Utvikling Øst. Utslippstillatelse for Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkingsprogram

Transkript

1 Utvikling Øst Utslippstillatelse for Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkingsprogram Foto:Promitek as Rapport nr Revisjon: 1 Dato: 20. september 2005 Promitek as Bachetomta næringspark, Lierstranda, 3400 LIER Tlf.: (+47) Telefaks: (+47) NO MVA

2 Rapportnavn: Utslippstillatelse for Rygge fly stasjon. Konkretisering av miljømål og overvåkingsprogram. Promitek prosjekt- og rapportnummer: Oppdragsgiver: Kontaktperson hosoppdragsgiver: Forsvarsbygg, Utvikling Øst. Prosjektleder Miljø Odd Erik Martinsen Rapportdato: 20. september 2005 Revisjon: 01 Totalt antall sider: 65 Antall vedlegg: 3 Antall sider i tekst: 29 Antall sider i vedlegg: 36 Oppdragsansvarlig: Vidar Ellefsen Sign.: Saksbehandler: Freddy Engelstad Sign.: Kvalitetssikring: Vidar Ellefsen Sign.: Referansetil rapporten: Promitek as Forsvarsbygg EU - Østlandet. Utslippstillatelse for Rygge flystasjon. Konkretisering av miljømål og overvåkingsprogram. Promitek as Bachetomta næringspark, Lierstranda, 3400 LIER Tlf.: (+47) Telefaks: (+47) NO MVA

3 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram FORORD Promitek as er engasjert av Forsvarsbygg Utvikling Øst, V / Overingeniør Odd Erik Martinsen, for konkretisering av miljømål for Rygge flystasjon. Prosjektet skal også revidere det eksisterende overvåkingsprogrammet. Arbeidet er en oppfølging av kravene i utslippstillatelsen fra Fylkesmannen i Østfold, Miljøvernavdelingen gitt i brev av 20 april i Denne rapporten er revidert på bakgrunn av kommentarer fra høringsinstanser som Movar og berørte grunneiere, samt innspill fra Fylkesmannen i Østfold Miljøvernavdelingen Rapport rev sept05 Side 3

4 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram INNHOLDSFORTEGNELSE TABELLOVERSIKT 5 1. SAMMENDRAG 6 2. INNLEDNING OG BAKGRUNN 7 3. PROBLEMBESKRIVELSE 7 4. MÅLSETTING 8 5. GENERELLE MILJØMÅL Vansjø - Morsavassdraget Heiabekken- Kurefjorden Konklusjon: Generellemiljømål SPESIFIKE MILJØMÅL Typer og kjemisk innhold 15 Baneavising 15 Flyavising Konklusjon: Spesifikkemiljømål BELASTNING PÅ AREALENE Trafikksituasjonen / Forutsetninger 20 Baneavising 20 Flyavising Konklusjon: Belastningpå arealene KONTROLL OG ETTERPRØVING REVIDERING AV OVERVÅKINGSPROGRAM Valg av overvåkingsparametere Overvåkingspunkter Hyppighet LITTERATURLISTE 29 Vedlegg: 1. Undersøkelse av løsmasseforhold ved Moss lufthavn, Rygge. Vurderingsgrunnlag for nedbrytningskapasitet ved diffus spredning av avisingsmidler langs takse- og rullebaner. Jordforsk rapport 111/ Initiell vurdering av nedbrytningspotensialet for avisingskjemikalier i Heiabekken ved Rygge flyplass. Notat, av Helen French, Jordforsk. 3. Oversiktskart som viser flystasjonen, med inntegnet omtrentlig arealene som drenerer til de enkelte bekkene. Rapport rev sept05 Side 4

5 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram TABELLOVERSIKT Tabell 1: Miljømål for Morsavassdraget (Handlingsplan for Morsa ).. 9 Tabell 2: Naturtilstanden for bekkene med avrenning til Vansjø Storefjorden.. 9 Tabell 3: PNEC-verdier for BTEX-komponentene. 10 Tabell 4: PNEC-verdier for alifatiske hydrokarboner 11 Tabell 5: Konsentrasjoner av nitrogen, fosfor og organisk materiale i Grimstadbekken, Heiabekken og miljømålene for tilførselsbekkene til Storefjorden Vansjø) 12 Tabell 6. Analyser av tungmetaller i bekker og grunnvann i perioden 2004-august Tabell 7: Kjemisk innhold av baneavisingskjemikaliene som benyttes ved Rygge flystasjon 15 Tabell 8: Forbruket av baneavisingskjemikalier ved Rygge flystasjon for årene 2003 og 2004 (fram til 1. november).. 15 Tabell 9: Kjemisk innhold av flyavisingskjemikalier 16 Tabell 10: Økotoksikologiske data for flyavisingskjemikalier.. 16 Tabell 11: PNEC-verdier for glykol og etoksilater. 17 Tabell 12: Forbruket av flyavisingskjemikalier for årene 2003 og Tabell 13: Sammenheng mellom totalt organisk karbon (TOC), kjemisk oksygenforbruk (KOF) og biokjemisk oksygenforbruk (BOF) fra de tre bekkene Grimstadbekken, Mongstadbekken og Freskjærbekken. 18 Rapport rev sept05 Side 5

6 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram 1. SAMMENDRAG Det er i denne rapporten redegjort for valg av miljømål for Rygge flystasjon. Hensynet til Vansjø som resipient og råvannskilde til forsyning av Mosseregionen med drikkevann, er det overordnede målet. Det differensieres mellom generelle miljømål som skal ivareta kravet til vannkvaliteten og de mer spesifikke miljømålene som knyttes særskilt til driften av en flyplass. De spesifikke miljømålene knyttes til avisingskjemikaliene som benyttes og virkningen av disse i resipientene. Dette gjelder komponentene glykol, formiat og etoksilat, samt belastningen fra disse på bekkevann og grunnvann (biokjemisk oksygenforbruk, BOF). Generelle miljømål For avrenning av næringssalter er det foreslått å benytte miljømålene for Morsavassdraget hvor konsentrasjonene av totalt fosfor (<50 µg P/l) og nitrogen (<1200 µg N/l) er fastsatt. For metaller i avrenningen foreslås det at flyplassdriften ikke skal forverre nåtilstanden slik den er dokumentert i utslippssøknaden. For hydrokarboner er grensen satt til 1,0 mg THC/l. Denne grensen er summen av PNEC-verdiene for BTEX-komponentene og aktuelle størrelsesfraksjoner av alifatiske hydrokarboner. For BTEXkomponentene settes følgende akseptkriterier: bensen 0,08 mg/l, toluen 0,10 mg/l, etylbensen 0,025 mg/l og xylen 0,38 mg/l. Spesifikke miljømål Som mål for den totale belastningen vurderer en det biokjemiske oksygenforbruket (BOF) å være den parameter som best beskriver tilleggsbelastningen som følge av avisingskjemikalier. Som akseptkriterium for belastningen på resipientene anbefales følgende belastningsmål: vinter og vår BOF 5 <12 mg O 2 /l. Videre settes det en grense for hvor høye konsentrasjoner det kan forekomme i avrenningen fra flyplassområdet (bekkene). Som grense velges PNEC-verdiene som tidligere er utarbeidet for glykol og etoksilater. Disse er for propylenglykol 19 mg glykol/l og for etoksilatene er verdien 0,0016 mg etoksilat/l. Belastning på arealene Det er gjennomført en undersøkelse over grunnforholdenes egenskaper ved den sørøstre delen av rullebanen. Dette er vedlagt i en egen rapport Undersøkelse av løsmasseforhold ved Moss Lufthavn, Rygge. Vurderingsgrunnlag for nedbrytningskapasitet ved diffus spredning av avisingsmidler langs takse- og rullebaner. Beregnet permeabilitet basert på målt infiltrasjonskapasitet varierer mye, men er tilstrekkelig for at aktuell døgnnedbør infiltreres i grunnen. Infiltrasjonskapasiteten ligger innenfor et variasjonsområde som gir lang oppholdstid i umettet sone. Dette gir gode forhold for nedbrytning av avisingskjemikalier. Undersøkelser har vist at nedbrytningskapasiteten ved tilsvarende forhold som ved området på Rygge flystasjon er i størrelsesorden 0,3-0,5 kg BOF/m 2 pr. sesong. Nedbrytningspotensialet for avisingskjemikalier i bekker ved lave temperaturer. Det er gjennomført en vurdering av nedbrytningspotensialet for avisingskjemikalier i bekker ved lave temperaturer (vedlagt: Initiell vurdering av nedbrytningspotensialet for avisingskjemikalier i Heiabekken ved Rygge flyplass ). På grunn av diffus spredning og drenering, vil avisingskjemikalier kunne følge med vann til bekkene. I vinterhalvåret vil temperaturen i bekkene være lav og biologiske prosesser går tilsvarende sakte. Beregninger viser en gjenværende andel av glykol som initielt entrer bekkesystemene fra ca 0,40 0,99 avhengig av vannhastighet og oppholdstid. Fortynning vil være viktigste faktor for å redusere andelen. Rapport rev sept05 Side 6

7 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram 2. INNLEDNING OG BAKGRUNN Rygge flystasjon ligger tett ved drikkevannskilden (Vansjø) til mennesker (Mosseregionen). Vannkvaliteten i Morsavassdraget har vært bekymringsfull i flere år og sommeren 2004 var det verste året til nå vedrørende oppblomstring av giftige alger. Det er tilførselen av næringsstoffer, spesielt fosfor og suspendert stoff (jordpartikler) ut over vassdragets tåleevne, som forårsaker problemene. Tilførsel av organisk materiale som forbruker oksygen ved nedbytning forsterker en uheldig utvikling av vannkvaliteten. I regi av Morsaprosjektet er det allerede utført et betydelig arbeid med ulike tiltak i kommunene omkring vassdraget, blant annet ved sanering av avløp og en rekke tiltak innen landbruket. Det nye vanndirektivet fra EU er adoptert i Norge og har allerede fått konsekvenser for Morsavassdraget ved at organisasjonen Morsaprosjektet fra 2005 skal organiseres som et vannområdeutvalg. Arbeidet med forvaltning av vassdrag skal skje gjennom nedbørfeltorienterte forvaltningsområder, noe som vil si at den administrative inndelingen av forvaltningen følger nedbørfeltet og ikke dagens forvaltningsgrenser. Det er skissert at alle vassdrag skal ha god økologisk og kjemisk standard innen utgangen av år En må derfor forvente at miljømålene for vassdragene skjerpes ettersom denne tidsfristen kommer nærmere. Den nye utslippstillatelsen for Rygge flystasjon, som også tar høyde for sivil lufttrafikk, stiller krav til oppfølgingsarbeider på flere områder. Denne rapporten omhandler konkretisering av miljømål for Rygge flystasjon og en revidering av det overvåkingsprogrammet som er i gang ved stasjonen. 3. PROBLEMBESKRIVELSE Rygge flystasjon dekker store arealer og fem bekker drenerer overvann fra områdene. De senere års fokus på vannkvaliteten i Morsavassdraget vil nødvendigvis også få gyldighet overfor avrenningen fra flystasjonen. Flystasjonens aktiviteter må ikke få negative konsekvenser for vannkvaliteten i Vansjø eller i Kurefjorden. For å forsikre seg om at dette ikke finner sted, må flyplassansvarlige ha mål for aktiviteten utover det flyplassoperative. Flyplassen skal tjene de samfunnsmessige interessene, og ikke føre til en for sterk samfunnsmessig belastning. Det er derfor behov for å konkretisere miljømål for aktiviteten. På bakgrunn av de konkrete utarbeidede miljømålene vil en også gjennomgå det eksisterende overvåkingsprogrammet, for å vurdere om det dekker behovene for kontroll og oppfølging av miljømålene. Rapport rev sept05 Side 7

8 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram 4. MÅLSETTING Det skal utarbeides miljømål for Rygge flystasjon / Moss Lufthavn Rygge, som er egnet til å styre aktiviteter som kan medføre forurensende utslipp. En skal også ha en gjennomgang av eksisterende overvåkingsprogram for å vurdere om det er behov for ytterligere parametere eller målepunkter som er nødvendig for å kunne drifte flyplassen etter de fastlagte miljømål. Det er også påpekt i utslippstillatelsen at en har et begrenset tilfang av grunnlagsdata for å kunne vurdere belastningen fra spesifikke aktiviteter knyttet til flyplassdrift (avising av fly og banelegeme) på arealene. Det innhentes kunnskap omkring forhold som har betydning for belastningen på arealene og for belastningen i resipientene (bekkene). Rapport rev sept05 Side 8

