre transekter der bunnfaunaen ble registrert ved hjelp av ROV/video. Sedimentstasjonene var plasser i bassenger der sedimentlaget var tykt. Videotransektene gikk gjennom områder med rasavsetninger som danner rygger mellom bassengene. Formålet med undersøkelsen på Ormen Lange 2004 har vært å Bestemme bakgrunnsnivåene av hydrokarboner og metaller i sedimentene Kartlegge makrofaunaen i sedimentene Kartlegge den bunnlevende faunaen ved hjelp av ROV/videoopptak Prepared by: Name and position Signature Sam Arne Nøland, Principal Consultant Verified by: Name and position Signature Tor Jensen, Principal Consultant Approved by: Name and position Signature Remi Eriksen, Director Date of issue: 19 April 2005 Project No:

3 No distribution without permission from the client or responsible organisational unit (however, free distribution for internal use within DNV after 3 years) No distribution without permission from the client or responsible organisational unit Strictly confidential Unrestricted distribution All copyrights reserved Det Norske Veritas AS. This publication or parts thereof may not be reproduced or transmitted in any form or by any means, including photocopying or recording, without the prior written consent of Det Norske Veritas AS.

4 contents: 1.0 English Summary Report Resumé Introduction Materials and methods Results Chemical analyses/sediment characterisation Biological analyses The ROV survey Conclusions Sammendragsrapport Resyme Innledning Materiale og methoder Resultater Kjemiske analyser/sediment karakterisering Biologiske analyser ROV undersøkelsen Konklusjoner...26 Appendix I Sampling positions / Prøvetakingsposisjoner...28

5 Preface The environmental baseline survey at Ormen Lange in 2004 has been carried out jointly by Det Norske Veritas and SINTEF Applied Chemistry, on behalf of Norsk Hydro ASA. Hydro has been represented by Jon Rytter Hasle. Personnel Field work: Tor Jensen (survey leader), Sam-Arne Nøland, Thomas Møskeland, Tormod Hansen (all DNV) and Andreas Parslow and Haakon E. Larsen (both SINTEF). Sediment analyses: Grain size distribution: TOM analyses: Metal analyses: Work up of sediments: THC analyses: Selected hydrocarbon analyses: Johnny Kristiansen, Gjermund Strømman Andreas Parslow, Håkon E. Larsen Andreas Parslow, Karina Ødegård Grete Tveten Frøydis Oreld Grete Tveten The chemical analyses are performed at SINTEF Materials and Chemistry, dep. Environmental Technology and Analysis. The grain size distribution is analysed at Jordforsk LAB. Biological analyses: Sorting: Helene Østbøll, Amund Ulfsnes, Øyvind Fjukmoen Species identification: Siri Mordal Bakke, DNV (Polychaeta, varia) Thomas Møskeland, DNV (Crustacea) Sam-Arne Nøland, DNV (Echinodermata) Per Bie Wikander, Molltax (Mollusca) Øystein Stokland, Marine Bunndyr (Polychaeta, Varia) Univariate analyses: Thomas Møskeland, Siri M. Bakke Multivariate analyses: Siri M. Bakke Report preparation: Chemistry: Biology: ROV- survey: Main Report: Verification: Ingegerd Rustad, Frøydis Oreld Siri M. Bakke, Sam-Arne Nøland Tor Jensen Sam-Arne Nøland Tor Jensen Project Manager: Sam-Arne Nøland SINTEF Materials and Chemistry, departments of Environmental Technology & Analyses is accredited by Norsk Akkreditering to perform chemical analyses, accreditation numbers Test 032. The accreditation is according to NS-EN ISO/IEC The accreditation includes methods for determination of total hydrocarbon content (THC), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), selected hydrocarbons (NPD), metals and total organic matter (TOM). DNV s Biology laboratory (DNV Consulting) is accredited by Norsk Akkreditering for sampling of marine sediments for chemical and biological analyses, and to perform out biological analyses, accreditation number P083. Accreditation is according to NS-EN ISO/IEC NR: P083

6 Page English Summary Report 1.1 Resumé This report presents results from the baseline study of Ormen Lange deep-sea area in The survey comprised 14 sediment stations ranging from 816 to 901 m water depth, and three transects of video recording of benthic fauna. The sediment stations were placed in basins with thick sediment layers, and the video transects went through piles of slide blocks that form ridges between the basins. The intention of the baseline survey at Ormen Lange 2004 has been to Determine background levels of hydrocarbons and metals in sediments map the macrobenthic infauna in the sediments map the benthic fauna using ROV/video recording The sediment characterization included grain size distribution and content of total organic matter (TOM). The sediments were analysed for the content of total amount of hydrocarbons (THC) and metals. For some of the stations NPD, PAH and decalins were analysed in addition. The investigation at Ormen Lange has revealed that: Sediments consisting of mud and silt dominate the sampled basins. The sediment shows a uniform grain size distribution. The average median particle diameter is 5.9 φ. The silt and clay content varies from 95 % to 97.5 %. The total organic matter content is relatively high, probably due to the fine-grained sediments and the concentrations vary from 10.4 % to 12.6 %. No contamination of hydrocarbons, barium and heavy metals is found in the sediments. The mean THC concentrations vary from 7.0 mg/kg to 11.1 mg/kg. Ba concentrations are relatively uniform and vary from 221 mg/kg to 251 mg/kg. The levels of THC, PAH, NPD and metals can be characterized as the natural background level for the area. The soft bottom fauna at Ormen Lange could be characterised as healthy, with relative high diversity indices. The top sediment layer is dominated by mussels. Bristle worms (polychaeta) and Pogonophora worms dominate in the bottom layer. Most of the individuals from the other groups are located in the top layer. The sediment structure and content of organic material seem to be the overall most important factors for the fauna composition, i.e. more important than differences in water depth. The macrobenthic infaunal analyses also focussed on methodological questions regarding deep water surveys: Does sieving through 0.5 mm mesh size in stead of 1.0 mm gain more information about the soft bottom community? Is there any pattern in the vertical distribution of organisms in the sediments? The results from the biological analyses indicate that

