Miljøeffekter av tunnelvaskevann Roger Roseth, Bioforsk

Transkript

1 Miljøeffekter av tunnelvaskevann Roger Roseth, Bioforsk

2 Forurensning fra sterkt trafikkerte vegtunneler (Roseth og Meland 2006): Festning, Granfoss og Nordby

3 Forurensningsproduksjon (km tunnel/år) ÅDT ÅDT ÅDT Partikler (tonn) Vaskevann Sandfang Suge og Feiebil

4 Vaskevann fra vegtunneler Nordbytunnelen mai 2000 Representativ vannprøve Giftig, men nedbrytbar såpe TOC 596 mg/l (1% tenside) SS 3030 mg/l 27 mg N og 6.5 mg P/l 1150 mg Na og 93 mg Fe/l µg Zn, 680 µg Cu, 170 µg Pb og 140 µg Ni/l (oppsluttet) Høye konsentrasjoner av metaller og tungolje fra asfaltslitasje EC 50 =0,6%

5 Forurensningsstoffer veg Kilde Forbrenningsprodukter fra drivstoff Katalysatorer Slitasjeprodukter fra asfalt og bildekk Slitasjeprodukter fra bildeler Salting Trafikkuhell Tunnelvask Stoffer NOx, tungmetaller (Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, V, Zn), HCB, PAH, dioksiner, benzen, MTBE Platina-metaller (Pt, Pa, Rh) tungmetaller (Cd, Cr, Cu, Ni, Zn), PAH, PCB, ftalater, partikler tungmetaller (Cd, Cr, Cu, Fe, Pb, Zn) Na, Mg, Ca, Cl, CN, P Olje, bensin, kjemikalier Overflateaktive stoffer, PAH, tungmetaller Knyttet til partikler - sedimentasjon

6 Fisk som døde ved tunnelvask?

7

8

9 Nordby Vassum Smihagen + overvann

10 Bakterier og sopp koser seg med såpekomponentene Nedbryting av såpestoffer kan forbruke oksygenet og mobilisere jern og mangan

11 Rensing av vaskestoffer Bindes til vegstøv og sedimenterer i sandfang og rensebasseng Brytes ned temperaturavhengig skjer seint ved lave temperaturer Roseth og Søvik (og Einarsen) 2006

12 Mengde sediment i rensedam for vaskevann etter 3,5 års drift Nordbytunnelen 7 m 3 med slam 5 tonn tørrvekt 14 m 3 med slam 10 tonn tørrvekt 1,5 cm sedimenthøyde

13 Skui Nøstvedt Brenne Nøstvedt Skui Brenne 5 µm filter!

14 10 X 20 X 40 X 5 ganger med lupe

15 Dokumentasjon av renseløsninger for vaskevann fra vegtunneler Arbeidsgruppe Paul Høistad Berger Miljøansvarlig Statens vegvesen region Øst Jørn Arntsen Miljøansvarlig Vegdirektoratet Sondre Meland Dr. tunnel, tunnelvannekspert,vegdirektoratet Kurt Berggrund, NorEnvi Jon Erling Einarsen, ViaNova Plan og Trafikk Roger Roseth, Bioforsk Vegprosjektene E6 Østfold, E16 Sandvika, E6 Minnesund-Espa, E6 Tingstad Tretten.

16 Nøstvedttunnelen Rensebasseng i lavpunkt i tunnelen, utslipp Bunnefjorden, rensebasseng 200 m 2, volum 700 m 3, 30 m 3 slambasseng

17 Veggvask Nøstvedt MESTA 130 m 3 vann 400 l såpe (TK 613)

18 mg/l SS Tot P Tot N TOC ,8 2,5 470 PAH THC ph Ledn.evne Cl 0, , µg/l Sb As Pb Cd Cu Cr Ni Zn Oppsluttet , Filtrert 17 0,53 0,34 0,2 34 1, «Rensing»

19 Brenne og Skui (1100 og 1400 m, ÅDT) Renseløsning dagsone Sedimentasjonsbasseng og våtmarksfilter Utslipp Isielva

20 Helvask Brenne og Skui 9. og m 3 Brenne og 115 m 3 Skui

21 Brenne - Sedimentasjonsbasseng hard bunn SS Tot P Tot N TOC Sb As 880 0,94 5,4 13 7,6 4,4 Fe Mn PAH THC ph Ledn.evne Cl , , Pb Cd Cu Cr Ni Zn Oppsluttet 18 0, Filtrert 0,087 0, ,5 4,1 30 «Rensing»

22 Tunnelvask med og uten vaskemiddel Nøstvedt Med såpe SS Tot P Tot N TOC (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) ,8 2,5 470 Brenne Uten såpe SS Tot P Tot N TOC (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 880 0,9 5,4 13

23 Behandling av vaskevann fra tunnel? I Oslo vasking 6-15 ganger per år Rensedam/våtmark Plasstøpt sedimentasjonsbasseng Volumet skal minst romme hele mengden vaskevann fra en vaskeomgang

24 Fjellvann Vaskevann

25 Turbiditet sedimentasjonsbasseng Nøstvedt - før, under og etter vask 1 døgn 70 % rensing 1 uke 90 % rensing 2 uker 97 % rensing

26 Prinsippskisse renseanlegg Skui Skui våtmarksfilter med gabioner

27 Brenne Våtmarksfilter og infiltrasjon elveavsetning

28 Første slamtømming Operatunnelen Festning, Svartdal og Bjørvika Satt i drift september 2010

29 Rensefilter for forsedimentert vaskevann?

30 Jartester og fellingskjemikalier Stor tilsats ga rask sedimentasjon (1:1000) Fjerner partikler, bedre visuell kvalitet Ingen bedring mht metaller Konklusjon tunnelsåpe ødelegger flokkulering og mobiliserer metaller til løsning. Uten såpe forventes bedre effekt ved lavere tilsats!