9 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram 5. GENERELLE MILJØMÅL 5.1 Vansjø - Morsavassdraget Det er hensynet til Vansjø som drikkevannskilde som tillegges størst vekt ved miljømålfastsettelse for Morsaprosjektet. Det er imidlertid også tillagt stor betydning at vassdraget skal være egnet til bading, fritidsfiske og jordvanning. Det er først og fremst fosfortilførselen som utgjør trusselen mot vannkvaliteten, men også tilførsel av partikler / suspendert stoff (jordpartikler). Dette har ført til at en har konkretisert miljømål for innsjøene og elvene i hele vassdraget (tabell 1). Dette er det også referert til i notatet Dokumentasjon av nåtilstanden for overflate- og grunnvann ved Rygge flystasjon som er en del av søknaden om utslippstillatelse. Som en bakgrunn er det estimert en form for naturtilstand for et slikt lavereliggende vassdrag som i sin helhet ligger under marin grense (tabell 2). Det er naturlig med en del suspendert stoff i slike eutrofe vassdrag, men selvfølgelig er naturtilstanden ikke så belastende som situasjonen er i dag. Den prekære situasjonen for Vansjø og det sterke samfunnsmessige engasjementet for å forbedre tilstanden tilsier sterkt fokus på avrenningen fra flyplassarealene. Å drive en flyplass, enten den er militær eller sivil, vil være å drive denne i tråd med de krav samfunnet setter til andre aktiviteter. I dette tilfelle vil det si å adoptere de samme mål for avrenningen som de øvrige virksomheter i denne regionen. Dette betyr i praksis å forholde seg til miljømålene utarbeidet av Morsaprosjektet. Tabell 1. Miljømål for Morsavassdraget (Handlingsplan for Morsa ). Virkningstype Parameter Innsjøer Elver Næringssalter Total fosfor, µg P/l <20 <50 (<11 i Storefjorden) Total nitrogen, µg N/l <600 <1200 (<400 i Storefjorden) Andel problemalger, % <30% <30% Siktedyp, m >2 (>4 i Storefjorden) Ikke relevant Organisk stoff Oksygen (bunnvann), % >15% (>30% i Ikke relevant Storefjorden) Tarmbakterier TKB, antall/100 ml <5 <50 Tabell 2. Naturtilstanden for bekkene med avrenning til Vansjø Storefjorden. Verdiene for alle bekker til Vansjø er hentet fra tab. 9 i rapporten Tiltaksanalyse for Morsa. Nedbørfeltnavn Areal km 2 Estimert naturlig fosfor-avrening kg P/år Estimert naturtilstand, µg P/l Alle bekker til Vansjø - Storefjorden Flyplassen (ekskl. Grimstadbekken) 24,6 219,6* 22* * Antatt samme avrenningsforhold som beregnet i tiltaksanalysen for Morsa. I tillegg til de lokale/regionale miljømålene er all vassdragsforvaltning pålagt å arbeide for oppfyllelse av internasjonale forpliktelser. For driften av Rygge flystasjon gjelder dette først og fremst EUs vanndirektiv. EUs Rammedirektiv for Vann (EU 2000) har fastlagt målet for Rapport rev sept05 Side 9

10 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram vannforekomstene slik: Alle vassdrag skal ha god økologisk, kjemisk og hydromorfologisk status innen 2015, noe som innebærer at kun små avvik fra naturtilstanden kan tillates etter dette tidspunktet. Det forventes dermed at miljømålene vil kunne skjerpes etter hvert som fristen i 2015 nærmer seg. Avrenningen fra flystasjonen har høye verdier av næringsstoffene nitrogen og fosfor, samt totalt organisk karbon TOC, jern og mangan dersom en sammenligner med SFT s klassifisering av miljøkvalitet i ferskvann. Det er tidligere redegjort for avrenningen fra flystasjonen hvor en påpeker naturgitte forhold som grunnlag for avrenningsnivåene. Kombinasjonen av flystasjonens lokalisering og de utstrakte tekniske inngrepene som vann-, avløp- og drensledninger, samt alle kabelgrøfter, fører til avrenningsnivåer som er relativt høye. Det er flere områder med myr på flyplassområdet hvor det er naturlige anaerobe forhold i grunnen og det er arealer hvor grunnvannstanden er senket i forhold til den opprinnelige tilstanden hvor det foregår en utstrakt oksidering av organisk materiale i grunnen. Dette er forhold som fører til frigivelse av organisk materiale (humus), næringssalter og metaller. Driften av flyplassen innvirker svært lite på disse forholdene og en må forvente en permanent lekkasje av organisk materiale, næringssalter og metaller til resipienten ut av flyplassområdet. I bekkene er det en utfelling av metaller og omsetning av organiske komponenter og næringsstoffer. Hvor stor andel av disse komponentene som renner helt ut i Vansjø, eller om det sedimenterer i bekkene, er foreløpig ikke klart. Det drenerer vann inn på flyplassområdet i nord (Kapteinbekkens innløp) og ved Rørskogen (fra Rørskogen industriområdet vest for E6). Her er det både landbruks og industripåvirkning. For bekkene som renner til Vansjø har Forsvarsbygg valgt å ta del i byggingen av rensedammer (Kapteinbekken og Freskjærbekken) og beredskapsdammer (Svartebekk og bekken fra pistolskytebanen til Freskjærkilen). Dammene ligger nedstrøms prøvetakingspunktene og er i Kapteinbekken og Freskjærbekken sterkt landbrukspåvirket og eventuelle tiltaksbehov er ikke i samsvar med resultatene fra prøvetakingene. Av denne grunn anbefales et miljømål som umiddelbart kan synes vagt, men som vil være funksjonelt når tar i betraktning eventuelle miljøproblemer som følge av flyplassdriften (jfr. spesifikke miljømål). Det anbefales som mål at: flyplassdriften ikke skal forverre vannkvaliteten i bekkene med hensyn på metaller i avrenningen og at det ikke skal skje en forverring i forhold til nåtilstanden (beskrevet i vedlegg til utslippssøknaden). Dette gjelder for alle målte komponentene av metaller. For oljekomponenter, som eksempelvis jetfuel, er det tidligere gjennomført en vurdering av akseptkriterier for oljekomponenter i ferskvann. Risikovurderingen er foretatt i forbindelse med oppryddingen av forurenset grunn på Oslo lufthavn Fornebu. I en vurdering av akseptkriterier benyttes PNEC-verdier (Predicted No Effect Concentrations) for de aktuelle forurensningsstoffene. Tabell 3 viser PNEC-verdier fra to utenlandske myndigheter (Nederlandske (RIVM) og Canadiske (CCME)) og de valgte verdiene for oppryddingen på Fornebu. Det er også innhentet verdier fra EUs Institute for Health and Consumer Protection og Statoil. Tabell 3. PNEC 1 -verdier for BTEX-komponentene. Konsentrasjonene er gitt i µg/l. RIVM, CCME, Risiko Fornebu 2,3 EU 4 Statoil 5 Bensen Toluen Etylbensen Xylen SUM BTEX Predicted No Effect Concentration. 2 Rev. brukerveiledning for stedsspesifikk risikovurdering av forurenset grunn på Fornebu. Mars Brv. SFT: Opprydding av forurenset grunn. Forslag til endring av akseptkriterier for arsen og krom samt PNEC-verdier for PAH og hydrokarboner. Rapport rev sept05 Side 10

11 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram 4 EU special Publication Statoil, T. Frost, rev C. TEK.FO.GB41. Disse tallene er framkommet ved en vurdering av omfanget og kvaliteten på foreliggende data. Oftest foreligger verdier for laveste L(E)C 50 verdi som gir akutt toksisitet. Det er i noen undersøkelser funnet en konsentrasjon hvor en ikke kan spore noen virkning på testorganismene (NOEC-verdi; No Observed Effect Concentration). Best grunnlag har en der en kan identifisere NOEC-verdi for kronisk toksisitet. På bakgrunn av slike grunnlagsdata, og ved også å anvende sikkerhetsfaktorer for å ta høyde for eventuelle mangler i datagrunnlaget, beregnes PNECverdiene etter internasjonalt aksepterte regler (OECD, 1992; Statsbygg, 2001, Verbruggen et al. 2001). For Rygge flystasjon velger en å benytte følgende grenseverdier: Bensen 0,080 mg/l, Toluen 0,10 mg/l, Etylbensen 0,025 mg/l og Xylen 0,38 mg/l. For alifatiske hydrokarboner er det vanskelig å finne relevante data da produktene er komponentblandinger. Det er søkt i EPAs toksikologidatabase og Chemical Society's "Dictionary of substances and their effects (DOSE)". Disse kildene ga ingen konkrete tall på PNEC (el. NOEC- LOEC-verdier) for blandingsprodukter som bensin, diesel, fyringsolje eller jetfuel. En rekke andre opplistinger, vesentlig fra ulike kommersielle kilder, ble undersøkt uten å finne tallfesting av relevante data. Det er tatt utgangspunkt i verdiene for aromatiske hydrokarboner av samme molekylstørrelse. Dette er et konservativt valg som gir høy sikkerhet. Valgte verdier er ført opp i tabell 4. Tabell 4. PNEC-verdier for alifatiske hydrokarboner. Verdiene er utarbeidet av Statsbygg (Statsbygg 2002) for oppryddingen på Fornebu. Komponentstørrelse hydrokarboner Foreslåtte PNEC-verdier (µg/l) <C C 10 til C >C Summeres enkeltkomponentenes / komponentgruppenes PNEC-verdier for de nevnte hydrokarbonene oppnår vi en konsentrasjon på 935 µg/l (0,935 mg/l). Dette avrundes til 1,0 mg/l. Som miljømål for avrenningen fra Rygge flystasjon settes en grense på 1,0 mg hydrokarboner i resipientvann (1,0 mg THC/l). Det presiseres at konsentrasjonen av enkeltkomponentene ikke skal overstige de foran nevnte PNEC-verdier. De mer flyplass-spesifikke forhold vil bli behandlet i kapitlet om spesifikke miljømål. Rapport rev sept05 Side 11

12 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram 5.2 Heiabekken - Kurefjorden Overføring av vann fra Grimstadbekken til Heiabekken synes ikke lenger aktuelt da oppsamlet overvann med avisingskjemikalier planlegges overført til kommunalt nett. Dette punktet tas med for å dokumentere arbeidet som er utført med alternative løsninger. Kurefjorden som resipient er ikke så sårbar som Vansjø, da området er et saltvanns-/ brakkvannsområde som er tidevannspåvirket. Dette fører til en delvis utskifting av vannmassene to ganger i døgnet. Den innerste delen av Kurefjorden er vernet som raste- og trekklokalitet for sjøog vadefugler. Vernebestemmelsene sier at formålet med fredningen er å bevare et viktig våtmarksområde som beite-, hekke- og overvintringsområde for fugl og om et interessant dyre- og planteliv, særlig de karakteristiske vegetasjonsutformingene i strandengene i området. Området er også vernet gjennom Ramsarkonvensjonen og har således internasjonal vernestatus. Sakset fra Kurefjorden. 24/07/85; Østfold; 400 ha; 59º30 N 011º00 E. Nature Reserve. One of the most important wetlands in the region for staging migratory waterbirds. Habitats include a shallow marine bay surrounded by agricultural land, open water, extensive beds of submerged vegetation, mudflats and wet grassland. There is an observation tower located on the Reserve. Human activities have included extensive drainage for agriculture. Strict regulations prevent construction, hunting, and drainage. Ramsar site no Heiabekken renner gjennom et jordbrukslandskap med utpreget grønsaksdyrking med flere høstinger i året. Det gjødsles hardt og det er omfattende bruk av plantevernmidler. Jorda er en siltig leire/leirig silt som eroderer lett. Hvor arealene flater ut mot Kurefjorden er det leirejord. Avrenningen fra landbruket fører til svært høye konsentrasjoner av nitrogen og fosfor i bekken. Tabell 5 viser analyser av vannet i Grimstadbekken og Heiabekken (gjennomsnittet for 4 år). Kurefjorden er et brakkvannsestuarie som, til tross for tidevannspåvirkningen, er utsatt for en eutrofiering. Bekkene som munner i fjorden har høye konsentrasjoner av gjødselstoffer (Tot-N, Tot- P og suspendert stoff) og har i lang tid bidratt til gjødsling av fjorden. Norge har internasjonale forpliktelser til å redusere avrenningen av næringsstoffer til Nordsjøen (OSPAR-avtalen, Nordsjøavtalen etc.) og det har i flere år vært fokus på tiltak for å forhindre stoff- og næringstap fra landbruket. Også i Heiabekken er det gjennomført tiltak (øvre delen), men ikke tilstrekkelig til å redusere tapet vesentlig. Tabell 5. Konsentrasjoner av nitrogen, fosfor og organisk materiale i Grimstadbekken, Heiabekken og miljømålene for tilførselsbekkene til Storefjorden (Vansjø). Tallene for Heiabekken er fra Total-N (mg/l) Total-P (µg/l) TOC (µg/l) Grimstadbekken 1 1, Heiabekken v/sogn Snitt: 29,6 (range: 9-41,9) Heiabekken Snitt: 14,4 v/bru RV 116 (range: 3,4-14,4) Snitt: 135,3 (range: 40,6 790) Snitt: 183,6 (range: ) Snitt: 9,6 (range: 6,8 17) 10,45 (range: 5,1 52) Miljømål: Elver med utløp til Storefjorden/ Vansjø. < 1,2 < 50 - Rapport rev sept05 Side 12