7 Page 2 Sieving of the sediments at 1.0 mm mesh is sufficient. Most of the materials remaining on the 0.5 sieve after sieving on 1.0 mm, were small molluscs that could be characterised as juvenile. Thus, the 0.5 mm sieving did not reveal any relevant additional information about the macrobenthic community. Sampling at greater sediment depth than cm gives relatively little additional information At Ormen Lange. The experiences from the ROV survey are: o ROV is a well suitable technique to increase the knowledge regarding biodiversity in heterogeneous areas or where a visual observation is needed o It is possible to carry out semi- quantitative studies based on fixed transects o It is difficult to identify specimen to species level o It is possible to collect specimens for more in depth identification

8 Page Introduction Located some 100 km northwest off Kristiansund the Ormen Lange gas reservoir lies approximately 1900 m below the seabed and covers an area about 350 km 2. Water depths vary from 800 to 1100 m, making Ormen Lange the deepest Norwegian offshore development project to date. A major subsea slide occurred in the Storegga area some 8000 years ago. As a result, the seabed is uneven with local peaks rising as much as 60 m above the seafloor and consisting of both hard and soft sediments. The temperature at the seabed drops down to -2ºC. 1.3 Materials and methods The field work was conducted th of June 2004 from the survey vessel S/V Geobay. The purpose of the survey was to sample sediments for biological/ chemical analyses with box corer and multicorer and map the benthic fauna with ROV (Remotely Operated Vehicle) according to the Activity Regulations and Proposed Baseline Survey Programme for Ormen Lange field 2004 (Akvaplan-niva/DNV 2004). Figure 1.1 shows the location of the sampling stations and ROV transects. All sediment sampling stations were located in flat areas with thick sediment layers, whereas the ROV transects started in the flat areas and went across the ridges of slide blocks. Both the Box-corer and the Multi-corer was equipped with a Simrad RPT transponder in protection cage. The transponder was mounted on one side leg of the frame of the sampling equipment. Dynamic Position System: Dual HiPAP acoustic system Accuracy on stations: Navigatjon system: Simrad Dynamic Position (SDP 21) system incl.: Ashtech DGPS/Glonass Leica DGPS Simrad HiPAP SSBL incl. transponder better than ± 1m EVI When the equipment was just above seabed in position less than 5m from planned locations, the logging of position was started and was logging until the sample was taken. From this logging a mean position was calculated and is listed in Appendix I. The sampling was carried out according to procedures described in the Quality system of the Biology Laboratory; Sampling of marine sediments for chemical and biological analyses, ISO (Water quality guidelines for quantitative sampling and sample processing of marine soft-bottom macro fauna) and special requirements stated in the Proposed Baseline Survey Programme for Ormen Lange field 2004 (Akvaplan-niva/DNV 2004). To ensure that the planned sampling localities were suitable for sampling the ROV camera was applied to monitor the sea bed topography prior to and during sampling.

9 Page 4 The sampling strategy deviates from the Activities Regulations, see Proposed Baseline Survey Programme for Ormen Lange field 2004 (Akvaplan-niva/DNV 2004) for details. Figure 1.1. Sampling stations (1-14) and ROV transects, Ormen Lange The ROV was applied at each sampling station and along three m transects (A, B and C). T: future subsea installations. Biological samples were washed on 0.5 and 1 mm sieves in the laboratory. The biomass of the major taxonomic groups; Echinodermata, Polychaeta, Crustacean, Mollusca and Varia was determined at each station. In addition the biomass of selected key species was determined at the reference station. All animals were identified to the lowest possible taxonomic level (i.e.

10 Page 5 generally to species level) and the number of individuals per taxon in each sample was recorded. Parameters for chemical and physical characterization are summarized in Table 1.1. Table 1.1. Parameters for chemical and physical characterization Parameter Sediment characterization Grain size distribution Total organic matter Chemical analyses Hydrocarbons Metals - Distribution of pelite (< 63µm) and sand (>63µm) - Cumulative weight% distribution µm - Median particle diameter (Md), deviation (SD), skewness (Sk) and kurtosis (K) - % TOM in the sediment - THC, sum C12-C35 - NPD, sum of naphtalene, phenanthrene/anthracene and dibenzothiophene and their C1-3 alkylated derivatives. Single compounds - PAH, 16 EPA compounds, Sum and single compounds - Decalins, sum of C5-C8 alkyl decalins - Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn 1.4 Results Chemical analyses/sediment characterisation The sediments consist of mainly silt and clay. The silt and clay content varies from 95 % to 97.5 %. The grain size distribution is uniform for the investigated area. The content of sand varies from 2.5 % to 5 %. The content of gravel is very low. The content of total organic matter is almost similar at all stations. The concentrations vary from 10.4 % to 12.6 %. The relatively high content of organic matter may be due to the finegrained sediments. The sediments are not contaminated by THC. The concentrations of hydrocarbons are similar to what is found for the deep sea survey at Vøring in The THC concentrations vary from 7.0 mg/kg to 11.1 mg/kg. The concentration of Ba varies from 206 mg/kg to 251 mg/kg. The concentrations of the heavy metals are low and uniform, and no obvious contamination is found. The concentration of hydrocarbons, Ba and heavy metals are within what can be characterized as the natural background level for the area. The baseline survey at Ormen Lange has revealed that the sediments are not polluted. The main results are summarized in Table 1.2 on the next page, together with a summary including the results from the deep sea baseline survey at Vøring in 1998 (Table 1.3). A likely explanation for the small variation range observed at Ormen Lange is that all sediment stations were purposely placed in flat areas with thick sediment layers.

