Arbeidspakke Miljø. Oppgave: Faglige mål: Dokumentere miljøvirkninger av salt og aktuelle biologisk nedbrytbare kjemikalier.

Transkript

1 Arbeidspakke Miljø Oppgave: Faglige mål: Dokumentere miljøvirkninger av salt og aktuelle biologisk nedbrytbare kjemikalier. Finne tålegrenser for salt og nedbrytbare kjemikalier i overflatevann, grunnvann og på vegetasjon for ulike områder og naturtyper. Et klassifiseringssystem for miljøsoner på grunnlag av tålegrenser og saltpåvirkning. Utarbeide metodikk for overvåkning av miljøpåvirkning for å avdekke eventuelle overskridelser av tålegrenser. Fra prosjektplan Salt SMART Foreslå tiltak som unngår eller reduserer miljøvirkningen der reduksjon/opphør av bruk av salt ikke er ønskelig. Anbefaling av metoder for gjenoppretting av naturlig saltnivå og biologisk mangfold.

2 Hva skal vi snakke om? Kjernespørsmål: hvor er salt et miljøproblem i dag og i fremtiden? Hva var kjent fra før? Hvor tror vi at vi har eller vil få miljøproblemer? Hva tåler miljøet (vann, grunnvann, vegetasjon) Hva kan vi gjøre med avrenningen fra vegen for å beskytte vannforekomster?

3 Hvordan besvarer vi disse spørsmålene? 1. Litteraturundersøkelse 2. Egen forskning 3. Kart for kartlegging av vegnettet Hvor forventes miljøskade Hjelpemiddel til funksjonskontrakter for riktig tiltaksnivå

4 Faglige mål: Dokumentere miljøvirkninger av salt og aktuelle biologisk nedbrytbare kjemikalier. Finne tålegrenser for salt og nedbrytbare kjemikalier i overflatevann, grunnvann og på vegetasjon for ulike områder og naturtyper. Et klassifiseringssystem for miljøsoner på grunnlag av tålegrenser og saltpåvirkning. Utarbeide metodikk for overvåkning av miljøpåvirkning for å avdekke eventuelle overskridelser av tålegrenser. Foreslå tiltak som unngår eller reduserer miljøvirkningen der reduksjon/opphør av bruk av salt ikke er ønskelig. Anbefaling av metoder for gjenoppretting av naturlig saltnivå og biologisk mangfold.

5 Innsjøer: Hva var kjent fra før? Innsjø fysiologi/kjemi Det dannes salt, stillestående bunnvann Men hvor mye tåler en sjø før vi får skader? Og hvordan varierer det med temp, saltmengde, etc? Hva skal til før sjøen reparerer seg selv? Innsjø -biologi Forsøk på ulik organismer viser tydelige effektkonsentrasjoner Noen planteplankton kan skades ved relativt lave konsentrasjoner. Men hva tåler de andre typene alger og plankton? Hva tåler organismene nederst i naeringskjeden?

6 Grunnvann: Hva var kjent fra før? Problem som var kjent: Private drikkevannsbrønner Grunnvann mater innsjøer Grunnvann byttes ut sjelden, forurensning er langvarig Saltet blir ikke borte, men fortynnes

7 Alternative avisingskjemikalier Litteraturundersøkelsen gir ingen klare anbefalinger Organiske midler brytes ned i naturen men med O2-forbruk Hovedspørsmål: 1. Hvor (og hvor fort) blir det brutt ned? 2. Kan det gi negative miljøeffekter? Brønner og grunnvann, innsjøer, vegetasjon Hvordan virker det? Miljømessig: lokalkunnskap, overvåking, riktig dose Som salt: litt er OK, for mye blir et problem

8 Vegetasjon og tålegrenser

9 Påvirkningsveger Saltopptak i røtter Direkte sprut Endring i jordstruktur Til jord

10 Jord - kloridbaserte avisingskjemikalier Endringer i næringsbalansen Jordstruktur Mobilisering og utvasking av tungmetaller

11 Jord - organisk baserte avisingskjemikalier Endring av næringsbalansen, men ulikt NaCl Mindre utvasking av metaller enn ved bruk av NaCl Nedbryting i jord krever O2, mest ved Acetatholdige kjemikalier

12 Vegetasjon - kloridbaserte avisingskjemikalier Opptak fra røtter Sprut

13 Effekter på vegetasjon Hengebjørk Vier Foto: Per Anker Pedersen

14 Foto: Per Anker Pedersen

15 Foto: Per Anker Pedersen

16 Foto: Per Anker Pedersen

17 Tetting av kunnskapshull Hvordan går det med engene?

18 Vegetasjon - organisk baserte avisingskjemikalier Det er påvist skader på planter også av K, Na-formiat og CaMg-acetat Manglende kunnskap!