13 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram Som miljømål for flyplassens avrenning av næringsstoffer til Heiabekken synes kravene som er satt til elvevann som drenerer til Storefjorden /Vansjø å være noe strenge. For næringsstoffene nitrogen og fosfor er konsentrasjonen i vannet som vil komme fra flystasjonen betydelig lavere enn vannet som renner i Heiabekken i dag. Det er også påvist høye konsentrasjoner av plantevernmidler i Heiabekken ( Avrenningen fra flystasjonen kjennetegnes også med høyt innhold av jern og mangan og TOC sammenlignet med SFT sine tilstandsklasser for ferskvann. Det forventes at jern og mangan faller ut av løsning når vannet renner gjennom rensesystemet, men deler av humusinnholdet (TOC) vil kunne transporteres gjennom anlegget. Humus er tungt nedbrytbare naturstoffer og vil bare i svært liten grad føre til oksygentap i bekkevann. Det er prosjektert et omfattende naturbasert rensesystem hvor vannet som fører til Heiabekken dreneres gjennom. Det er derfor ingen grunn til å anta at miljømålene ikke skal kunne oppfylles. Resipienten (Kurefjorden/Oslofjorden) er betydelig større og har ikke de samme bruksrestriksjonene (ikke drikkevannskilde). Dagens tilstand i Heiabekken underholder en sjøørretbestand og synes således å være god nok for et dyre og planteliv som en forventer i en slik lokalitet. På den annen side er det hensiktsmessig for flystasjonen å ha ett sett miljømål som gjelder for hele flystasjonen. For utslipp til Kurefjorden via Heiabekken synes det å være hensiktsmessig med de samme krav til avrenningen til Oslofjorden som til Vansjø. 5.3 Konklusjon: Generelle miljømål Som en generell målsetting for Rygge flystasjon fremmes den overordnede visjonen at Rygge flystasjon skal ikke påvirke resipientene negativt (lokale bekker, samt Vansjø- Storefjorden og Kurefjorden), slik at de unngår varig påvirkning / endring av økologiske forhold. Som operative enheter av generell karakter forslås følgende miljømål: Flystasjonen følger de anbefalte miljømålene fremsatt av Morsaprosjektet som kommer til uttrykk som grenseverdier for avrenningens innhold av nitrogen og fosfor. Grenseverdier < 50 µg/l totalt fosfor <1200 µg/l totalt nitrogen For metallkomponentene er det et mål at flyplassdriften ikke skal forverre vannkvaliteten i bekkene med hensyn på metaller i avrenningen og at det ikke skal skje en forverring i forhold til nåtilstanden. Nåtilstanden defineres som 90%-verdien 1 ut fra målinger foretatt i , jfr tabellen nedenfor Tabell 6. Analyser av tungmetaller i bekker og grunnvann i perioden 2004-august Alle verdier Arsen Bly Kadmium Krom Kobber Nikkel Sink i µg/l Grunnvann 1,8 6,6 0, maks Grunnvann 1,0 2,4 0,10 1, ,5 90 % verdi Grunnvann 0,50 0,63 0,055 1,04 7,0 7,7 18 middelverdi Bekker 2,6 4,6 0,079 2,0 11 6, %-verdieninnebærerat 90 % av målingeneer lavereenndenneverdien.dettetar høydefor noenaturlige variasjoner,samtidigsomev.bidragfra forurensingvil kunneregistreres. Rapport rev sept05 Side 13

14 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram Alle verdier Arsen Bly Kadmium Krom Kobber Nikkel Sink i µg/l maks Bekker 1,0 1,4 0,054 1,2 6,3 3, % verdi Bekker 0,65 0,53 0,027 0,91 3,7 2,6 9,1 middelverdi Som miljømål for avrenningen av hydrokarboner fra Rygge flystasjon settes en grense på 1,0 mg hydrokarboner i resipientvann (1,0 mg THC/l). Det forutsettes at ingen av enkeltkomponentene av BTEX overskrider PNEC-verdiene: bensen 0,08 mg/l, toluen 0,10 mg/l, etylbensen 0,025 mg/l og xylen 0,38 mg/l. (tabell 3). For å kunne evaluere måloppnåelsen, rapporteres det til Fylkesmannen i en årsrapport innen 30.juni hvert år. Rapport rev sept05 Side 14

15 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram 6. SPESIFIKE MILJØMÅL 6.1 Typer og kjemisk innhold Baneavising Rydding av takse- og rullebaner for snø vil først og fremst foregå ved hjelp av mekanisk brøyteutstyr som snøplog og feie/blåsemaskiner. I tillegg benyttes brannbilene til spyling dersom det er kommet jord etc. på rullebanen. Ved underkjølt luft eller regn på frossen mark vil banene få en tynn ishinne. For å hindre uhell som følge av glatte banearealer, benyttes avisingskjemikalier både for å tine is og for å forhindre at is dannes på asfalten. Ved Rygge flystasjon benyttes i dag produktet Aviform fra Yara Formates as. Aviform kommer i en væskeform (Aviform L50) og i en fast form (Aviform L50S solid ). Aviform består av kaliumformiat (A L50) og natriumformiat (A L50S). Komponentene er ikke klassifisert som miljøfarlig, er heller ikke giftig eller bioakkumulerende. Ved nedbrytning forbrukes oksygen, men oksygenbehovet er lavt sett i forhold til andre avisingskjemikalier. Tabell 7. Kjemisk innhold av baneavisingskjemikaliene som benyttes ved Rygge flystasjon. Aviform L50: Innhold Kaliumformiat 50 % Vann 49,52 % Aviform L50 S (solid): Natriumformiat 97,5 % Det er satt til små mengder med additiver til formiat-produktene. Disse stoffene fullstendig nedbrytbare og har ingen negativ betydning for miljøet. Tabellen under viser forbruket av baneavisingskjemikalier de to siste årene. Tabell 8. Forbruket av baneavisingskjemikalier ved Rygge flystasjon for årene 2003 og 2004 (fram til 1. november). År Aviform L50 Aviform L50S kg kg kg kg Utslippssøknaden estimerer et konstant behov i årene som kommer på ca 80 tonn (100%) baneavising. Omregnet til organisk karbon tilsvarer dette 11 tonn. Formiat: 1 mg formiat = 0,38 mg DOC/l (TOC/l) = ca.0,39 mg BOF/l = ca.0,49 mg KOF/l. Økotoksikologiske data (Yara Formates as) viser at alle de aktuelle stoffene som inngår i Aviformproduktene har lav akvatisk toksisitet, brytes lett ned og akkumuleres ikke i organismer. Rapport rev sept05 Side 15

16 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram Flyavising Flyavisingskjemikalier benyttes i vinterhalvåret for å fjerne og for å forhindre at is dannes på vingene og på flykroppen. Snø og is vil påvirke flyets løfte- og bæreevne, samt at is som faller av flyet vil kunne dras inn i motorene og forårsake motorhavari. Det er spesielt ved temperaturer omkring null grader og ved fuktig luft at det er behov for avising. Hovedbestanddelen i flyavisingsvæsken er monopropylenglykol. Monopropylenglykol er ikke giftig og begge de to delene av molekylet, propylen og glycol, brytes fullstendig ned i naturen. Stoffene akkumuleres derfor ikke i naturen. Stoffene forbruker oksygen ved nedbrytningen og store utslipp vil kunne forårsake oksygensvinn i grunnen eller i nærliggende resipient under nedbrytningsprosessen. Tabell 9. Kjemisk innhold av flyavisingskjemikalier. Ved Rygge flystasjon benyttes Type I i dag. Det vil kunne være aktuelt også å benytte type II i framtiden så produktet er tatt med i denne oversikten. Kjemisk forbindelse Kilfrost DF (Type I) (Avising) Kilfrost ABC 2000 (Type II) (Antifrys) Monopropylenglygkol >80 % >50 % Vann 19,8 % 49,2 % Tilsetningsstoffer Ca 0,2 % Ca 0,8 % Til avisingskjemikaliene er det tilsatt små mengder med additiver. Disse har til hensikt å forbedre egenskapene til avisingskjemikaliet eller å ha en spesiell virkning på flyenes overflater (korrosjonshindrende, overflateaktive, emulgerende etc.) Disse komponentene er en del av de ulike produsentenes konkurransefortrinn og betraktes som produkthemmeligheter. Det er i dette prosjektet innhentet opplysninger om disse komponentene under taushetsløfte og det rapporteres derfor ikke navn på disse stoffene i denne rapporten. Det er i den offentlige debatt gjort kjent at to komponentgrupper finnes som tilsetningsstoffer i flyavisingskjemikalier. Disse er triasoler (korrosjonsinhibitor) og fettalkoholetoksilater (overflateaktivt stoff). Triasolene er utfaset fra avisingskjemikaliene på grunn av sin toksisitet og persistens i naturen og er ikke lenger en bestanddel i disse kjemikaliene. For Rygge flystasjon vil det være aktuelt å følge etoksilatkomponenten i stasjonens måle- / overvåkingsprogram. Det er ulike virkningsmekanismer eller eksponeringer som forårsaker skader på organismer i miljøet om toksiske kjemikalier slippes ut i naturen. Visse stoffer kan akkumuleres i organismene, noen komponenter er akutt giftige, mens andre er kronisk giftige. Nedenfor (tabell 9) er det ført opp økotoksikologiske verdier for ulike virkningsparametere. Tabell 10. Økotoksikologiske data for flyavisingskjemikalier. (ICG 2000) Stoff / stoffblanding Økotoksikologisk parameter Dataverdi Flyavising: Kilfrost DF (Type I) (ferdig blandet produkt) Flyavising: Kilfrost ABC-3 (Type II) (ferdig blandet produkt) LC50 (48 timer, ferskvannsfisk) Bionedbrytbarhet BOF5 KOF LC50 (48 timer, ferskvannsfisk) Bionedbrytbarhet Hemming av bakterievekst BOF >500 mg/l 100% (37 timer) 758 g/l 1450 g/l 420 mg/l 99% (5 døgn) 15,4 g/l 390 g/l Rapport rev sept05 Side 16

17 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram Stoff / stoffblanding Økotoksikologisk parameter Dataverdi KOF 790 g/l Monopropylenglykol EC50 alger (ferskvann) ppm LC 50 vannfluer ppm LC50 ørekyt (minnow) ppm LC50 regnbueørret ppm Fettalkoholetoksilater Bionedbrytbarhet OECD 302B OECD 306 >80% 71% Karakteriseres som lett nedbrytbar Bioakkumulering Log POW = 1,86 Log POW = 0 BCF > 100 EC50 bakterier 160 mg/l LC50 fisk 1,6 mg/l Tester viser at komponentblandingen er mer toksisk enn ren glykol, noe som viser at tilsetningsstoffene har giftvirkning ved lavere konsentrasjoner enn hovedkomponenten glykol. Fettsyrealkoholetoksilater (detergent/såpestoff) er akutt giftige for vannlevende organismer, men brytes raskt ned og akkumuleres ikke i organismene. Aquateam as har tidligere, i forbindelse med arbeid for Oslo lufthavn Gardermoen, beregnet PNEC-verdier (Predicted No Effect Concentration) for komponentene i flyavisingskjemikalier. Disse verdiene er gjengitt i tabell 11. Tabell 11. PNEC-verdier for glycol og etoksilater. Kilde: Aquateam as (Ref. RSL-KU). Komponent PNEC Sikkerhetsfaktor Monopropylenglykol 19 mg/l 1000 Fettalkoholetoksilat 0,0016 mg/l 1000 Tabell 12. Forbruket av fly-avisingskjemikalier for årene 2003 og 2004 (fram til 1. november). År Kilfrost DF PLUS (80) 100% glykol Type 1 (50%) liter liter = 6,25m liter liter = 2.9 m 3 Monopropylenglykol (MPG): 1 mg/l MPG = 0,47 mg DOC/l = ca. 0,9 mg BOF/l = 1,68 mg KOF/l. PNEC-verdiene blir benyttet som akseptkriterier ved risikovurderinger. For etoksilat settes denne PNEC-verdien som akseptgrense for resipientene ved flystasjonen. For propylenglykol vil en konsentrasjon på 19 mg/l være mer enn resipienten kan tåle i forhold til oksygenforbruk under nedbrytning. Som akseptkriterie for glykol (og formiat) benyttes belastningsmål for resipienten. Belastningsmålet virker dermed for alle komponenter som forbruker oksygen ved nedbytning i resipienten. Det er flere måter å angi en totalbelastning og her beskrives disse: Rapport rev sept05 Side 17