11 Page 6 Table 1.2. Ormen Lange 2004, Total organic matter (%), total hydrocarbon content, NPD, PAH, decalins and metals (mg/kg dry sediment). Station* TOM** THC NPD PAH Ba Cd Cr Cu Hg Pb Zn OL 1, 837 m 0-1 cm OL 2, 822 m 0-1 cm cm cm OL 3, 867 m 0-1 cm OL 4, 858 m 0-1 cm OL 5, 828 m 0-1 cm cm cm OL 6, 870 m 0-1 cm OL 7, 843 m 0-1 cm OL 8, 852 m 0-1 cm OL 9, 854 m 0-1 cm cm cm OL 10, 816 m 0-1 cm OL 11, 851 m 0-1 cm OL 12, 901 m 0-1 cm OL 13, 883 m 0-1 cm OL 14, 856 m 0-1 cm cm cm : not analysed Decalins are not found, the detection limit is 50 µg/kg * 0-1 cm, an average of three samples. ** based on one sample at each station Table 1.3. The results at Ormen Lange in 2004 and at Vøring in 1998 Variation at Ormen Lange 2004 Baseline (14 stations) (16 stations) Depth (m) Sediment characterization Grain size distribution (%) Silt & clay: Sand: Gravel: Variation at Vøring 1998 Baseline Median particle diameter (φ) Md: Total organic matter (%) TOM: Chemical analyses Hydrocarbons (mg/kg) THC: NPD: PAH: Decalins: Not found Not found Metals (mg/kg) Ba: Cr: Cu: Pb: Zn: Cd: Hg:

12 Page Biological analyses Each box corer sample (0.25 m 2 ) was split into three subsamples ( grabs ) covering a surface area of (2 x 0.1 m x 0.05 m 2 ). In order to investigate the vertical distribution of fauna each subsample was divided into two layers, top and bottom, within approximately the upper 10 cm of the sediment. At station OL 14 (ref.) some samples included a third layer (below 10 cm). The top layer varied from 0-2 cm to 0-5 cm and was generally identified as somewhat softer and had a more heterogenic and porous structure than the bottom layer which was identified as more compact greyish clay. A total of individuals distributed amongst 212 species were sampled at 14 stations. The distribution of benthos in the sediments reveals a pattern with highest number of individuals of molluscs in the top layer, bristle worms in the bottom layer and both bristle worms and varia in the third (deep) layer. The biomass of the total material >0.5 mm (16 box corer samples 0.25 m 2 each), was approximately 275 g. The biological samples were sieved at 0.5 mm mesh size in the field and at 1.0 mm and 0.5 mm in the laboratory to reveal any differences between the two sieving fractions. 0.5 mm sieve mesh vs. 1.0 mm % of the total number of species (>0.5 mm) in the top layer was found in the 1.0 mm fraction. However, of the total number of individuals only % remained in the 1 mm sieve. The vertical distribution of individuals and species in the 0.5 and 1.0 mm samples are illustrated in Figure 1.2. The difference in numbers of individuals result in times higher diversity indices in the 1.0 mm fraction (mostly > 4) than the 0.5 mm fraction (mostly < 4). The same pattern is observed in the bottom layer, but less pronounced. The resulting diversity indices were approximately the same for the 0.5 and 1 mm fraction in the bottom layer, mainly in the range The biomass of the material lost when sieving through 1.0 mm in stead of 0.5 mm is 0.95% of the total material. Most of the loss of biomass is within the polychaeta group. The loss of polychaetes is greatest in the bottom layer, while the molluscs show the opposite pattern; considerably greater loss in the top layer. The lower diversity indices and the higher numbers of individuals in the 0.5 mm material are mainly due to the large amounts of small molluscs trapped in the 0.5 mm sieve. These molluscs, mainly Thyasira species, should be regarded as juveniles, recently settled at the bottom, where the numbers of individuals not yet have been regulated and adapted to the soft bottom community. The results show that most of the juveniles settle in the top layer (having a pelagic larval stage). The results show that sieving the deep water infauna at Ormen Lange through 0.5 mm mesh in the field or the laboratory does not provide any additional information about the macrofauna community compared to sieving with the traditional 1.0 mm sieve mesh.

13 Page 8 Top layer vs. bottom layer In general the top layer (both 0.5 and 1.0 mm) comprises 1.4 times more species than the bottom layer. The number of individuals in the deeper layer (10 20 cm) at the reference station comprised an average of 11.6 % of the total number individuals in the grab sample. Corresponding percentage in the 0.5 mm fraction was 2.3 % No. of individuals (N) Varia Polych. Crust. Moll. Echino. No. of individuals (N) Varia Polych. Crust. Moll. Echino Top layer Bottom layer 0 Top layer Bottom layer Number of individuals (N) in each animal group in each layer. Mesh size 0.5 mm. 120 Number of individuals (N) in each animal group in each layer. Mesh size 1.0 mm No. of species (S) Varia Polych. Crust. Moll. Echino. No. of species (S) Varia Polych. Crust. Moll. Echino Top layer Bottom layer 0 Top layer Bottom layer Number of species (S) in each animal group in each layer. Mesh size 0.5 mm. Number of species (S) in each animal group in each layer. Mesh size 1.0 mm. Figure 1.2. Number of species and individuals of the total material (0.5 and 1.0 mm mesh size) distributed among the main groups and for each layer. Ormen Lange The vertical distribution of biomass at the reference station shows that also the biomass decreases with sediment depth. None of the deep layer subsamples contained species that was not found in the upper sections. Thus to double the sampling depth gives relatively little additional information. In the top layer the diversity index is more than 4 in the 1.0 mm material at all stations, indicating a healthy soft bottom community. In the bottom layer 1 mm the diversity index in

14 Page 9 general is somewhat lower (3.5 4). The diversity indices based on the entire grab sample (top + bottom layer) are listed in Table 1.4. Table 1.4. Depth (m), number of species (S) and individuals (N) per 0,25 m 2, Shannon-Wieners diversity index (H ), Pielous index of eveness (J) and ES 100. Total material; Top + bottom layer (sieved through 0.5m and 1.0 mm sieves). Station Depth S N H' J ES Dominating species In the top layer 1.0 mm the bristle worms Paramphinome jeffreysii, Aricidea quadrilobata and A. abranchiata, the mussels Thyasira ferruginea and Yoldiella propinqua together with the crustacean Harpinia cf. plumosa mainly dominated the fauna. In the bottom layer mainly threadlike beard worms (Pogonophora) dominated together with the bristle worms P. jeffreysi and Cossura longocirrata.