19 Arbeidspakke Miljø Oppgave: Faglige mål: Dokumentere miljøvirkninger av salt og aktuelle biologisk nedbrytbare kjemikalier. Finne tålegrenser for salt og nedbrytbare kjemikalier i overflatevann, grunnvann og på vegetasjon for ulike områder og naturtyper. Et klassifiseringssystem for miljøsoner på grunnlag av tålegrenser og saltpåvirkning. Utarbeide metodikk for overvåkning av miljøpåvirkning for å avdekke eventuelle overskridelser av tålegrenser. Fra prosjektplan Salt SMART Foreslå tiltak som unngår eller reduserer miljøvirkningen der reduksjon/opphør av bruk av salt ikke er ønskelig. Anbefaling av metoder for gjenoppretting av naturlig saltnivå og biologisk mangfold.

20 Vegetasjon og tålegrenser Hvilke planter tåler hvor mye? Kan vi gjøre tiltak ved naturreservater og kostbar vegbeplantning?

21 Tålegrenser? Hvordan går det med etablering av trær? Jordas betydning Fortynning

22 Hyp I: Organiske kjemikalier gir mindre skade på planter enn NaCl Hyp II: Innhold av organisk materiale i vekstmedium ved etablering har betydning for opptak av avisingskjemikalier Hyp III: Uttynning av salt ved hjelp av vanning på våren gir redusert saltskader

23 Vann og tålegrenser Grunnvann: Hvor, hvor mye, fortynning, restaurering Innsjøer: Hvor, hvor mye, restaurering Biologien: hvor mye

24 Tålegrenser i grunnvann?? Grunnvann som drikkevann*: Tommelfingerregel: 200 mg/l for Na + og Cl - Vannet i bekken er grunnvann** 100% i lavvannsperioder, 60-90% i flom. Kritisk faktor*: Varigheten *Amundsen et al., 2008: Miljøkonsekvenser ved salting av veger - en litteratur gjennomgang **Grip och Rodhe, 1985: Vattnets väg från regn till bäck

25 Grunnvann, tålegrenser og oppholdstider Tverrsnitt eks. Gardermoen

26 Cross Section of the Gardermoen Delta m a.s.l. Delta Topsets Kettlehole Ice-contact slope 200 Delta Foresets Delta Bottomsets??? 1:~ Bedrock West meters East m a.s.l :1 West meters East After K. Tuttle (1997)

27

28 Oppholdstider i grunnvannet ~50% av overflatevannet er yngre enn 10 år ~95% er yngre enn 100 år.

29 alltid 1 uke 3 dager effekter på andel organismer klorid konsentrasjon (mg/l) Kilde: Canada Environment, 2001 (fra Amudsen el al. 2008)

30 aldri ikke lenger enn 30 dager i: Based on predicted data, 10% of species would be negatively affected (median lethal concentration) [Evans and Frick, 2001] m:to protect freshwater aquatic life from acute and lethal effects, the maximum concentration of total chloride at any time should not exceed this value. (BC Ambient Water Quality Guidelines for Chloride, 2002) n: To protect freshwater aquatic life from chronic effects, the 30-day average concentration of total chloride should not exceed this value. (BC Ambient Water Quality Guidelines for Chloride, 2002) Kilde:

31 Dvs. tålegrenser i vannforekomster er alltid spørsmål om: Massebalane for vann Massebalanse for salt Utfordring: Faren for overskridelse av kritiske terskelverdier er alltid størst for små forekomster. Det er ikke mulig å foreta målinger i alle utsatte vannforekomster. SaltSMART har derfor bestilt utprøving av metodikk for beregning av saltkonsentrasjoner for store og små vannforekomster.

32 Metodikk: a) Nedbørfeltavgrening for små vannforekomster b) Gridding av saltbelastning c) Avrenningskart fra NVE d) Particle tracking av salt fra vei til vannforekomst a-c gir stasjonær saltkonsentrasjon i gitt vannforekomst a-d gir grensebetingelser i tid og rom

33 Massebalanseberegninger- Eksempel fra Gjersjøen

34 a) Nedbørfelt grenser for Gjersjøen Kolbotntjernet Tussetjernet

35 b) Gridding av saltbelastning og vannforekomster (25x25 m 2 )

36 c) Avrenningskart fra NVE (1x1 km 2 )

37 d) Particle tracking gridding av topografi (25x25 m 2 ) beregning av hastighetsfelt beregning av fokuseringseffekt beregning av oppholdstid

38 Borebrønner i fjell x 10 6 catchment Gjersjøen W-tunnel E-tunnel 0<Q<0.3m 3 /h 0.3<Q<1m 3 /h <Q<5m 3 /h 5<Q<22m 3 /h monitoring x 10 5

39 Torleif Bækken, NIVA

40 Innsjøer og tålegrenser

41 Tålegrenser for planktonalger i innsjøer. Statistisk analyse

42 Data 1. NIVAs databaser. Data fra de samme 400 innsjøer på samme tidspunkt: Planktonalger: artsammensetning Vannkjemi: full ionesammensetning 2. Nye data fra innsjøer med høyt kloridinnhold samlet inn

43 Statistisk analyse 1. Hovedmål Finne dose-respons-sammenhengen mellom planktonalger og konsentrasjonen av NaCl Tar hensyn til bl.a. innsjøtyper og regioner, samt andre vannkjemiske variable enn NaCl Anvender metoder som PCA (prinsipalkomponent analyser) og GAM (generalisert additive modeller)