31

32 Veldig fint forsøk! Filter med Axon torv Filter med aktivt karbon Skuffende renseresultater

33 Oppstrøms filter: 2 l per 6 min fiberduk 1 sekk grov sand 1 sekk fin sand 5 sekker Axon Vurdering Lekker As, Cd og Tot N Renser Pb, Cu, Cr, Zn, Sb, THC, SS, Tot P og PAH Mye rensing på % Startet Oppstrøms filter: 2 l per 6 min fiberduk 1 sekk grov sand 1 sekk fin sand 5 sekker CFH12 Startet Vurdering Lekker Cd og Ni Renser As, Pb, Cr, Sb, THC, SS, Tot P og PAH Noe høyere rensegrad, 40 90%

34 Filtre : 1 mnd 300 m 3

35 Overflatevann miljøeffekter? Såpestoffer Såpestoffer lett nedbrytbare, men giftige (LC 50 1 mg/l) 500 l såpe = 25 l alkoholetoksilater, må fortynnes i m 3 for å nå 1 mg/l Risikovurderinger PEC/PNEC, ofte sikkerhetsmargin på 1000 i forhold til LC 50. Dette betyr at såpa må fortynnes i m 3 for å være helt sikker på at ingen vannlevende organismer påvirkes m 3 i et døgn tilsvarer en middelvannføring på 300 l/s ( vassdrag med nedbørfelt på rundt 20 km 2 på Østlandet, Årungselva 50 km 2 ) Helt sikker? 300 m 3 /s Fjerning av såpestoffer: Brytes ned samt bunnfeller med partikler Såpe mobiliserer metaller, olje og PAH til løsning, gir økt biotilgjengelighet og giftighet for vannlevende organismer Oksygenforbruk: 200 m 3 vaskevann m 500 mg TOC/l ( 200 kg BOF 7 ) 200 kg BOF 7 tilsvarer oksygeninnholdet i m 3 med vann Konklusjon: Minst mulig bruk av såpe ved tunnelvask!

36 Overflatevann miljøeffekter? Slam/partikler Vaskevann fra vegtunneler kan inneholde 5 g SS/l. Tilsvarer 5 kg/m m 3 med vaskevann inneholder rundt 1 tonn med slam (tørrvekt). Utslipp til resipient uten sedimentasjon vil gi tilslamming med partikler som inneholder asfalt og forhøyede konsentrasjoner av metaller Asfaltkvalitet og formulering av gummiblanding i bildekk er viktig for forurensning i slam (myke piggfrie vinterdekk, resirkulert PCB asfalt, problematiske tilslagsmaterialer). Aldri utslipp uten sedimentasjon og fjerning av partikler! Kobber Vaskevann (oppsluttet) kan inneholde µg Cu/l Vaskevann (filtrert) kan inneholde µg Cu/l Kobber toksisk for alger ned til 3 µg Cu/l Renset avløpsvann til utslipp inneholder µg Cu/l Drikkevannsforskriften grenseverdi opp til 1000 µg Cu/l i kran til abonnent Hvor stort er problemet?

37 Overflatevann miljøeffekter? Andre metaller, tjærestoffer, olje Mindre fare for akutte effekter etter sedimentasjon av partikler? Behandling av vaskevann fra vegtunneler Optimaliserte forhold for sedimentasjon og oppholdstid for nedbryting av såpe Minst mulig bruk av såpe ved tunnelvask Om mulig redusere vannforbruk for å minimere volum av forurenset vann til behandling Etterpolering i naturbaserte anlegg avhengig av lokale forhold?

38

39 Vanndirektivet 33 prioriterte stoffer + biologi

40 Vannkvalitetsklasser KLIF/NIVA: Resipienter skal ikke forringes (endre klasse) ved utslipp

41 Påslippskrav VEAS:

42 Mengde sediment i rensedam for vaskevann etter 3,5 års drift 7 m 3 med slam 5 tonn tørrvekt 345 kg TOC, 5,3 kg Zn, 0,14 kg Pb, 0.2 kg Ni og 0.2 kg Cu 14 m 3 med slam 10 tonn tørrvekt 730 kg TOC, 7.4 kg Zn, 0.3 kg Pb, 0.4 kg Ni og 0.4 kg Cu 1,5 cm sedimenthøyde

43 Fjellvann Vaskevann

44 Prinsippskisse renseanlegg Skui Innløp våtmarksfilter Skui våtmarksfilter med gabioner Utløp våtmarksfilter

45 Tunnelvask med og uten vaskemiddel Nøstvedt Med såpe Sb (µg/l) As (µg/l) SS Pb (µg/l) Cd Tot P (µg/l) Cu Tot N (µg/l) Cr (µg/l) TOC (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) ,8 2,5 470 Ni (µg/l) Zn (µg/l) Oppsluttet , Filtrert 17 0,53 0,34 0,2 34 1, «Rensing» % Brenne Uten såpe Sb (µg/l) As (µg/l) SS Pb (µg/l) Cd Tot P (µg/l) Cu Tot N (µg/l) Cr (µg/l) TOC (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 880 0,9 5,4 13 Ni (µg/l) Zn (µg/l) Oppsluttet , Filtrert 0,08 0, , «Rensing» %