15 Page 10 Similarity analyses Classification and ordination analyses have been performed for both subsamples (grab samples) and stations. There has also been performed an analysis comparing the material from the 1 mm sieve and the remaining material caught in the 0.5 mm sieve, to see if there were any pattern regarding type of animals, species etc. Most of the material remaining on the 0.5 sieve after sieving on 1.0 mm provided relatively little additional information about the macrobenthic community, consisting mainly of small molluscs that could be characterised as juvenile. The results support the conclusion that sieving through the 0.5 mesh size gives relatively little additional information. The results also show that there is no significant correlation between fauna and hydrocarbons or metals The ROV survey The main object of the ROV survey was to increase the biodiversity knowledge using visuals techniques as video/photo using ROV. A total of 10 hours with UW filming was recorded digitally. A DVD with the highlights is included in the separate ROV report. The ROV survey included three transects; Transect A, B and C, where the seabed was filmed. In addition each of the 14 sediment stations was visually inspected by the ROV. An overview of the stations and transects is shown in Figure 1.1 The identification work was based on visual inspection of video and photo. The main taxonomic work has been done by Jon Arne Sneli, NTNU and Per Bie Wikander, Molltax. The seabed at Ormen Lange is characterised as smooth soft bottom, intersected by areas dominated by slide blocks. All three transects started in flat and open areas with smooth seabed, then went through areas with slide blocks, and ended in flat areas. Figure 1.3. Seabed at Ormen Lange, smooth soft bottom to the left, and slide block to the right.

16 Page 11 At the smooth soft bottom three types of fauna were common; Sea pens, tube anemones and brittle stars. At the slide blocks three other fauna groups were more common; basket stars, sea lilies/feather stars (Class Crinoidea) and sponges. Basket stars (Gorgonocephalus sp, probably C. lamarckii) were also seen in the soft bottom areas but the highest abundance was in the slide block areas. More rare species were large octocorals, identified to the genus Umbellula. It was nearly 2 m high with a large centre with eight tentacles in the polyps. This genus is associate with deep water, and five species are known (described as early as 1758). On of the species is found in arctic waters, two are cosmopolitan. Figure 1.4. Octocoral Umbellula found at Ormen Lange (right) and to left a drawing from One small upright specimen, probably a hydrozoan with clusters of grape shaped outgrowth, is the only species that could not be identified at all. See Figure 1.5. The experiences from the ROV survey are: o ROV is a well suitable technique to increase the knowledge regarding biodiversity in heterogeneous areas or where a visual observation is needed o It is possible to carry out semi- quantitative studies based on fixed transects o It is difficult to identify specimen to species level o It is possible to collect specimens for more in depth identification

17 Page 12 Figure 1.5. Unidentified species found at Ormen Lange, June Conclusions The survey comprised 14 sediment stations ranging from 816 to 901 m water depth, and three transects of video recording of benthic fauna. The intention of the baseline survey at Ormen Lange 2004 has been to determine background levels of hydrocarbons and metals in sediments map the macrobenthic infauna in the sediments map the benthic fauna using ROV/video recording The sediments in the sampled basins of Ormen Lange consist mainly of silt and clay, and the silt and clay content varies from 95 % to 97.5 %. The grain size distribution is uniform. The content of sand varies from 2.5 % to 5 %. The content of gravel is low. The content of total organic matter varies from 10.4 to 12.6 %. This relatively high content of organic matter may be due to the fine-grained sediments (the sampling stations at Ormen Lange were purposely placed in the middle of sedimentary basins with thick sediment layers). The concentrations of hydrocarbons are similar to what is found for the deep sea survey at Vøring in The THC concentrations vary from 7.0 mg/kg to 11.1 mg/kg. The concentration of Ba varies from 206 mg/kg to 251 mg/kg. The concentration of hydrocarbons, barium and heavy metals are within what can be characterized as the natural background level for the area.

18 Page 13 The study has shown that the Ormen Lange area is not polluted by hydrocarbons or metals from oil activity. The results from the biological analyses indicate that Sieving of the sediments at 1.0 mm mesh is sufficient. Most of the materials remaining on the 0.5 sieve after sieving on 1.0 mm, were small molluscs that could be characterised as juvenile. Thus, the 0.5 mm sieving did not reveal any relevant additional information about the macrobenthic community. Sampling at greater sediment depth than cm gives relatively little additional information at Ormen Lange. According to data from the 1.0 mm material (which is standard in other monitoring surveys in Norwegian waters) the fauna community at Ormen Lange could be characterised as healthy, with relative high diversity indices. The top layer is dominated by mussels. Bristle worms and Pogonophora worms dominate in the bottom layer. Most of the individuals from the other groups are located in the top layer. The composition of the benthic macro fauna found at deep water at Ormen Lange does not differ significantly from the composition in the sediments at shallower offshore locations with fairly the same type of sediment structure. The number of individuals found in the Ormen Lange survey is considerably higher than in the Vøring deep water survey (DNV 1998) and Ellida (DNV 2003). The differences are probably a result of different sediment characteristics at Ormen Lange; i.e. somewhat higher content of organic matters and softer sediments. The sediment structure and content of organic material thus seem to be the overall most important factors for the fauna composition, i.e. more important than differences in water depth. The experiences from the ROV survey are: o ROV is a well suitable technique to increase the knowledge regarding biodiversity in heterogeneous areas or where a visual observation is needed o It is possible to carry out semi- quantitative studies based on fixed transects o It is difficult to identify specimen to species level o It is possible to collect specimens for more in depth identification