18 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram Kjemisk oksygenforbruk KOF KOF gir et mål på hvor mye oksygen som brukes under en fullstendig nedbrytning av stoffer. Som regel benyttes KOF Cr hvor dikromat benyttes som oksidasjonsmiddel, men også KOF Mn er benyttet. Mangan er et svakere oksidasjonsmiddel enn krom. Det er standard betingelser som skal benyttes ved KOF-målinger for å kunne sammenligne resultatene. KOF-metoden inkluderer det kjemiske oksygenforbruket ved nedbrytning både av organiske og uorganiske forbindelser, samt forbindelser som både er tungt og lett nedbrytbare. Biokjemisk oksygenforbruk - BOF BOF er et uttrykk for mengden organisk materiale som brytes ned ved hjelp av biologisk aktivitet (bakteriell) under aerobe forhold innen et visst tidsrom. Vanligvis måles BOF etter 5 eller 7 døgn (BOF 5 og BOF 7 ). BOF-verdien er mengden oksygen som forbrukes for nedbrytning over det nødvendige antall dager og inkluderer derfor bare de lett nedbrytbare forbindelsene. BOFmålingene er også standardisert, men er allikevel et relativt upresist mål. Det er i mange sammenhenger hensiktsmessig å skille mellom tungt nedbrytbart stoff og de mer lettomsettelige komponentene som finnes og sammenhengen mellom KOF og BOF er derfor benyttet til å karakterisere avløpsvann, sigevann bekkevann etc. i forbindelse med forurensningsovervåking. For Rygge foreslås å benytte BOF 5. Totalt organisk karbon - TOC Et annet mål på resipientbelastning er det totale organiske materialet (TOC) tilstede i en vannprøve. Denne samleparameteren angir mengden organisk karbon i en prøve, men sier ikke noe om komponentene er lett eller tungt nedbrytbare. Tabell 13. Sammenheng mellom totalt organisk karbon (TOC), kjemisk oksygenforbruk (KOF) og biokjemisk oksygenforbruk (BOF) fra de tre bekkene Grimstadbekken, Mongstadbekken og Freskjærbekken. Bekkevann tatt ut november TOC (mg/l) KOF (mg Oksygen/l) BOF 5 (mg Oksygen/l) KOF/BOF Grimstadbekken 17,8 35 <10 >3,5 Mongstadbekken/Svartebekk 14,1 27 <10 >2,7 Freskjærbekken 25,8 54 <10 >5,4 Det organiske materialet (TOC) som foreligger i bekkevannet vil kunne brytes ned hurtig eller langsomt alt etter hvor lett nedbrytbart det er. Dersom KOF-verdien er høy og BOF-verdien samtidig er høy, er det meste av det organiske materialet lett nedbrytbart. Dersom det er en mye høyere KOF-verdi enn BOF er det organiske materialet tungt nedbrytbart. Forholdet mellom KOF/BOF er således et uttrykk for hvor lett omsettelig det organiske materialet er. Analyser av bekkevann fra flyplassområdet viser et betydelig innhold av organisk materiale (TOC) (jfr. Jordforsk-rapport nr. 111/04 som del av dette prosjektet, vedlegg 1). BOF-verdiene er lave, mindre enn 10 mg oksygen/l. Nøyaktig hvor lave verdier det er vites ikke da analysemetoden ikke var tilstrekkelig nøyaktig. Avløpsvann med et TOC-innhold som i disse bekkene (omkring 20 mg karbon/l) har vanligvis en BOF-verdi på ca. 30 mg oksygen/l. Dette viser at avrenningen som er målt i november ikke inneholder vesentlige mengder lettomsettelige komponenter. Det er parameteren BOF som er mest følsom for de stoffene en ikke ønsker i overvannet fra flystasjonen, høyt innhold av lettomsettelige komponenter i avrenningen til bekkene. Det er denne parameteren (BOF) som må følges særskilt for å kunne vurdere belastningen på resipientene. Rapport rev sept05 Side 18

19 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram Temporært vil en ved snøsmeltings- og regnepisoder få en transport av glykol og formiat til bekkene. Spissbelastningen vil kunne være betydelig om vinteren, men en integrert prøve (vannproporsjonal) over en tid, vil gi en moderat avrenning. Som det også er pekt på i innledningen i denne rapporten er det et mål at en ikke skal påvirke miljøet varig. Med hensyn på avisingskjemikaliene betyr det at en ikke skal måle slike stoffer i avrenningen fra flyplassen om sommeren/høsten hvor forholdene skal være helt restituert. Siden datagrunnlaget fra flyplassen er begrenset, estimeres belastningen på bakgrunn av sigevannsdata og naturlig bekkevann: Som akseptkriterium for belastning i resipienten anbefales følgende belastningsmål: Belastning som biologisk oksygenforbruk: <12 mg BOF 5 /l. Belastningene tar høyde for den kombinerte virkningen av både fly- og baneavisingskjemikalier. Det gjøres oppmerksom på at ved bestilling av denne analysen må en ha en rapporteringsgrense på 2 mg BOF 5 /l. 6.2 Konklusjon: Spesifikke miljømål Som miljømål for flystasjonen settes krav til innholdet av det biokjemiske oksygenforbruket i bekkene som fører vann fra flyplassområdet. En erkjenner at det i avsmeltingsepisoder og ved regn i avisingssesongen vil kunne forkomme avrenning til bekkene fra diffuse kilder. Denne belastningsgrensen dekker avrenningen av både flyavisingskjemikalier (monopropylenglykol og etoksilater) og kjemikalier for avising av rullebaner (formiat). Grensene for belastningen som følge av lettomsettelige komponenter i bekkevannet, settes til maksimum 12 mg BOF 5 /l. Det settes grense for hvor høy konsentrasjon det kan forekomme i avrenningsvannet fra flystasjonen av etoksilater. Som grense settes PNEC-verdien for komponentene. Denne er som følger: Etoksilater: 0,0016 mg etoksilat/l Rapport rev sept05 Side 19

20 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram 7. BELASTNING PÅ AREALENE 7.1 Trafikksituasjonen / Forutsetninger Konsekvensutredningen for Rygge sivile lufthavn og Fylkesmannens utslippstillatelse gir rammene for forbruket av avisingskjemikalier ved flystasjon. Kravet til oppsamling på 85 % er høyere enn forutsatt i konsekvensutredningen hvor det er satt til 70-75%. Lokaliseringen av den nye avisingsplattformen er også fastlagt til arealet som drenerer til Grimstadbekken / Heiabekken. I likhet med at det er fokus på vannkvaliteten i bekkene er det nødvendig med oppmerksomhet omkring belastningen på arealene. Arealene preges av kort avstand til grunnvannsnivå. Nå er det ingen stor grunnvannsressurs ved flystasjonen og heller ingen planer om å benytte grunnvannet som drikkevann eller vanningsvann. Det er derfor ingen miljøkonflikt latent knyttet til grunnvannet som ressurs. Imidlertid vil det, ved en alt for stor belastning av avisingskjemikalier, kunne oppstå uheldige forhold i grunnen som kan føre til høyere utlekking av mineralkomponenter og kunne gi opphav til ubehagelig lukt. I denne sammenheng er det gjennomført en undersøkelse hvor det er sjaktet på tre ulike områder ved den sørligste delen av rullebanen (Undersøkelse av løsmasseforhold ved Moss Lufthavn, Rygge. Jordforsk rapport nr. 111/04. Vedlegg 1). Fokus er lagt til denne delen av rulle- og taksebanene da det er her en får de høyeste belastningene. Det er redegjort for forutsetninger og antakelser nedenfor. Baneavising For baneavising vil ikke forholdene være annerledes enn i dag. Det er krav om svart bane på hele arealet. Formiat vil derfor bli fordelt på alle arealene, noe som gir en fordeling på avrenningsbekkene etter hvor stor andel av banelegemet som finnes i de ulike nedbørfelt. En del av formiatet vil renne direkte til dreneringen, mens en annen del vil bli kastet ut på sidene under vedlikehold og brøyting av rulle- og taksebaner samt oppstillingsplasser for fly. Gjør vi antakelsen om at 50 % av det formiatbaserte avisingsmidlet renner mer eller mindre direkte til drensrør og 50% infiltreres på arealene utenfor banen gjør dette oss i stand til å vurdere belastningen på arealene som følge av baneavisingen. Det arealet komponentene vil bli spredt på, er mindre enn arealet som ble beregnet som nedbørfelt for bekkene på flyplassen. Som et grovt mål kan en anta at sidearealene kan regnes som halvparten av nedbørfeltene noe som tilsvarer 2,84 km 2 / 2 = 1,42 km 2. Belastningen på arealene som følge av baneavising estimeres til å bli 40 tonn formiatløsning (halvparten av utslippstillatelsen) som tilsvarer 23,41 tonn av formiatdelen av molekylet kg / 1,42 km 2 ( m 2 ) = 0,0165 kg formiat/m 2 (16,5 gram/m 2 ). Basert på Aquateam sin uttalelse (Notat til MOVAR ) vil 23,41 tonn formiat tilsvare 8,19 tonn KOF. Belastningen på arealene vil tilsvare 5,76 gram KOF/m 2. Dette er betydelig under den beregnede nedbrytningskapasiteten på gram KOF/m 2 pr sesong for arealene ved Rygge flystasjon (Jordforsk rapport 111/04. Vedlegg til denne rapporten). Rapport rev sept05 Side 20

21 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram Flyavising I konsekvensutredningen ble det pekt på forhold som gir tap av avisingsvæske på rullebanearealet. Det følgende er en sammenstilling av disse faktorene. Årsaker til utslipp: Tap som følge av spill ved påfylling og feil/mangler ved utstyret (<<0,5% neglisjerbart) Tap med oppstillingsplass / avisingsplattform. Transport med vind under påføring Blåser av ved rusing av motorer under taksing. Avdamping fra flykropp og bakken. Brøyting av snø ut av oppstillings- og deicerarealer. Tap på oppstillingsplass ved gate (under preventiv deicing) Transport med vind under påføring Blåser av ved rusing av motorer under taksing. Avdamping fra flykropp og bakken. Brøyting av snø ut av oppstillings- og deicerarealer. Tap langs første del av takse- og hovedrullebane Brøyting av snø med deicer. Avrenning fra flyet og ned på dekket / (asfalt, betong) (0 500 meter eller til start rullebane) Avdamping fra flykropp Turbulente vinder etter motorrusing (0 500 meter). Avrenning /avblåsing fra fly til luft ( meter). Nå prosjekteres avisingsplattformen så stor, og med snølager som drenerer glykolholdig vann til rensing, at tapet her vil reduseres i forhold til det som er estimert i KU. Utslippstillatelsen gir føring for en oppsamlingsgrad på 85%. Beliggenheten av avisingsplattformen og flybevegelsene tilsier at det allikevel er i denne delen av rullebane- og takseområdet de største diffuse belastningene vil forekomme. Det er redegjort for håndtering av vann til Grimstadbekken/Heiabekken i andre utredninger. Her skal det pekes på belastningsaspektet med overføring av vann til Heiabekken. Det er i rapporten Overføring av Grimstadbekken til Heiabekken. Forprosjekt. redegjort for et estimert utslipp av Forprosjekt. Her siteres begrunnelsen for de antakelsene som er gjort i forbindelse med glykolutslipp til Heiabekken: Med angitt mengde glykolforbruk kan en foreløpig anta at maksimalt 5 tonn med glykol vil kunne tappes med ikke oppsamlet overvann fra avisingsplattformen. Gitt en fortynning i en midlere avrenning på 10 l/s tilført det naturbaserte rensetrinnet blir midlere konsentrasjon rundt 4 mg PG/l. Etter perioder hvor det er brukt mye avisingsmidler vil konsentrasjonen kunne bli mye høyere, kanskje opp i mg PG/l. Gitt erfaringer med renseløsning for Heathrow vil foreslått renseløsning kunne rense % av tilført glykol for utløpsdammen (litt rikeligere dimensjonert, men kaldere klima). Gitt disse vurderingene vil utløpsvannet fra rensedammen i verste fall kunne inneholde 10 mg PG/l. Etter fortynning i utløpsdam vil konsentrasjonen raskt bli fortynnet ned til mot 2-3 mg PG/l. Basert på dagens kunnskap kan en ikke gi noen garanti om nullutslipp under alle klimatiske forhold ved den foreslåtte renseløsning. Heiabekken bør imidlertid kunne tåle et kortvarig periodisk utslipp av opp til 4-5 mg PG/l, ikke minst pga. sitt høye innhold av nitrat som gir ekstra oksidasjonskapasitet for organisk stoff. Rapport rev sept05 Side 21

