Kan vi forutsi metallers giftighet i ulike vanntyper?

Transkript

1 Kan vi forutsi metallers giftighet i ulike vanntyper? Vanndirektivets miljøkvalitetsstandarder for metaller i ferskvann Øyvind Garmo 1

2 Metallforurensning ved bygging og drift av vei Erosjon i forbindelse med anleggsdrift Reaktiv stein brakt opp i dagen i forbindelse med anleggsvirksomhet Avrenning fra materiale brukt under anleggsvirksomheten (f. eks. asfalt og betong) Slitasje på metallholdige deler av kjøretøy (f.eks. dekk, bremser) Utslipp i forbindelse med forbrenning av drivstoff og rensing av avgasser Salting av veibane Vask av tunneler Utslipp fra ulykker Øyvind Garmo 2

3 Miljøkriterier/standarder/retningslinjer for metaller i vann - hvorfor er de så forskjellige rundt omkring? Konsentrasjonsgrense for sink (kronisk eksponering) Jurisdiksjon Referanse Grense (µg/l) Kommentar USA USEPA (1987) 30.2 Hardhet 20 mg/l 65.7 Hardhet 50 mg/l Hardhet 200 mg/l 85.6 Sjøvann Canada CCME (2007) 30 Japan Tsushima et al. (2010) 30 Australia/NZ ANZECC (1992) 5.7 Hardhet 20 mg/l 12 Hardhet 50 mg/l 40 Hardhet 200 mg/l 15 Sjøvann Sør Afrika DWAF (1996) 3.6 EU EU (2000) Ingen Kina NEPA (1989) 100 Fra Wang et al. (2010) Øyvind Garmo 3

4 Vanndirektivet (2013/39/EU) om metaller Fra Artikkel 9 the water EQS refer to the dissolved concentration, i.e. the dissolved phase of a water sample obtained by filtration through a 0,45 μm filter or any equivalent pre-treatment, or, where specifically indicated, to the bioavailable concentration Member States may, when assessing the monitoring results against the relevant EQS, take into account: (a) natural background concentrations for metals and their compounds where such concentrations prevent compliance with the relevant EQS; (b) hardness, ph, dissolved organic carbon or other water quality parameters that affect the bioavailability of metals, the bioavailable concentrations being determined using appropriate bioavailability modelling. ; Øyvind Garmo 4

5 Metall EUs vanndirektiv - Miljøkvalitetsstandarder for prioriterte metaller Fra DIRECTIVE 2013/39/EU. Alle konsentrasjoner i µg/l Årsgjennomsnitt overflatevann innland Årsmaksimum overflatevann innland Kadmium 0,08-0,25 a 0,45-1,5 a Bly 1,2 b 14 Kvikksølv 0,07 Nikkel 4 b 34 a Avhengig av hardhet. Grensen er 0,08 hvis CaCO 3 er mindre enn 40 mg/l b Grensen refererer til «biotilgjengelig konsentrasjon» av metall Øyvind Garmo 5

6 Øyvind Garmo 6

7 Hva påvirker giftigheten av metaller i vann? organisme - vann grensesnitt M 2+ Toksisitet M 2+ Opptak ved/interaksjon med biotisk ligand Øyvind Garmo 7

8 Hva påvirker giftigheten av metaller i vann? organisme - vann grensesnitt M 2+ Toksisitet M 2+ Opptak ved/interaksjon med biotisk ligand M-CO 3, MCl 2, mfl. Øyvind Garmo 8

9 Hva påvirker giftigheten av metaller i vann? organisme - vann grensesnitt M-DOC Organisk materiale M 2+ Toksisitet M 2+ Opptak ved/interaksjon med biotisk ligand M-CO 3, MCl 2, mfl. Øyvind Garmo 9

10 Hva påvirker giftigheten av metaller i vann? Ca 2+ Mg 2+ Na + H + Konkurranse organisme - vann grensesnitt M-DOC Organisk materiale M 2+ Toksisitet M 2+ Opptak ved/interaksjon med biotisk ligand M-CO 3, MCl 2, mfl. Øyvind Garmo 10

11 Modeller som estimerer giftighet i ulike vanntyper Akutt toksisitet av Cu, Zn, Cd, Ag for fiskearter og krepsdyrarter: Se Kronisk toksisitet av Cu for alger, krepsdyr, fisk mm og verktøy som beregner artsfølsomhetsfordeling Formler fra diverse artikler «Enkle» excelverktøy: Øyvind Garmo 11

12 Modellene utviklet for EU passer er ikke tilpasset typisk nordiske vanntyper Øyvind Garmo 12

13 Det gjelder særlig Sør- og Vestlandet Valideringsgrenser - BLM Metall Ca (mg/l) Kobber 3,1-129 Nikkel 2,0-88 Sink 5,0-160 Øyvind Garmo 13

14 Hvordan beregne grenseverdier for vanntyper som faller utenfor ph, hardhet og humusnivåer som de er kalibrert for? 1) Sette én (konservativ) verdi 2) Anta at modellene kan brukes også utenfor valideringsområdene 3) Sette grenseverdi fra undersøkelse av effekter 4) Bruke andre modeller Hvordan blir grenseverdiene om man går for alternativ 2? Øyvind Garmo 14

15 Metaller på listen over prioriterte stoffer (-Cd og Hg) Nikkel Bly Øyvind Garmo 15

16 Vannregionspesifikke metaller Kobber Sink Øyvind Garmo 16

17 Konklusjoner/oppsummering EUs vanndirektiv åpner for å ta hensyn til metallenes bakgrunnskonsentrasjon og biotilgjengelighet i forskjellige vanntyper Det er utviklet modeller for å beregne metallers giftighet i ulike vanntyper Organismer i vanntyper som er typiske for Østlandet tåler høyere metallkonsentrasjoner enn andre deler av landet Modellene utviklet for EU er mindre egnet for mykt vann (lite Ca og Mg) som er vanlig i Norden Hvilke grenseverdier bør gjelde i mykt vann? I surt vann? Øyvind Garmo 20