19 Page Sammendragsrapport

20 Page 15 Forord Grunnlagundersøkelsen på Ormen Lange 2004 er utført av Det Norske Veritas og Sintef Kjemi på oppdrag fra Norsk Hydro ASA. Hydros representant har vært Jon Rytter Hasle. Personell Feltarbeid: Tor Jensen (toktleder), Sam-Arne Nøland, Thomas Møskeland, Tormod Hansen (alle DNV) og Andreas Parslow og Haakon E. Larsen (begge SINTEF). Sedimentanalyser: Kornstørrelsesfordeling: TOM analyser: Metall analyser: Opparbeiding av sediment: THC analyser: Hydrokarbonanalyser: Johnny Kristiansen, Gjermund Strømman Andreas Parslow, Håkon E. Larsen Andreas Parslow, Karina Ødegård Grete Tveten Frøydis Oreld Grete Tveten De kjemiske analysene er utført ved SINTEF Materiale og Kjemi, avd. for miljøteknologi og analyser. Kornstørrelsesfordelingen er bestemt ved Jordforsk LAB. Biologiske analyser: Sortering: Helene Østbøll, Amund Ulfsnes, Øyvind Fjukmoen Artsidentifisering: Siri Mordal Bakke, DNV (Polychaeta, varia) Thomas Møskeland, DNV (Crustacea) Sam-Arne Nøland, DNV (Echinodermata) Per Bie Wikander, Molltax (Mollusca) Øystein Stokland, Marine Bunndyr (Polychaeta, varia) Univariate analyser: Thomas Møskeland, Siri M. Bakke Multivariate analyser: Siri M. Bakke Rapport: Kjemi: Biologi: ROV: Hovedrapport: Verifikasjon: Projektleder: Ingegerd Rustad, Frøydis Oreld Siri M. Bakke, Sam-Arne Nøland Tor Jensen Sam-Arne Nøland Tor Jensen Sam-Arne Nøland SINTEF Materials and Chemistry, departments of Environmental Technology & Analyses is accredited by Norsk Akkreditering to perform chemical analyses, accreditation numbers Test 032. The accreditation is according to NS-EN ISO/IEC The accreditation includes methods for determination of total hydrocarbon content (THC), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), selected hydrocarbons (NPD), metals and total organic matter (TOM). DNV s Biology laboratory (DNV Consulting) is accredited by Norsk Akkreditering for sampling of marine sediments for chemical and biological analyses, and to perform out biological analyses, accreditation number P083. Accreditation is according to NS-EN ISO/IEC NR: P083

21 Page Resyme Rapporten presenterer resultatene fra grunnlagsundersøkelsen på dypt vann på Ormen Lange Undersøkelsen omfattet 14 sedimentstasjoner fra 816 til 901 m dyp samt tre transekter der den bunnlevende faunaen ble filmet ved hjelp av ROV. Sedimentstasjonene var plassert i bassenger med tykt sedimentlag. Videotransektene gikk gjennom rasavsetninger som danner rygger mellom bassengene. Målsetningen med grunnlagsundersøkelsen på Ormen Lange har vært å Bestemme bakgrunnsnivåer av hydrokarboner og metaller i sedimentene Kartlegge den makrobentiske faunaen som lever i sedimentene Kartlegge den bunnlevende faunaen ved hjelp av ROV/video Sedimentkarakteriseringen bestod av kornstørrelsesfordeling og innhold av totalt organisk materiale. Sedimentene ble analysert for totalt innhold av hydrokarboner (THC) og metaller. Enkelte stasjoner ble analysert for NPD, PAH og dekaliner i tillegg. Undersøkelsen på Ormen Lange har avdekket at: Sedimenter bestående av leire og silt dominerer de undersøkte bassengene. Sedimentene har en ensartet kornstørrelsesfordeling. Gjennomsnittlig median partikkel diameter er 5.9 φ. Innholdet av silt og leire varierer fra 95 % til 97,5 %. Innholdet av totalt organisk karbon (TOC) er relativt høyt, antakelig på grunn av det finkornige sedimentet. Konsentrasjonene varierer fra 10,4 % til 12,6 %. Det er ikke påvist forhøyede nivåer av hydrokarboner, barium eller tungmetaller i sedimentene. Gjennomsnittlig konsentrasjon av hydrokarboner (THC) varierer fra 7,0 mg/kg til 11,1 mg/kg. Bariumkonsentrasjonene er relativt like og varierer fra 221 mg/kg til 251 mg/kg. Nivåene av THC, PAH, NPD og metaller kan karakteriseres som naturlig bakgrunnsnivå for området. Bløtbunnsfaunaen på Ormen Lange kan karakteriseres som sunn, med relativt høye diversitetsindekser. Overflatesedimentet domineres av muslinger. Børstemarker (polychaeta) og skjeggormer (Pogonophora) dominerer i bunnlaget. De fleste andre dyregruppene ble funnet i størst antall i overflatelaget. Sedimentstruktur og innhold av organisk materiale synes å være de viktigste faktorene for faunasammensetning, dvs. viktigere enn vanndyp. Analysene av makrofaunaen fokuserte også på metoderelaterte problemstillinger vedrørende dypvannsundersøkelser: Gir sikting på 0,5 mm maskevidde mer informasjon om bløtbunnssamfunnet enn på 1,0 mm? Er det noe mønster i vertikalfordelingen av organismer i sedimentene?

22 Page 17 Resultatene fra de biologiske analysene tyder på at Sikting på 1,0 mm maskevidde er tilstrekkelig. Mesteparten av restmaterialet på 0,5 mm maskevidde etter først å ha siktet på 1,0 mm var små bløtdyr (mollusker) som kan karakteriseres som juvenile. Sikting på 0,5 mm maskevidde avdekket altså ikke noe tilleggsinformasjon om bløtbunnssamfunnet. Prøvetaking av sediment dypere enn cm gir liten tilleggsinformasjon på Ormen Lange. Erfaringene fra ROV-undersøkelsene er at: o ROV er en velegnet teknikk for å øke kunnskapen med hensyn på biodiversitet i heterogene områder og der det er behov for visuelle observasjoner. o Det er mulig å utføre semikvantitative studier basert på fastlagte transekter. o Det er vanskelig å identifisere observerte eksemplarer til artsnivå. o Det er mulig å samle inn eksemplarer for mer inngående identifisering.