22 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram Propylenglykol som slippes til Heiabekken vil bli utsatt for en videre omsetning så lenge det finnes glykol igjen. Største belastning forventes ved snøsmeltingsepisoder om våren i særdeleshet om det samtidig faller regn. Det er foretatt en initiell vurdering av nedbrytningspotensialet for avisingskjemikalier i Heiabekken under lave temperaturer om vinteren. Dette arbeidet er utført av Dr. scient Helen French ved Jordforsk. Denne rapporten er lagt ved som vedlegg 2. I beregningene er det valgt nedbrytningskoeffisienter på bakgrunn av erfaringsmateriale fra hennes arbeid i forbindelse med etableringen av Oslo Lufthavn, Gardermoen. viser en begrenset nedbrytning på vei til havet. Ved svært lav hastighet og er relativ kort halveringstid oppnås en brukbar nedbrytning med en gjenværende konsentrasjonsandel på 0,564. Uten fortynningseffekt er andelen høy det vil si liten nedbrytning. Med fortynning reduseres gjenværende konsentrasjonsandeler. Fortynningsestimatet som beregningen bygger på er konservativt slik det påpekes i rapporten. Basert på betraktningene om andelen av arealet på flystasjonen som vil drenere til Heiabekken vil fortynningen være hele 27 ganger ved Heiabekkens utløp altså betydelig mer enn forutsatt i beregningene. Med et utgangspunkt hvor estimert glykolkonsentrasjon allerede lå godt under den økotoksikologiske akseptverdien vil en fortynning marginalisere betydningen av glykolresten ytterligere. Etoksilater utgjør max 0,05 % av den opprinnelige væsken. Om en antar at forholdet mellom etoksilat-komponenten og glykolen opprettholdes vil utkonsentrasjonen være av 0,0025 mg/l ufortynnet væske. Før utløp i Heiabekken vil ytterligere fortynning forekomme ved at overvann fra flyoppstillingsplasser, parkeringsareal og vann fra E6 tilføres. Til sammen utgjør dette ca fem ganger så mye vann som volumet som renner gjennom rensedammene. Konsentrasjonen av etoksilater som teoretisk vil kunne tilføres Heiabekken er høyst 0,5 µg/l, altså godt under en PNEC-verdi på 1,6 µg/l (0,0016 mg/l). Det er imidlertid liten grunn til å anta at etoksilatene vil forekomme i samme proporsjonale forhold til glykolen som i avisingsvæsken. Etoksilatene er overflateaktive komponenter som assosieres med overflater og partikler har en høy affinitet for overflater. Dette vil si at komponenten raskt faller ut av løsning i vannet og fester seg til partikler som faller ut i rensetrinnet eller fester seg til overflater i rør etc. Her vil mikroorganismene bryte ned etoksilatene. Dette vil i størst grad skje når temperaturen øker noe. Det er gjennomført et studentarbeid ved Flystasjonen (Einarsen og xx, 2005 ), etc. Oppgaven har vært todelt med en teoretisk/litteraturmessig tilnærming til stoffet med vekt på overflateaktive stoffers egenskaper, samt en eksperimentell del. Gjennom bindings-, søyle-, totalnedbrytning- og toksisitetsforsøk er egenskapene til de aktuelle surfaktantene beskrevet. Bindingsforsøk (riste og søyleforsøk) viser at alkoholetoksilatene med de kortere kjedene holdes best tilbake i jord. Høyest tilbakeholdelse oppnår en ved bruk av sphagnumtorv eller jord fra øverste jordlag i sjakt 1 fra undersøkelsen på flystasjonen. Dette forutsetter at etoksilatkonsentrasjonen er under kritisk micellekonsentrasjon (CMC). Den kritiske micellekonsentrasjonen tilsvarer tilstanden når etoksilatene danner stabile miceller ( dråper ) i vann. Her vil etoksilater eller andre såpestoffer følge vannfasen lettere og dermed følge vann i grunnen eller i drensrør til bekken. Resultatene indikerer CMC-verdier mellom 0,01 0,06% eller etoksilatmengder fra 0,15 0,8 mm (millimolar). Dette er i overensstemmelse med hva som er rapportert fra andre undersøkelser. Nedbrytningsforsøkene er utført ved romtemperatur og viser bare potensialet ved høy temperatur. Ved lavere temperaturer foregår nedbrytningen langsommere. Tilsetninger av svært bakterierikt materiale øker omsetningen og det synes også å være en stimulering av etoksilatnedbrytning om en setter til annet næringssubstrat for mikroorganismene. Toksisitetsforsøkene viser at etoksilatkomponenten S13 er mer toksisk enn komponenten S3. (S3 og S13 er fiktive betegnelser på stoffene. Disse benyttes for ikke å oppgi produktinformasjon som er hemmelig). På bakgrunn av toksisitetsmålingene kan en regne ut hvilke konsentrasjoner som gir liten effekt i resipienten. Det er beregnet en EC10-verdi som benyttes som en null-effektgrense. Rapport rev sept05 Side 22

23 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram Dette er diskutabelt, men et utgangspunkt for en diskusjon og for eventuelle beregninger. I oppgaven er det beregnet en EC10-verdi på 0,2 mg/liter for S13 og 0,5 mg/l for S3. Disse verdiene synes å være i overenstemmelse med toksisitetsverdien som er benyttet her (tatt høyde for avstand til NOEC-verdi og sikkerhetsfaktor). Testene er utført på en marin mikroorganisme (Microtox) og er ikke direkte overførbar. Resultatene sett under ett er imidlertid anvendbare for det videre arbeidet med å utnytte grunnen som rensemedium for diffus avrenning. Baneavising: Spredningen til de enkelte bekkene er estimert som følger (basert på eksisterende drenssystem og etter KU)(ICG 2000): Kapteinbekken = 8 % Freskjærbekken = 64 % Svartebekk (Mongstadbekken) = 13 % Grimstadbekken = 15 % Ved full drift i er det estimert et forbruk av bane avisingskjemikalie på 80 tonn pr år. Av dette utgjør organiske bunnet karbon (formiat-delen) 11 tonn pr år. Et estimat på belastningen fra glykol er at 15 % av det ikke oppsamlede volumet glykol spres på arealet som drenerer til Grimstadbekken/Heiabekken. Dette tilsvarer 1,4625 m 3 glykol. Antas tetthet på 1 vil dette utgjøre 2486,25 kg KOF (1,7 kg KOF / kg glykol). Dette fordeles på arealet (0,31 km 2 ) som gir en belastning på 8 gram KOF/m 2. Dette er også godt innenfor den estimerte kapasiteten på gram KOF pr m 2 (0,5 0,7 kg KOF/m 2 ), som er den kapasiteten Jordforsk har beregnet på bakgrunn av undersøkelsene ved flystasjonen. Dette synes å være rikelig til å kunne håndtere både formiat og glykol som havner på sidearealene under brøyting eller som nedfall fra fly som tar av. Estimater og beregninger over belastningen på arealene gir imidlertid bare en pekepinn på hvordan infiltrasjonen av avisingskjemikalier vil forekomme i grunnen. I virkeligheten vil enkelte arealer få høyere belastning enn andre på grunn av snøbrøyting, flybevegelser og ulik infiltrasjon (som skyldes naturlig variabilitet og drenering / kabelgrøfter og tekniske installasjoner i grunnen etc.). Problemet som man ikke ønsker skal oppstå er anaerobe forhold i grunnen som følge av mye lettomsettelig organisk materiale under nedbrytning. Ved mangel på løst oksygen i grunnvannet, vil mikroorganismene hente oksygen fra forbindelser som nitrat og sulfat. På denne måten vil svovel inkorporeres i nedbrytningstransformasjoner og vil kunne ende som merkaptanforbindelser som gir opphav til løklukt. For grunnen og grunnvannet gjelder derfor de samme forhold som i bekkene, at det ikke må akkumuleres lettomsettelige komponenter i grunnen / grunnvannet gjennom sesongen. Ved begynnelsen av neste avisingssesong skal det ikke forekomme formiat eller glykol i grunnvannsbrønnene. På denne måten vil ikke miljøet endre karakter og en opprettholder de betingelsene som kreves for at organismer (planter og dyr) skal opprettholde sine bestander. På grunn av de variasjonene som finnes i grunnen (naturlig variasjon og tekniske inngrep) synes det ikke riktig å knytte miljømål til et generelt mål som antall KOF/m 2 eller BOF/m 2. Utvalget av overvåkingsbrønner er valgt ut fra strategiske hensyn og er lokalisert til arealer like ved belastningsområder eller i drensretningen for grunnvannsstrømmer. Allikevel er det mulig at det i områder med mer stagnerende forhold, hvor grunnvannsstrømningen ikke er så stor, kan oppstå problemer. Disse stedene er ikke nødvendigvis lokaliteter som en kan peke ut i dag, men representere depresjoner i undergrunnen som ikke er åpenbare på overflaten. Om en på slike Rapport rev sept05 Side 23

24 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram steder får en høy belastning av avisingskjemikalier vil løklukt kunne oppstå. Løklukt er slik sett en operativ parameter og vil kunne benyttes som miljømål: Det skal ikke forkomme løklukt (merkaptaner) på noe areal på flyplassområdet. Et slikt miljømål er passivt i den forstand at det først kommer til anvendelse når en uheldig situasjon har oppstått. Det har da en klar operativ konsekvens i at tiltak må i gangsettes. I en slik situasjon er det flere alternative måter å håndtere situasjonen på. 7.2 Konklusjon: Belastning på arealene. Som miljømål for arealenes belastning settes to mål. Disse er : Det skal ikke forkomme løklukt (merkaptaner) på noe areal på flyplassområdet. Ved begynnelsen av neste avisingssesong skal det ikke forekomme formiat eller glykol i grunnvannsbrønnene. Rapport rev sept05 Side 24

25 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram 8. KONTROLL OG ETTERPRØVING REVIDERING AV OVERVÅKINGSPROGRAM. 8.1 Valg av overvåkingsparametere Generelle miljøparametere Siden eutrofiering / forurensning av Vansjø er den viktigste problemstilling knyttet til vannkvalitet og forurensning, er det nødvendig å følge de viktigste vannkvalitetsmålene med regelmessige analyser av total organisk karbon (TOC), total nitrogen (Tot N) og total fosfor (Tot P). Selv om avrenningen fra flyplassområdet i dag hovedsakelig skyldes naturlige prosesser i jord, ønsker en å fortsette målingene av mineraler / metaller for å kunne fange opp endringer som følge av de mer flyplassrelaterte aktivitetene. En fortsetter derfor overvåkingen av metaller både i grunnvann og overflatevann. Viktigst er de komponentene som gir størst bidrag til å redusere vannkvaliteten i Vansjø, det vil si jern, mangan, kopper sink og bly. Spesifikke miljøparametere Av organiske komponenter relatert til avising av fly og bane er det nødvendig å analysere på propylenglykol og formiat. Hyppige prøvetakinger vil gi grunnlag for oppfølging av forhold som krever spesiell oppmerksomhet. Som beskrevet tidligere bør det gjennomføres BOF 5 -analyser av vannprøvene både fra grunnvannsbrønnene og fra bekkene. Selv om avisingskjemikalier med triasol er faset ut, vil det være nødvendig å analysere på denne parameteren en tid ved den eksisterende avisingsplattformen. Analyser fra 2004 viser at triasoler opptrer spesielt i brønn 12, som ligger straks inntil den eksisterende avisingsplattformen, og under snølagringområdet ved snøbrøyting om vinteren. Det er små mengder med en overflateaktiv komponent som tilsetningsmiddel i flyavisingsvæsker. Komponenten er giftig for organismer, men er relativt raskt nedbrytbar. Analyser av denne komponenten (etoksilat) inkluderes i overvåkningen. Som dokumentasjon på at det ikke forekommer søl med drivstoff eller andre oljeprodukter utføres også analyser med hensyn på hydrokarboner (BTEX og THC(4 fraksj)). Rapport rev sept05 Side 25

