Fordeling av PAH mellom vann og partikkelfraksjon:

Transkript

1 Fordeling av PAH mellom vann og partikkelfraksjon: konsekvenser for driftsrutiner Ian J. Allan, Kine Bæk, Merete Grung, Sondre Meland $,, Steven G. O Connell #, Kim A. Anderson #, Sissel B. Ranneklev Norsk institutt for vannforskning, Oslo, Norge $ Statens Vegvesen, Oslo, Norge Norges miljø- og biovitenskapelige universitet, Ås, Norge # Oregon State University, Corvallis, United States 1

2 Partikkelbundet organiske forurensninger «Naturlige» kilder for avrenning til det akvatiske miljøet Avrenninger fra urbane områder og overflate erosjon (for eksempel veier og andre asfalterte områder). Tørt og vått nedfall Snøsmelting Avrenning grunnet menneskelig aktivitet Utslipp av tunellvaskevann Snøsmelteanlegg 2

3 Tilgjengeligheten av forurensninger Sorpsjonen avhenger av type partikler Sot og svart karbon (black carbon) medfører Høy sediment-vann fordelingskoefisien (K oc S) Lav tilgjengelighet av forurensningen for organismer Vanskelig å beregne bioakkumulasjonspotenialet Urbane partikler inneholder ofte en kompleks og variert blanding av organisk karbon. Den beste måten å vurdere tilgjengeligheten av forurensinger er å måle tilgjengeligheten. 3

4 Tilgjengelighet av forurensninger Hvordan måler vi tilgjengeligheten av forurensinger Reichenberg & Mayer (2006) Two complementary sides of bioavailability: accessibility and chemical activity of organic contaminants in sediments and soils. Environmental Toxicology and Chemistry, 25,

5 Metode partikler Analysert for: -Total PAH EPA 16 -Rock-Eval -partikkelstørelse Silikon Water Bestemmelse av PAH 16 EPA i silikonen Sodium azide 4-6 ukers risting(150 rpm) Silikonen var skiftet hver 2. uke 3 ulike såpekonsentrasjoner for tunellvaskevann 5

6 Prøvene i studiet 6

7 Total konsentrasjon av PAH i partikler PAH PAH concentration (ng g -1 dry weight) A B D F G H J Naphthalene Acenapthylene Acenaphthene Fluorene Dibenzothiophene Phenanthrene Anthracene Fluoranthene Pyrene Benz[a]anthracene Chrysene Benzo[b/j]fluoranthene Benzo[k]fluoranthene Benzo[e]pyrene Benzo[a]pyrene Perylene <2 Indeno[1,2,3-cd]pyrene Dibenzo[ah]anthracene <2 Benzo[ghi]perylene US EPA PAHs A B D F G H J Nordby tunnel wash Granfoss tunnel wash Nordby tunnel sweeper Granfoss tunnel sweeper Alna River SPM Snowmelting plant SPM Oslofjord sediment Analysen av filtrert vannprøve (fra tunell) <LOQ (0,002-0,01 μl/l) 7

8 Partikkelstørrelse, organisk karbon (TOC) og ildfast karbon (refractory carbon, RC). 10 Volume (%) A (Tunnel wash) B (Tunnel wash) D (Sweeper) F (Sweeper) G (Alna SPM) H (Snowmelter effluent) J (Oslofjord sediment) % RC % TOC RC/TOC A B D F G H J 0.2* Particle size (µm) 8 A B D F G H J Nordby tunnel wash Granfoss tunnel wash Nordby tunnel sweeper Granfoss tunnel sweeper Alna River SPM Snowmelting plant SPM Oslofjord sediment

9 PAH tilgjengeligheten i de 7 partikkelfraksjonen 120 PAH fraction extracted (%) Naphthalene Acenaphthylene Acenaphthene Fluorene Dibenzothiophene Phenanthrene Anthracene Fluoranthene Pyrene Benz[a]anthracene Chrysene Benzo[b/j]fluoranthene Benzo[k]fluoranthene Beno[e]pyrene Benzo[a]pyrene Perylene Indeno[1,2,3-cd]pyrene A B D H G H J Dibenzo[ah]anthracene benzo[ghi]perylene 9 A B D F G H J Nordby tunnel wash Granfoss tunnel wash Nordby tunnel sweeper Granfoss tunnel sweeper Alna River SPM Snowmelting plant SPM Oslofjord sediment

10 Effekten av såpe Ingen effekt for de mest hydrofile PAHene Økt effekt for de mer hydrofobe PAHene Ingen tydelig effekt avhengig av såpekonsentrasjonenen Verdiene viser at silikonmengdene ikke var en begrensende faktor. C extractable (with detergent) / C extractable C extractable (with detergent) / C extractable Sample A 0.5 % 3 % 6 % Sample B Naphthalene Acenaphthylene Acenaphthene Fluorene Dibenzothiophene Phenanthrene 0.5 % 3 % 6 % Anthracene Fluoranthene Pyrene Benz[a]anthracene Chrysene Benzo[b/j]fluoranthene Benzo[k]fluoranthene X Data Naphthalene Acenaphthylene Acenaphthene Fluorene Dibenzothiophene Phenanthrene Anthracene Fluoranthene Pyrene Benz[a]anthracene Chrysene Benzo[b/j]fluoranthene Benzo[k]fluoranthene X Data Beno[e]pyrene Benzo[a]pyrene Perylene Indeno[1,2,3-cd]pyrene dibenzo[ah]anthracene benzo[ghi]perylene Beno[e]pyrene Benzo[a]pyrene Perylene Indeno[1,2,3-cd]pyrene dibenzo[ah]anthracene benzo[ghi]perylene 10

11 Oppsummering De ulike urbane partikkelfraksjonene hadde omtrent lik tilgjengelighet av PAH Økt hydrofobisitet medførte lavere tilgjengelighet Vår test vil i en del tilfeller overestimere tilgjengeligheten (6 uker). Kornfordeling forklarer store deler av de ulike PAH konsentrasjonen mellom partiklene fra sopebilen og de finkornede partiklene fra vannfasen Såpe økte tilgjengeligheten av de mest hydrofobe PAH partiklene i tunellvaskevann. Dette bør tas hensyn til i behandlingen av vaskevannet. 11

12 Takk Støtte fra Statens Veivesen (NORWAT) NCC for bruken av partikkelfraksjon fra snøsmelting Sigurd Øxnevad (NIVA) for sedimentprøven fra Oslofjorden Harry Veld (Deltares, NL) for Rock-Eval analyses 12