23 Page Innledning Ormen Lange gassreservoar ligger ca. 100 km nordvest for Kristiansund på omtrent 1900 m under havbunnen og dekker et område på ca. 350 km 2. Vanndypet varierer fra 800 til 1100 m, noe som gjør Ormen Lange til det dypeste norske Norwegian offshore utviklingsprosjektet til dags dato. Et større undervannras fant sted i Storeggaområdet for ca år siden. Som et resultat av dette er havbunnen ujevn med lokale topper av både hard og mykt sediment som rager opp til 60 m fra bunnen. Temperaturen ved havbunnen kan synke til -2ºC. 2.3 Materiale og methoder Feltarbeidet ble utført I perioden juni 2005 fra survey-fartøyet S/V Geobay. Hensikten med undersøkelsen var å samle inn sedimenter for biologiske/ kjemiske analyser med bokscorer og multicorer samt å kartlegge bunnlevende fauna ved hjelp av ROV (Remotely Operated Vehicle) i henhold til Aktivitetsforskriften and Proposed Baseline Survey Programme for Ormen Lange field 2004 (Akvaplan-niva/DNV 2004). Figur 1.1 viser plasseringen av prøvetakingsstasjonene og ROV-transektene. Alle sedimentstasjonene var plassert i flate områder med tykke sedimentlag, mens ROV-transektene startet i flate områder og gikk over rygger med rasavsetninger. Både box-corer og multicorer var utstyrt med en Simrad RPT transponder som var montert på et av sidebena på innsamlingsutstyret. Dynamisk Posisjonssystem: Dual HiPAP acoustic system Nøyaktighet ved stasjon: Navigasjonssystem: Simrad Dynamic Position (SDP 21) system inkl.: Ashtech DGPS/Glonass Leica DGPS Simrad HiPAP SSBL inkl. transponder bedre enn ± 1m EVI Logging av posisjon foregikk fra utstyret var like over havbunnen før det nådde planlagt prøvetakingspunkt til prøven var tatt. Posisjonene for hvert prøvetakingspunkt er oppgitt i Appendiks I. Prøvetakingen ble utført i henhold til prosedyrer beskrevet i Biolaboratoriets Kvalitetssystem, Prøvetaking av marint sediment og bløtbunnsanalyser, ISO (Water quality guidelines for quantitative sampling and sample processing of marine soft-bottom macro fauna) og spesifikke krav i The Proposed Baseline Survey Programme for Ormen Lange field 2004 (Akvaplan-niva/DNV 2004). Det ble benyttet ROV-kamera før og under prøvetakingen for å sikre at de planlagte prøvetakingslokalitetene var egnet. Prøvetakingsstrategien avviker fra Aktivitetsforskriften, se Proposed Baseline Survey Programme for Ormen Lange field 2004 (Akvaplan-niva/DNV 2004) for detaljer. Tabell 2.1. gir en oversikt over metoder for kjemisk og fysisk karakterisering

24 Page 19 Tabell 2.1. Metoder for kjemisk og fysisk karakterisering Parameter Sedimentkarakterisering Kornstørrelsefordeling - Fordeling av pelitt (< 63µm) og sand (>63µm) - Kumulativ vekt% fordeling fra µm - Median partikkel diameter (Md), standard avvik (SD), skjevhet (Sk) og kurtosis (K) Totalt organisk materiale - % TOM i sedimentet Kjemiske analyser Hydrokarboner - THC, sum C12-C35 - NPD, sum naftalen, fenantren/antracen og dibenzotiofen og deres C1-3 alkylhomologe. Enkeltforbindelser - PAH, 16 EPA forbindelser sum og enkeltforbindelser - Dekaliner, sum av C5-C8 alkyldekaliner Metaller - Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn Figur 2.1. Prøvetakingsstasjoner (1-14) og ROV-transekter, Ormen Lange ROV ble benyttet på hver prøvetakingsstasjon og langs tre transekter, hver på m (A, B og C). T: Fremtidig undervannsinstallasjon.

25 Page 20 Biologiske prøver ble vasket på 0,5 and 1 mm sikter i laboratoriet. Biomassen av de taksonomiske hovedgruppene; Echinodermata, Polychaeta, Crustacean, Mollusca og Varia ble bestemt for hver stasjon. I tillegg ble biomassen til utvalgte nøkkelarter på referanestasjonen bestemt. Alle dyrene ble bestemt til lavest mulig taksonomiske nivå (generelt til artsnivå) og antall individer per art I hver prøve registrert. 2.4 Resultater Kjemiske analyser/sediment karakterisering Resultatene fra undersøkelsen er oppsummert i Tabell 2.2. Tabell 2.2. Ormen Lange 2004, totalt organisk materiale (%), totalmengde hydrokarboner, NPD, PAH og metaller (mg/kg tørt sediment) Stasjon* TOM** THC NPD PAH Ba Cd Cr Cu Hg Pb Zn OL 1, 837 m 0-1 cm 11,4 7, ,13 30,9 22,6-37,9 71,4 OL 2, 822 m 0-1 cm 12,4 10,0 0,25 0, ,15 32,6 21,9 0,04 33,8 70,5 1-3 cm - 13,3 0,27 0, ,10 33,5 21,1 0,06 38,3 73,2 3-6 cm - 8,0 0,30 0, ,12 33,2 20,9 0,05 40,6 72,7 OL 3, 867 m 0-1 cm 12,1 8, ,14 31,5 22,2-36,9 70,7 OL 4, 858 m 0-1 cm 12,2 10, ,12 31,5 22,0-37,1 71,6 OL 5, 828 m 0-1 cm 12,5 11,0 0,15 0, ,13 31,7 20,7 0,05 37,2 72,4 1-3 cm - 7,2 0,16 0, ,11 32,8 22,1 0,05 39,3 73,9 3-6 cm - 11,6 0,20 0, ,11 32,5 21,6 0,05 39,6 72,4 OL 6, 870 m 0-1 cm 11,7 9, ,12 32,0 22,2-37,0 72,8 OL 7, 843 m 0-1 cm 11,4 10, ,13 31,4 21,2-37,0 71,3 OL 8, 852 m 0-1 cm 11,6 10, ,13 31,4 21,3-36,8 70,8 OL 9, 854 m 0-1 cm 10,4 10,9 0,24 0, ,12 32,0 21,7 0,05 38,5 72,2 1-3 cm - 10,6 0,22 0, ,10 32,5 21,7 0,05 39,5 75,4 3-6 cm - 10,6 0,20 0, ,13 33,4 23,3 0,05 42,6 75,9 OL 10, 816 m 0-1 cm 11,9 11, ,14 32,3 21,7-39,2 73,6 OL 11, 851 m 0-1 cm 12,2 9, ,17 31,7 22,0-37,1 71,8 OL 12, 901 m 0-1 cm 12,3 9, ,16 29,2 21,8-34,9 69,6 OL 13, 883 m 0-1 cm 12,6 7, ,15 27,4 22,0-36,3 67,7 OL 14, 856 m 0-1 cm 12,1 8,7 0,15 0, ,15 29,2 22,4 0,05 38,4 71,3 1-3 cm - 11,2 0,19 0, ,12 29,0 22,2 0,05 37,2 69,9 3-6 cm - 10,5 0,25 0, ,14 30,4 23,1 0,05 41,7 82,6 -: ikke analysert Dekaliner er ikke påvist, deteksjonsgrense er 50 µg/kg * 0-1 cm basert på et gjennomsnitt av tre prøver ** basert på en prøve fra hver stasjon Leire og siltholdig sediment dominerer området og innholdet varierer fra 95 % til 97,5 %. Kornstørrelsesfordelingen er svært jevn i det undersøkte området. Sandinnholdet varierer fra 2,5 % til 5 %, mens innholdet av grus og grovere sediment er meget lavt. Innholdet av totalt organisk materiale er tilnærmet likt for alle stasjonene og konsentrasjonen varierer fra 10,4 % til 12,6 %. Innholdet av organisk materiale er relativt høyt og skyldes sannsynligvis at området består vesentlig av svært finkornet sediment. Sedimentene er ikke forurenset av THC. Konsentrasjonsnivå av hydrokarboner er tilsvarende nivået som ble funnet for grunnlagsundersøkelsen på dypt vann på Vøring i THC innholdet varierer fra 7,0 mg/kg til 11,1 mg/kg.