26 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram 8.2 Overvåkingspunkter Grunnvann: De eksisterende grunnvannsbrønnene som tidligere er del av overvåkingsprogrammet vil fortsatt benyttes. Ved eksisterende avisingsplattform benyttes brønn 1 og 12. For overvåking av rullebaneområdet benyttes brønnene 3, 8 og 10. Terrenghellingen fører til at spesielt baneavisingskjemikalier drenerer mot taksebaner i sørøst. Her benyttes brønnene 11 og 13. Overflatevann: I Freskjærbekken er det installert tre overvåkingsanlegg (plasseringen er vist på oversiktskart, vedlegg 3) som følger de tre store utløpene til denne bekken. Stasjonene måler automatisk vannmengde og tar ut en vannføringsproporsjonal vannprøve. Det er også installert elektroder som angir temperatur, ph, ledningsevne og oksygeninnhold (målt som red-okspotensiale), noe som bidrar til å kunne vurdere virkning / belastning på Vansjø. De elektroniske impulsene overføres til det sentrale driftsovervåkingssystemet til flystasjonen. Vannprøvene hentes manuelt. Freskjærkilen (bekk fra pistolskytebane) Bekken drenerer ikke vann fra områder berørt av økt aktivitet på flyplassen (bortsett fra skytebanen), men kan påvirkes via luftnedfall og blåst fra flyene. Bekken prøvetas slik den er overvåket til nå ettersom det er påvist spor av avisingskjemikalier i denne. Bekken renner gjennom rensedam før utløpet til Vansjø. Kapteinbekken Kapteinbekken er den av de målte bekkene hvor vannkvaliteten er dårligst. Bekken er påvirket av landbruksaktivitet i området før den renner inn på flyplassområdet og store deler av drensområdene er sumpmark og myr. På flyplassområdet drenerer vannet fra den eksisterende avisingsplattformen til Kapteinbekken. Det er nødvendig å følge vannkvaliteten, samt å måle på avisingskjemikalier og tilsetningsstoffet etoksilat. Svartebekk / Mongstadbekken Svartebekk drenerer sørøstre del av flyplassområdet. Overvåkes med hensyn på TOC, næringsstoffer, metaller og avisingskjemikalier. Grimstadbekken / Heiabekken. Det er ikke avklart hvor avrenningen fra det sørligste delen av rullebaneområdet skal føres til Vansjø eller til Kurefjorden. Siden plasseringen av den nye avisingsplattformen er i dette området, samt at det er det første taksearealet etter at flyene har vært på avisingsplattformen, må en forvente noe drypp fra flyene som vil kunne drenere mot Grimstadbekken. Ved utløpet av det prosjekterte naturbaserte rensesystemet er det anbefalt å legge en overvåkingsstasjon av samme type som er etablert i Freskjærbekken. Her anbefales overvåking av metaller, næringsstoffer og avisingskjemikalier. 8.3 Hyppighet For metallanalyser og næringsstoffanalyser (nitrogen og fosfor) viser målinger gjennom noen år at forholdene er styrt av naturlige variasjoner og at disse til nå samsvarer lite med aktiviteter på flyplassen. Det anses som tilstrekkelig at en måler disse parameterne fire ganger i året en for hver årstid. Skulle det inntreffe at høye konsentrasjoner av avisingskjemikalier i grunnen gir anaerobe forhold med økt utlekking av jern og mangan som resultat, er det allikevel tilstrekkelig med sesongmålinger. Det er gjennom hyppigere målinger av de flyplass-spesifikke parameterne en får tilbakemelding om forhold som krever justeringer og tiltak. For avisingskjemikaliene (glykol, formiat og etoksilater) anbefales hyppig prøvetaking: hver 14. dag. Dette gjelder også for parameterne TOC og BOF. For overvåkingsstasjonene vil de Rapport rev sept05 Side 26

27 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram fysisk/kjemiske målingene gå kontinuerlig, men vannprøvetakeren justeres så den får den rette hyppigheten: hver 14. dag. Overvåkingsprogram: Vannkvalitet i bekkene: Freskjærbekken Med automatiske målinger vil disse kunne stilles inn med ønsket hyppighet fra flere ganger om dagen til engang i måneden. Det presiseres at ved registrering av negativt redoks-potensiale over et døgn skal det tas BOF 5 -prøve av vannet i stasjonen. Kapteinbekken, Grimstadbekken og Svartebekk/Mongstadbekken Det legges opp til manuell uttaking av fysisk/kjemisk parametere, næringsstoffer og metaller fire ganger i året. Det analyseres med hensyn på glykol, formiat, etoksilater, BOF, TOC hver fjortende dag. I Kapteinbekken analyseres for triasoler i Bekk fra pistolskytebanen (Freskjærkilen) Fysisk/kjemiske parametere, næringsstoff, metaller, TOC, BOF samt glykol fire ganger i året. Bekk fra Rørskogen Overløp fra Rørskogen drenerer fortsatt inn på flyplassen, med avrenning til Freskjærbekken. Den åpne grøften overvåkes som andre bekker. Vannkvalitet i grunnvannet Grunnvannsbrønnene 1, 3, 8, 10, 11, 12 og 13 skal overvåkes. Analyser av fysisk/kjemiske parametere, næringsstoffer og metaller tas fire ganger i året. Glykol, formiat, etoksilater, TOC, BOF analyseres hver fjortende dag i avisingssesongen. Triazolanalyser begrenses imidlertid til brønn 1, 12 (og i Kapteinbekken). Det anbefales at en gjennomfører episodestudie av en regn/snøsmeltingsepisode, hvor en følger opp med hyppige analyser av avisingskjemikalier (glykol, formiat og etoksilater) hver time gjennom en 30 timers periode. Av hensyn til kostnadene fokuseres det på en bekk pr gang/år med start i Freskjærbekken. Denne drenerer det største arealet av flyplassen. Overvåkingsprogrammet er omfattende i de første årene, hvor etableringen av Moss Lufthavn Rygge bygges opp. Dette ligger som en forutsetning for Fylkesmannens utslippstillatelse. Rapport rev sept05 Side 27

28 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram Oversikt: overvåkingsprogrammet: Overvåkings-punkter Generelle parametere Spesifikke parametere Bekker: Freskjærbekken Kapteinbekken Mongstadbekken Bekk fra Pistolbanen (Freskærkilen) Grimstadbekken Komponenter Hyppighet Komponenter Hyppighet Tot-N Tot-P TOC Jern Mangan Kopper Sink Bly Ledningsevne ph BTEX THC (4 fraksj.) 4 ganger i året Propylen-glykol Formiat Etoksilat BOF Hver 14. dag i avisingssesongen Rørskogen (Innløp til Freskjærbekken) Grunnvann: Brønnene 1, 3, 8, 10, 11, 12, 13. Tot-N Tot-P TOC Jern Mangan Kopper Sink Bly Ledningsevne ph 4 ganger i året Propylen-glykol Formiat Etoksilat BOF 5 Hver 14. dag i avisingssesongen Spesiell oppfølging av eksisterende avisingsplattform: Kapteinbekken og grunnvannsbrønn 1 og 12 Spesialoppfølging: Episodestudier. En av bekkene pr. gang pr. år. Triasoler Glykol Etoksilat Formiat BOF/KOF. 4 ganger i året Prøvetaking hver time over en periode på timer. Rapport rev sept05 Side 28

29 Forsvarsbygg Utvikling Øst Rygge flystasjon Konkretisering av miljømål og overvåkningsprogram 9. LITTERATURLISTE Aquateam Notat høringsuttalelse. Rygge hovedflystasjon Vurdering av dokumentasjon gitt i Forprosjektrapporten, Miljømålrapporten og SDC-notatet. Notat av Einarsen, J.E. og Låhne, H.J Binding, nedbrytning og giftvirkninger av alkoholetoksilater i jord og vann litteraturgjennomgang og laboratorieforsøk. Mastergradsoppgave, Institutt for matematiske realfag og teknologi, Universitetet for miljø og biovitenskap, Ås. EU Vanndirektivet. Fylkesmannen i Østfold, Miljøvernavdelingen Oversendelse av vedtak om utslippstillatelse for Rygge flystasjon. Brev av Fylkesmannen i Østfold, Miljøvernavdelingen Utslippstillatelse for Rygge flystasjon. ICG Rygge sivile lufthavn. Bruk av avisingskjemikalier Detaljrapport, miljøkonsekvenser vann. InterConsult Group. Rapport fra ICG. Konsekvensutredning for Rygge sivile lufthavn. Notat: Med beskrivelse av forhold der ansvarlig myndighet ønsket en supplerende utdyping. Morsaprosjektet Handlingsplan for Morsa En sammenstilling av kommunenes og landbrukets planer. Vedtatt i Hovedstyret for Morsaprosjektet 28. februar Norconsult Utslippstillatelse Rygge sivile lufthavn. Innspill til utslippssøknad Forsvarsbygg. Notat av 17. mars Norconsult Rutiner for avising på gate og avisingsplattform. Notat av 17. mars Promitek Søknad om revidert utslippstillatelse for Rygge flystasjon. April Promitek Rygge flystasjon. Overføring av Grimstadbekken til Heiabekken. Forprosjekt. 30 juni sider + vedlegg. SDC-notat Rygge hovedflystasjon. Ny flyavisingsplattform, beskrivelse av oppsamlingsprinsipp Statsbygg Revidert brukerveiledning for stedsspesifikk risikovurdering av forurenset grunn på Fornebu. 20 mars sider. Verbruggen, E.M.J., R. Posthumus and A.P. van Wezel Ecotoxicological Serious Risk Concentrations for soil, sediment and (ground)water: updated proposals for first series of compounds. RIVM, Bilthoven, The Netherlands. 263 pp. Rapport rev sept05 Side 29

30 Undersøkelse av løsmasseforhold ved Moss Lufthavn, Rygge Vurderingsgrunnlag for nedbrytingskapasitet ved diffus spredning av avisingsmidler langs takse- og rullebaner Per I. Kraft Jordforsk rapport nr. 111/04

31 1 Senterfor jordfaglig miljøforsk ning Hovedkontor: FredrikA. Dahlsvei 20,1432Ås Tel Fax Besøksadr.:Saghellinga,NLH Nord-Norge kontoret Vågønesforskingsstasjon 8010Bodø Tel Fax Tittel: Undersøkelseavløsmasseforholdsomgrunnlagfor vurdering avtålegrensefor avisingsmidler vedmoss Lufthavn,Rygge Forfatter(e): PerI. Kraft Dato: Tilgjengelighet: Prosjekt nr.: Arkiv nr.: Lukket 3965/ Rapportnr.: ISBN-nr.: Antall sider: Antall vedlegg: 111/04 ISBN 12 4 Oppdragsgiver: Promitec as Stikkord: Overvann,avising,nedbrytingskapasitet Kontaktperson(er): FreddyEngelstad Fagområde: Naturbaserterensesystemer Sammendrag: Påoppdragfra Promitec AS harjordforskundersøktløsmasseforholdenevedsøndredel av Moss Lufthavn,Rygge.Undersøkelsenharomfattetsjaktinger,sedimentanalyser,infiltrasjonstesterog vannanalyser.formåletmed undersøkelsenharværtå framskaffeunderlagfor vurdering/beregningav naturlignedbrytingavavisingsmidler i jord. I vurderingeninngårhydrologiske,hydrogeologiskeog hydrokjemiskeforhold.i tillegg er dettatt vannanalyserav bekkevannfra området. Løsmassenei undersøktområdebeståri hovedsakav sandigemassermed topplagav organiskrikt jordsmonn.i delerav områdeter løsmassenetilført og/ellerdosertog dervedrelativt inhomogene. Jordsmonnog undergrunnsmasserhargodinfiltrasjonskapasitetog detaller mesteav nedbør/overvannvil infiltrere lokalt. Løsmassenesammensetninger gunstigfor naturlignedbryting avorganiskestofferi avisingskjemikaliene. Kjemiskeanalyserav bekkevannut fra søndredel av lufthavnområdet( )indikererat det organiskestoffeti bekkenevedprøvetakingstidspunkteti hovedsaker humussomer tungt nedbrytbart.humusstoffervil i hovedsakstamme fra myrenei området. Land/fylke: Østfold Kart 1:50 000: Målestokk Kommune: Rygge Økon.kart 1:5 000: Økonomisk kart Sted/Lokalitet: MossLufthavn,Rygge UTM-koordinater UTM-koordinat Ansvarligleder Prosjektleder TrondMæhlum PerI. Kraft Jordforsk rapport 111/04