44 Tålegrenser for planktonalger i innsjøer. Laboratorietest

45 Testmateriale 1. Vann 4 vanlige norske vanntyper Ca Humus 1 <2 <30 2 <2 > < > arter for hver av 4 vanntyper (maksimalt 20 arter) fra NIVAs algesamling 2 vanlige arter pr. vanntype 3 saltømfintlige arter pr. vanntype velges etter resultat av den statistiske analysen 3. Vegsalt (sjøsalt) inkl. antiklumpemiddel

46 Testeprosedyre 1. Standard test (basert på ISO 8692) 2. Oppdyrking av testalger 3. Konsentrasjonsserie av vegsalt (5-7) 4. Vekstreduksjon over 3 døgn 3 replikater Celletetthet måles hver dag (evnt også størrelse)

47 Arbeidspakke Miljø Oppgave: Faglige mål: Dokumentere miljøvirkninger av salt og aktuelle biologisk nedbrytbare kjemikalier. Finne tålegrenser for salt og nedbrytbare kjemikalier i overflatevann, grunnvann og på vegetasjon for ulike områder og naturtyper. Et klassifiseringssystem for miljøsoner på grunnlag av tålegrenser og saltpåvirkning. Utarbeide metodikk for overvåkning av miljøpåvirkning for å avdekke eventuelle overskridelser av tålegrenser. Fra prosjektplan Salt SMART Foreslå tiltak som unngår eller reduserer miljøvirkningen der reduksjon/opphør av bruk av salt ikke er ønskelig. Anbefaling av metoder for gjenoppretting av naturlig saltnivå og biologisk mangfold.

48 Veginndeling i soner Rød sone: Gul sone: Grønn sone: Salting/kjemikaliebruk er større enn området tåler Trenden viser øking av forbruk eller saltnivå som på sikt vil føre til skader Salting/kjemikaliebruk kommer ikke i konflikt med naturverdier Miljøkonflikter = saltpåvirkningen > tålegrensen

49 Grovscreening av vegnettet i Norge med hensyn på potensiell miljøskade fra vegsalt Stein Turtumøygard, Bioforsk

50 Utgangspunktet Utvikle og utprøve metodikk for å klassifisere miljøsoner på grunnlag av tålegrenser og saltpåvirkning Beregne potensiell miljøskade fra vegsalt på utvalgte ferskvannsresipienter Nærmere vegen enn 200 meter Små innsjøer, private drikkevannsbrønner, store grunnvannsresipienter

51 Datagrunnlaget Koble digitale kart og registerdata om -vegnett - innsjøer - grunnvannsforekomster - tettsteder -saltmengder - topografi Kun Europa-, riks- og fylkes-veger med barveg-strategi Foreløpig en meget grov beregningsmodell

52 Noen resultater 64% av barveg-saltede vegstrekninger har potensiell risiko for miljøskade 80% av barveg-saltede vegstrekninger er ikke beregnet til å gi potensiell miljøskade på små innsjøer Europaveiene mest risikoutsatt Mest risikoveg i Akershus, Rogaland, Vestfold og Buskerud Relativt sett mest i Hedmark, Vest-Agder, Sogn og Fjordane og Nord-Trøndelag

53 Innsjøer med miljørisiko Saltmengde Saltmengde > 25 tonn/km (< 200daa) Antall innsjøer 207 Saltmengde tonn/km 1804 Saltmengde < 10 tonn/km 720 Sum antall små innsjøer med stor miljørisiko 2731

54 Flere resultater Opprettet saltdatabase Tilrettelagt resultater i WebGIS Salt (vegsalt.no)

55

56

57

58

59

60 Arbeidspakke Miljø Oppgave: Faglige mål: Dokumentere miljøvirkninger av salt og aktuelle biologisk nedbrytbare kjemikalier. Finne tålegrenser for salt og nedbrytbare kjemikalier i overflatevann, grunnvann og på vegetasjon for ulike områder og naturtyper. Et klassifiseringssystem for miljøsoner på grunnlag av tålegrenser og saltpåvirkning. Utarbeide metodikk for overvåkning av miljøpåvirkning for å avdekke eventuelle overskridelser av tålegrenser. Fra prosjektplan Salt SMART Foreslå tiltak som unngår eller reduserer miljøvirkningen der reduksjon/opphør av bruk av salt ikke er ønskelig. Anbefaling av metoder for gjenoppretting av naturlig saltnivå og biologisk mangfold.

61 Tiltak og alternativer Redusere saltbruken (ABSOLUTT viktigst) (Ap 1) Hindre avrenning til innsjøer Hindre tilsig til grunnvann (via grøft/jordsmonn) Hindre sprut på trær Fortynne i rensebassenger? Borre avskjæringsbrønner? Vasketrær Oppsummere tiltak i katalog

62 Metodikk for overvåking, foreslå tiltak, gjenoppretting YM-plan + rullering funksjonskontrakter Vannforskriften Referanseområder til modeller Tiltakskatalog