26 Page 21 Ba konsentrasjonene varierer fra 206 mg/kg til 251 mg/kg. Konsentrasjonene av tungmetallene er lave, og ingen stasjoner er forurenset. Nivåene av hydrokarboner, Ba og tungmetaller kan karakteriseres som det naturlige bakgrunnsnivået for området. Det kan konkluderes med at sedimentene på Ormen Lange ikke er forurenset. En oversikt over resultatene på Ormen Lange i 2004, sammen med resultatene fra grunnlagsundersøkelsen på Vøring i 1998, er gitt i tabell 2.3. En sannsynlig forklaring for at variasjonene mellom stasjonene er så små, er at alle stasjoner bevisst ble plassert i sedimenteringsområder. Tabell 2.3. Oversikt over resultatene på Ormen Lange i 2004 og på Vøring i 1998 Variasjon på Ormen Variasjon på Vøring Lange (14 stasjoner) (16 stasjoner) Dyp (m) Sediment karakterisering Kornstørrelsesfordeling (%) Silt og leire: Sand: Grus: 95-97,5 2, , Median partikkel diameter (φ) Md: 5,9 2,0-5, 9 Totalt organisk innhold (%) TOM: 10,4-12,6 5,6-13,4 Kjemisk analyser Hydrokarboner (mg/kg) THC: 7,0-11,1 2,3-12,8 NPD: 0,14-0,25 0,097-0,19 PAH: 0,45-0,49 0,15-0,40 Dekaliner: Ikke påvist Ikke påvist Metaller (mg/kg) Ba: Cr: 27,4-32,6 11,5-27,5 Cu: 20,7-22,6 8,0-31,8 Pb: 33,8-39,2 13,0-39,3 Zn: 67,7-72,8 28,8-72,1 Cd: 0,1-0,2 0,1-0,2 Hg: 0,04-0,05 0,03-0, Biologiske analyser Hver bokscorer-prøve (0.25 m 2 ) ble splittet i tre delprøver ( grabber ) som dekket et overflateareal på 2 x 0.1 m x 0.05 m 2. For å undersøke vertikalutbredelsen av faunaen ble hver prøve (0-10 cm) delt inn i to lag; topp- og bunnlag. På referansestasjonen (OL-14) ble et tredje dypere lag (> 10 cm) samlet inn på enkelte prøver. Tykkelsen av topplaget varierte fra 0-2 cm til 0-5 cm, og var hovedsakelig mer heterogent og porøst enn bunnlaget som bestod av kompakt grå leire. Totalt individer fordelt på 212 arter ble samlet inn fra 14 stasjoner. Fordelingen av organismer i sedimentene avdekker et mønster med flest molluskindivider i topplaget, flerbørstemark i bunnlaget samt både børstemark og varia i det tredje dypere laget. Biomassen av alt innsamlet materiale >0,5 mm (16 bokscorer-prøver ả 0,25 m 2 ) var ca. 275 g.