32 Innhold 2 1. Metoder Infiltrometerforsøk Sjakting Vannanalyser Resultater Jordprofil Kornfordelingsanalyser Infiltrasjonskapasitetog permeabilitet Vannkvaliteti bekker Vurderingerog konklusjoner Vedlegg Jordforsk rapport 111/04

33 1. Metoder Infiltrometerforsøk Måling av løsmassenesinfiltrasjonskapasiteter utført vedbruk av infiltrometer. Infiltrometertestener utviklet somenstandardtestfor måling av jordaskapasitetil å infiltrere vannog somenmetodefor beregningav løsmassenespermeabilitet.testenutføres påuforstyrretjord. VedMossLufthavnble infiltrasjonskapasitetenmålt i øverstejordlag,dvs.fra 0 0,2m dyp. Målt kapasiteter derforet direktemål for jordasevnetil å infiltrere nedbørog overvann. Resultatenekanbrukestil beregningog vurderingav grunnvannsdannelse og overflateavrenning. Infiltrometermålinger er utført i tre punkteri områdetrundthversjakt,dvs.i 9 punkter. Punktenefor infiltrometermålinger er valgt ut pågrunnlagav forutgåendesjaktingog skovlboringog er vurdertsomrepresentativefor sjaktområdet. Figur 1: Feltmålingmedinfiltrometerav jordasinfiltrasjonskapasitet Jordforsk rapport 111/04

34 1.2. Sjakting 4 Sjaktinger utført i tre punkterlokalisertsomvist påkartutsnittvedlegg1. Det er sjaktetned til 2 3 m dyp avhengingbl.a.av dyp til grunnvann.sjaktinger utført for å få enoversikt overløsmasseneslagdelingog homogeniteti detaktuelleområdet.i allepunkteneer det sjaktettil grunnvannsnivå.det er tatt ut representativemasseprøverfor kornfordelingsanalyser i to nivåeri hversjakt. Der er ogsåutført analyseravglødetap (organiskinnhold)for masseprøvene Vannanalyser Deter etablertovervåkningav vannkvaliteteni noenav bekkenesomdrenererfra lufthavnområdettil Vansjø.Somet tillegg til detteprøvetasandrebekkerog grunnvann nedstrøms lufthavnområdetmot Vansjø.Ved foreliggendeundersøkelseble Grimstadbekken, Mongstadbekkenog Fredskjærbekkenprøvetatt vedutløpetfra lufthavnområdet. Jordforsk rapport 111/04

35 2. Result ater Jordprofil Figur 2. Graveprofilfra sjakt1 Observertlagdelingi sjakteneer vist i tabellnedenfor.lokaliseringav sjakteneer vist på kartutsnittvedlegg1. Sjakt1 er gravdut til grunnvannsnivå.øvrejordsmonnbestårav moldrik, siltig jord. Undergrunnsmassenebestårav delvislagdeltog delvisblandetsand,silt og leir. Massenei detteområdeter tilkjørt og/ellerdosert.det ble observerthengendegrunnvannpåleirlag i profilet. Sjakt2 er gravdut i stedegnemasserav sand.øvrejordsmonnbestårav moldrik sandjord. Undergrunnsmassenebestårav vannavsattgodtsortertlagdeltsand.sandmasseneover1 m dyp er rike påjernutfellinger. Jordforsk rapport 111/04

36 Tabell1: Beskrivelseav sjaktprofiler Dyp i m Sjakt1 Dyp i m Sjakt2 Dyp i m Sjakt3 0 0,2 Organiskrikt jordsmonn 0,2 2,1 Lagdelt,delvis blandetsand,silt og leir 6 0 0,2 Organiskrikt jordsmonn 0,2 1,1 Jernrikfin/middels sand 0 0,4 Moldholdig sandjordsmonn 0,4 1,5 Jernrik fin/middelssand > 2,1 Siltig leir 1,1 2,3 Fin/middelssand 1,5-2,8 Siltholdig sand 0,9 Hengende grunnvann 2,2 Grunnvannsnivå 2,8 3,2 Fin/middels sand 2,1 Grunnvannsnivå 3,1 Grunnvannsnivå Figur 3: Graveprofilfra sjakt2 Jordforsk rapport 111/04

37 7 Figur 4: Graveprofilfra sjakt3 Sjakt3 er gravdut i stedegnemasserav sandog siltig sand.øvrejordsmonnbestårav moldrik sandjord.undergrunnsmassenebestårav vannavsattgodtsortertlagdeltsandog siltholdig sand.sandmasseneoverca1 m er rike påjernutfellinger Kornfordelingsanalyser Deter utført kornfordelingsanalyserpåto masseprøverfra hversjakt.resultateter vist i tabell 3 somvekt - % for hverfraksjonog i vedlegg 3 somkornfordelingskurver.prøvetakingsdyp er vist i tabellennedenfor. Prøvepkt Dyp Prøvepkt Dyp Prøvepkt Dyp P1A 0,1 0,2m P2A 0,3m P3A 1 m P1B 0,2 0,4m P2B 1,5m P3B 2 m Jordforsk rapport 111/04

38 8 Tabell2: Kornfordelingsanalyser.Vektfordelingi % for hverfraksjon Prøvenr Fingrus Grovsand Mellomsand Finsand Grovsilt Mellomsilt Finsilt Leir 6,0-2,0 2,0-0, , , < ,06 0,02 0,002 P 1A 6,8 7,3 29,7 25,0 10,5 6,8 4,1 9,8 P 1B 9,7 9,0 27,3 20,8 11,1 7,4 4,2 10,5 P 2A 1,9 2,6 39,5 52,6 3,1 0,2 0,0 0,0 P 2B 1,0 9,8 43,9 43,2 0,8 0,2 0,0 1,0 P 3A 17,3 8,4 48,7 22,5 1,2 0,5 0,2 1,2 P 3B 12,0 5,0 47,3 33,4 1,1 0,4 0,0 0,7 Analyserav glødetaper utført påallesedimentprøveneog resultaten er vist i vedlegg Infiltrasjonskapasitet og permeabilitet Målt infiltrasjonskapasitet i testpunktenetilsvarerenmettet permeabilitetsomvist i tabell3 og figur 6. Tabell3: Permeabilitetberegnetpå grunnlagav infiltrometertester Prøvepunkt Permeabilitet i m/døgn Permeabilitet i m/s 1A 0,46 5,00E-06 1B 3,3 3,80E-05 1C 1,64 1,90E-05 Snitt sjakt1 1,8 2,07E-05 2A 1,7 2,00E-05 2B 7,75 9,00E-05 2C 2,26 2,60E-05 Snitt sjakt2 3,90 4,53E-05 3A 0,87 1,00E-05 3B 0,91 1,05E-05 3C 0,84 9,70E-06 Snitt sjakt2 0,87 1,01E-05 Snitt alle sjakter 2,19 2,54E-05 Jordforsk rapport 111/04

39 9 8 7 n g ø6 /d m5 i t 4 ilite b a 3 e rm e 2 P A 1 B 1 C S n it s ja k t 1 2 A 2 B 2 C S n it s ja k t 2 3 A 3 B 3 C S n it s ja k t 2 s ja k te r S n it a le Figur 5: Målt permeabiliteti m/døgni 9 punkter 2.4. Vannkvalitet i bekker Tabell4: Vannanalyserfra bekkeneprøvetatt alle verdieri mg/l Grimstadb. Mongstadb. Fredskjærb. Natrium 30,5 9,44 17,4 Kalium 5,04 5,77 6 Magnesium 3,6 2,66 3,48 Kalsium 28,9 20,3 20,5 Jern 1,92 2,83 3,46 Fosfor <0,04 <0,04 0,062 Svovel 6,67 6,78 6,21 Aluminium 0,793 0,436 0,979 Kobber <0,004 <0,004 <0,004 Mangan 0,171 0,143 0,232 Sink 0,0045 0,0047 0,0098 Bly <0,018 <0,018 <0,018 Kadmium <0,0012 <0,0012 <0,0012 Vanadium 0,003 <0,002 0,0035 Nikkel <0,006 <0,006 <0,006 Titan 0,0145 0,0052 0,0167 Krom <0,0025 <0,0025 0,0025 Kobolt <0,003 <0,003 <0,003 Barium 0,0355 0,0204 0,0297 Molybden <0,005 <0,005 <0,005 Arsen <0,025 <0,025 <0,025 BOF-5 <10 <10 <10 Total org.karbon 17,8 14,1 25,8 Total nitrogen 1,17 1,03 1,73 KOFCr Jordforsk rapport 111/04

40 10 Tabell4 viserresultaterfra kjemiskeanalyserav bekkevannfra Grimstadbekken, Mongstadbekkenog Fredskjærbekkenprøvetatt vedutløpetfra lufthavnområdet. Alle bekkeneviserrelativt høyeverdierpåjern og mangan,noesomindikereranaerobe forholdi grunnvann-og kildeområdeog utløsningav dissemetallenefra løsmassenei avrenningsområdet.årsakentil detteer sannsynligvisrelativt høybelastingav organisk materialepåmarkvann,grunnvannog bekkevann.organiskmaterialekankomme fra myrene i områdetog/ellerfra overvannog dervedknyttettil aktiviteterpålufthavnområdet. Forholdetmellom TOC,BOF og KOF kansi noeom sammensetningog opphavfor det organiskematerialeti bekkevannet.veddeaktuelleverdienefor TOC,dvs.omkring 20 mg C/l, vil BOF-verdieneligge rundt30 mg O/l for urensetavløpsvann.tilsvarendekof-verdier vil værerundt70 mg O/l. Detteer forholdeti et vannmed relativt høyandellett nedbrytbart organiskmateriale. Vannanalyseneviserat deter sværtlite lett nedbrytbartorganiskmaterialei bekkvannetidet BOF-verdieneer under10 mg O/l. OgsåKOF-verdieneer relativt lavei forholdtil TOCverdiene,noesomviserat enstordel av detorganiskematerialeti bekkeneer tungt nedbrytbart.analyseneindikererat detorganiskestoffeti bekkenei hovedsaker humussom er tungtnedbrytbartog somstammer fra myrenei området. Jordforsk rapport 111/04