27 Page 22 De biologiske prøvene ble siktet på 0,5 mm sikter i felt samt på 1,0 mm og 0,5 mm i laboratoriet for å avdekke eventuelle forskjeller mellom de to fraksjonene. 0,5 mm sikt vs. 1,0 mm % av det totale artsantallet (>0.5 mm) i topplaget ble funnet i 1,0 mm fraksjonen. Av totalt antall individer var det imidlertid kun % som ble tilbakeholdt i 1 mm sikten. Vertikalutbredelsen av antall arter og individer i 0,5 og 1 mm prøvene er vist i Figur 2.2. Forskjellen i antall individer resulterer i 1,2 1,4 ganger høyere diversitetsindekser i 1 mm fraksjonen (de fleste > 4) enn i 0,5 mm fraksjonen (de fleste < 4). Det samme mønsteret, men ikke så tydelig, ble observert i bunnlaget. Diversitetsindeksene er omtrent de samme for 0,5 og 1 mm fraksjonene I bunnlaget, stort sett i området 3, No. of individuals (N) Varia Polych. Crust. Moll. Echino. No. of individuals (N) Varia Polych. Crust. Moll. Echino Top layer Bottom layer 0 Top layer Bottom layer Antall individer per dyregruppe i hvert lag, 0,5 mm. 120 Antall individer per dyregruppe i hvert lag, 1,0 mm No. of species (S) Varia Polych. Crust. Moll. Echino. No. of species (S) Varia Polych. Crust. Moll. Echino Top layer Bottom layer 0 Top layer Bottom layer Antall arter av hver dyregruppe i hvert lag, 0,5 mm. Antall arter av hver dyregruppe i hvert lag, 1,0 mm. Figur 2.2. Antall arter (S) og individer (N) i totalt materiale (0,5 og 1.0 mm sikt) fordelt på hovedgruppene og for hvert lag. Ormen Lange Biomassen av det materialet som går tapt ved å sikte på 1 mm i stedet for 0,5 mm utgjør 0,95% av det totale materialet. Mesteparten av dette er innen gruppen børstemark (polychaeta). Tapet av børstemark er størst i bunnlaget, mens mønsteret er omvendt for molluskene, dvs. størst tap i topplaget. Lavere diversitetsindekser og flere individer i materialet fra sikting på 0,5 mm skyldes hovedsakelig at et høyt antall små mollusker (muslinger) fanges opp i 0,5 mm sikten. Disse, som for det meste er Thyasira-arter, ansees å være nylig nedslåtte juvenile individer som ennå

28 Page 23 ikke er tilpasset bløtbunnssamfunnet. Resultatene viser at mesteparten av de juvenile molluskene (som har pelagiske larvestadier) slår seg ned i topplaget. Resultatene viser at sikting på 0,5 mm sikt i felt eller laboratoriet ikke gir noe vesentlig tilleggsinformasjon om bløtbunnssamfunnet sammenlignet med sikting på 1 mm sikt. Topplag vs. bunnlag Generelt inneholder topplaget (både 0,5 and 1 mm) 1,4 ganger flere arter enn bunnlaget. Antall individer i det dypere laget (10 20 cm) på referansestasjonen utgjør gjennomsnittlig 11,6 % av totalt antall individer i prøvene. Tilsvarende andel for 0,5 mm fraksjonen er 2,3 %. Vertikalfordelingen av biomassen på referansestasjonen viser at også biomassen avtar med økende sedimentdyp. Tabell 2.4. Stasjonsdyp (m), antall arter (S) og antall individer (N) per 0,25 m 2, Shannon-Wieners diversitetsindeks (H ), Pielous jevnhetsindeks (J) og ES 100. Totalt materiale; Topp + bunnlag (siktet på 0,5 mm and 1,0 mm). Stasjon Dyp S N H' J ES ,94 0, ,62 0, ,03 0, ,13 0, ,27 0, ,74 0, ,85 0, ,52 0, ,99 0, ,67 0, ,85 0, ,44 0, ,79 0, ,71 0, ,51 0, ,50 0, ,90 0, ,37 0, ,22 0, ,97 0, ,78 0, ,54 0, ,76 0, ,33 0, ,71 0, ,16 0, ,86 0, ,47 0, ,03 0, ,58 0, ,79 0, ,18 0,75 25

29 Page 24 Ingen av de dypere prøvene (> 10 cm) inneholdt arter som ikke ble funnet i de overliggende lagene. Det gir derfor lite tilleggsinformasjon å øke prøvetakingsdypet. Diversitetsindeksene for 1 mm materialet i topplaget er høyere enn 4 på alle stasjoner, noe som indikerer et sunt bløtbunnssamfunn. Samme indeks er noe lavere i bunnlaget (3,5 4). I Tabell 2.4 er diversitetsindeksene for hele prøver, dvs. topp- og bunnlag, vist. Dominerende arter I topplaget (1 mm) dominerer børstemarkene Paramphinome jeffreysii, Aricidea quadrilobata og A. abranchiata, muslingene Thyasira ferruginea og Yoldiella propinqua sammen med krepsdyret Harpinia cf. plumosa. Bunnlaget domineres av trådlignende skjeggormer (Pogonophora) sammen med børstemarkene P. jeffreysi og Cossura longocirrata. Likhetsanalyser Klassifikasjons- og ordinasjonsanalyser er utført på grabb- (delprøver) og stasjonsnivå. Det er også utført analyser som sammenligner materialet fra sikting på 1 og 0,5 mm for å undersøke mulige mønstre med hensyn på dyregrupper, arter etc. Mesteparten av restmaterialet på 0,5 mm sikten etter sikting på 1 mm ga lite tilleggsinformasjon om dyresamfunnet. Materialet bestod hovedsakelig av små juvenile muslinger. Resultatene støtter konklusjonen om at sikting på 0,5 mm gir relativt lite tilleggsinformasjon. Resultatene fra de multivariate analysene viser at det ikke er noen klar sammenheng mellom fauna og hydrokarboner eller metaller ROV undersøkelsen Formålet med undersøkelsen var å øke kunnskapen om biodiversitet ved å benytte visuelle teknikker som video/foto ved hjelp av ROV. I alt 10 timer digital undervannsfilm ble tatt opp. Den separate ROV-rapporten inneholder en DVD med høydepunkter fra videooptakene. Tre transekter, A, B og C, ble filmet ved hjelp av ROV. I tillegg ble de 14 sedimentstasjonene visuelt inspisert med samme utstyr. En oversikt over stasjonene og transektene er vist i Figur 2.1. Identifisering av organismer er gjort ved visuell inspeksjon av video og fotografier. Identifikasjonsarbeidet er i hovedsak utført av Jon Arne Sneli, NTNU og Per Bie Wikander, Molltax. Havbunnen på Ormen Lange er jevn bløtbunn som avbrytes av områder med rasavsetninger. Alle transektene startet i flate åpne områder med jevn bunn, og gikk så gjennom områder med rasavsetninger før de endte i flate områder. I områder med jevn bløt bunn er tre faunatyper vanlige; sjøpenner, røranemoner og slangestjerner vanlige.