41 11 3. Vurderinger og konklusjoner Hydrologiskeforhold Beregnetpermeabilitetbasertpåmålt infiltrasjonskapasitetvedmettet strømning varierfra 460mm perdøgntil nesten8000mm perdøgn.infiltrasjonskapasitetenfor umettetjord vil værenoestørreog er tilstrekkeligfor aktuellmaksimal døgnnedbør.det vil forekomme kortvarigeepisoderpåfor eksempel 1 2 timer dernedbørsintensiteten lokalt vil overskride infiltrasjonskapasiteten.detteoverskuddsvannet vil i hovedsakfangesoppav ujevnheteri overflatenog avgrasvegetasjonene for deretterå infiltrere. Variasjonenei jordartsfordelingobservertvedsjaktingenog variasjonsbreddeni målt infiltrasjonskapasitetvurderessomrepresentativfor heledensørligstedel av rullebanesystemet.innenfordeundersøkteområdenevil detderfornormalt ikke oppstå overflateavrenning.unntakvil væreperiodermed snøsmelting eller regnpåislagt markoverflate.hyppighetenav dennekombinasjonener ikke undersøkt,men kani noengrad beregnespågrunnlagav historiskemeteorologiskedata. Innenfor de undersøkteområdene,dvs.i heleden sørligstedel av rullebanesystemet,vil det normalt ikke oppståoverflateavrenning. Unntak vil væreperioder med snøsmelting eller regn på islagt markoverflate. Avisingsmidlerog spredning Baneavising Baneavisingsmidler vil spresjevnt langsrullebanenslengde.de flesterullebanerhartakfall med lik avrenning/snøbrøytingtil beggesider.viderespredningsmønstertil arealenelangs banekantvil avhengeavterrengutforming og rutinerfor brøytingsamt klimatiskevariasjoner. Tidligereundersøkelserharvist at hoveddelenav baneavisingsmidlenevil spresmed brøytesnø/snøfresingut til m fra banekant, avhengigav aktuellkastelengdeved snøfresing.delerav baneavisingsvæsken vil renneav banenog eventueltinfiltrere langs baneskulder.dettegjeldersærligfor områderderdelerav vinternedbørenkommer somregn. Sekundærspredningsomfølgeav overflateavrenningpåtett mark/is/teleer utbredtog skyldes begrensetinfiltrasjonskapasitet i snøsmeltingsperioden.det er vanlig med betydelig isdannelselangsrullebanensomfølgeav fortynningog innfrysingav overvannmed avisingsvæskevedtemperaturerlike undernullpunktet. Overvannmed baneavisingsmidler vil normalt spresoveret stortareal.god spredning/fortynnin gir normalt gunstigebetingelserfor naturlignedbrytingi jordsmonnog underliggendeløsmasser. Flyavising Tidligereundersøkelserharvist at ca5-10% av forbrukt glykol følgerflykroppenbort fra flyavisingsområdetog spresdiffust overet stortområde.detmesteav glykol somspres diffust vil drive av flyenelangsrullebanenog spresrelativt jevnt ut til m fra banekant. For mindrefly, sombenyttesvedregionalelufthavner,kandetteforholdetværenoeulikt forholdenesomtidligereer undersøkt. Jordforsk rapport 111/04

42 12 Potensialetfor nedbrytingav avisingsmidler Observertinfiltrasjonskapasitetog beregnetpermeabilitetligger innenfor et variasjonsområde somgir langoppholdstidi umettetsone.innholdetav organiskmateriale(humus)er relativt høyti øvresjikt, men normalt og lavt i undergrunnsjorda(2 0,5%). Observertlagdelingmed topplagavorganiskrik jord og vekslingmellom middelstil fin sand og leirholdigesiltige lag er gunstigfor oppholdstidog nedbrytingav organiskestofferi umettetsone.aktuelle organiskestofferi avisingsmidler er peri dagformiat (bane),acetat (bane)og glykol (flykropp) Naturlig nedbrytingvil foregåi vegetasjonsdekket, i jordsmonnog underliggendeløsmasser. Nedbrytingenvil i hovedsakforegåpåvårenettervårsmelting og teleløsning. Nedbrytingskapasitetenmåvurderesavhengigav vegetasjonsdekket, næringstilstandeni jorda,løsmassenesammensetningog tykkelseoverunderliggendegrunnvann. For beregningav prosentnedbrytningunderfeltforhold harvi forutsattbelastningmed mineralnæring(nitrogenog fosfor) til stede.vi forutsettermed andreord at dettilf øres tilstrekkeligmineralskn til å unngåbegrensningav mikrobiell tilvekst. Undersøkelserhar vist at nedbrytingskapasitet i jord/løsmasser(grasdekkeoversand),somvedundersøkt områdepåmosslufthavn,er i størrelsesorden0,5-0,7kg COD/m 2 pr. sesong(0,2 0,3kg DOC/m 2 ). Dettetilsvarer0,3-0,5kg BOD 5 /m 2 pr. sesong. Mellomprodukteri nedbrytningenav deulike stoffenevil ogsåpåvirkevalg av tålegrenser (= naturlignedbrytingskapasitet). Det er lite somtyderpåat detteer et problemi forhold til propylenglykol,acetatog formiat. For tilsetningsstoffen er dettemer uvisst. Jordforsk rapport 111/04

43 4. Vedlegg 13 Oversikt over vedlegg Nr Emne 1 Kartutsnittmed sjaktpunkter 2 Infiltrometertester 3 Sedimentanalyser kornfordeling 4 Sedimentanalyser- glødetap Jordforsk rapport 111/04

44 Vedlegg1 14 Jordforsk rapport 111/04

45 Vedlegg2: Synkehastighetmålt med infiltrometer 20,0 19,0 r 18,0 e te m17,0 filtro 16,0 in å p 15,0 c m14,0 13,0 12,0 13: 10: 34 13:14: :19: 12 13:23: 31 13: 27 :50 13: 32: 10 ti d i tt :m m :ss Figur 6. Pkt 1A; 52,0 50,0 48,0 r e te 46,0 m44,0 filtro 42,0 in å 40,0 p 38,0 c m 36,0 34,0 32,0 13: 30: 43 13: 33:36 13: 36: 29 13: 39: 22 ti d i tt :m m :ss Figur 7: Pkt 1B Jordforsk rapport 111/04

46 20,0 18,0 r 16,0 te e m14,0 filtro 12,0 in å p 10,0 m c 8,0 6,0 4,0 13:40:48 13:45:07 13:49:26 13:53:46 ti d i tt:mm:ss Figur 8: Pkt 1C 25,0 20,0 r te e m15,0 filtro in å 10,0 p m c 5,0 0,0 14:52:48 14:58:34 15:04:19 15:10:05 15:15:50 15:21:36 ti d i tt :mm:ss Figur 9: Pkt 2A Jordforsk rapport 111/04

47 50,0 45,0 r te 40,0 e m 35,0 filtro in 30,0 å p m25,0 c 20,0 15,0 14:52:48 14:54:14 14:55:41 14:57:07 14:58:34 15:00:00 ti d i tt :mm:ss Figur 10: Pkt 2B 30,0 29,0 28,0 r e te 27,0 m26,0 filtro 25,0 in å 24,0 p m 23,0 c 22,0 21,0 20,0 15:15:50 15:20:10 15:24:29 15:28:48 15:33:07 ti d i tt:m m :ss Figur 11: Pkt 2C Jordforsk rapport 111/04

48 50, 0 45, 0 t re 40, 0 e te 35, 0 m 30, 0 filtro in å 25, 0 p 20, 0 c m 15, 0 Pk t 3A Pk t 3B Pk t 3C 10, 0 09: 50: 24 10:04: 48 10:19: 12 10:33: 36 10:48: 00 11: 02: 24 11: 16: 48 ti d i tt :m m :ss Figur 12: Pkt.3A,3B og 3C Jordforsk rapport 111/04

49 Vedlegg3: Kornfordelingsanalyser Jordforsk rapport 111/04

50 Jordforsk rapport 111/04

51 UUVedlegg4: Glødetapsedimentprøver Jordforsk rapport 111/04

52 NOTAT Til: Promitek AS, v. Freddy Engelstad Fra: Helen.K. French Kopi til: Roger Roseth Dato: 9. desember2004 Initiell vurdering av nedbrytningspotensialetfor avisingskjemikalier i Heiabekken ved Ryggeflyplass Problemstilling Vansjø er drikkevannskildefor Moss regionen,derfor ønskerman å begrensepotensielle tilførsler avforurensetovervanntil Vansjø.Store delerav Ryggeflystasjondrenereri dagmot Vansjø. Avisingskjemikalier utgjør en stor del av kjemikalieforbruket ved lufthavnen (se Utslippstillatelse). I utslippstillatelsenkrever Fylkesmannen i Østfold at den delen av Grimstadbekkensom i dag drenererdeler av Ryggeflystasjonmot Vansjø, ledes over til Heiabekken.Grimstadbekkendrenererhele sør og sørvestsidenav flyplassen,overvannfra avisingsplattform, og 800m av rullebanensog taksebanensørende,samt drensvannfra E6 og overvann fra terminalområdet (Promitek, 2004). Avisingskjemikaliene som benyttes for avisingav fly og rullebanerer henholdsvispropylenglykolog formiat. Sannsynligvisbenyttes ogsåvanlig veisalt (NaCl) på E6 samt terminalområdet.det er lagt opp til at de høyeste konsentrasjoneneav propylenglykolfra avisingsplattformen samlesopp og ledestil tett tank for gjenvinning eller destruksjon (Utslippstillatelse). Vann med lav konsentrasjonav avisingskjemikalier ledestil biologisk rensedamfor såå førestil Heiabekken.I dettenotatet er detgjort enenkelvurderingav potensialetfor nedbrytningav propylenglykol/baneavisingi vannvedlavetemperaturer,deter sålangtmulig relaterttil Heiabekken. Hydro(geo)logiskeog geologiskeforhold ved Ryggeflystasjon Ryggeflystasjonligger på en morenerygg.kvartærgeologiskekart viser at moreneryggener dominert av moreneleire,over ligger stedvisaggradasjonssandog myr. Det serut til å være relativt mye sand/silti toppenved sørligedel av baneneher er undersøkelseri gangfor å kartleggekornstørrelsesf ordelingerog infiltrasjonsevnenærmere(per Kraft pers.med.). Det er ogsålag med vannbehandletmateriale(sand,silt) i morenen.mye av topplagsmassenepå NOTAT Side1 av 14

53 flyplassområdeter flyttet på/tilført. Under ca 2-3 m er det moreneleire- antattover hele området.formiatbasertebaneavisingsmidler og diffuse utslipp av propylenglykolvil kunne infiltrere sidearealenetil rullebanerog andretetteflater.infiltrasjonsevnenvil væreavhengig av jordaspermeabilitetog metningsgrad,men også væreavhengigav dannelsenav islagsom ofte skjerundersnøsmelting (Frenchog Binely, 2004).Dennefordelingenmellom infiltrasjon og overflateavreningvil hastorbetydningfor oppholdstidentil avisingsmidlenefør deev. når overflatevannkilder.oppholdstidenog nedbrytningspotensialeti grunnen vil bl.a. være avhengig av avstand til grunnvann.det er ikke gjort forsøk på å beregnehva denne transportveienvil gi avnedbrytningav avisingskjemikaliene. I Heiabekkensnedbørfelter arealenedominert av landbruksaktivitet(figur 1), dettebetyr at det øverstejordlaget er rikere på organiskmateriale enn underliggendemarine leirer som regnessomsværttette.landbruksarealener ogsådrenertslik at responstidenfra nedbørtil økt vannføring kan observeresi bekken er svært rask. Fordi det finnes få og ingen kontinuerligevannføringsmålinger i bekkener det storusikkerhetmed hensyntil beregninger avfortynningseffektergjennombekkeløpet. Innblandingav oksygeni bekkener viktig for nedbrytningsgradenav avisingskjemikaliene, dettevil ogsåværeavhengigav vannføring,hastigheterog bekkenstopografidafor eksempel små fall med turbulensgir økt innblandingmed oksygen.for å kunneberegnevirkning av oksygeninnblandingpå nedbrytningentrengsbedre grunnlagstallom bekkenstopografi og hastighetsfordelinggjennomden delen av året da det er sannsynligav avisingskjemikalier tilf øresheiabekken. Avisingskjemikalier De aktive stoffene i de kommersielle avisingskjemikaliene som brukes på Rygge er propylenglykol(avisingav fly) og kaliumformiat (rullebaner). Propylenglykol Kjemisk formel for Propylenglykol ogsåkalt 1,2propandioler oppgitti tabell2. Pågrunnav en lav n-oktanol/vannkoeffisient,log K ow = forventespropylenglykol(pg) å ha lav til ingen adsorbsjon, men vil kunne brytes ned (French et al, 2001). Avgjørende for NOTAT Side2 av 14

54 Heiabekken Ryggefly stasjon Vansjø/ Grimstadbukta Målepunktfor vannføring # # # ## # # # # Heiabekken RAMSAR-området i Kurefjorden Kilometers # # # Byggf.shp Jovaprøvepunktene.shp Veier.shp Vannflater.shp Veiflater Heiabekkeløpet.shp Andre innløp.shp Koterl.shp Jordsmonnskart.shp Nedbørfelt heiabekken.shp Annet areal.shp Figur 1. Kart overøvredeleravheiabekkensnedslagsfelt,mørk blå traseviserhovedløpet,lysblåvisertilførselsbekker.dyrka mark: hvit/orange NOTAT Side3 av 14

55 nedbrytningsprosessener vannetsoppholdstid,temperatursamt tilgang på oksygen, bakterierog næringsstoffer(mcgahey & Bouwer, 1992). Propylenglykolansessom relativt ufarlig i småkonsentrasjoner(ruddick,1972;yu & Sawchuk,1987),menkan gi forurensningsproblemerved høye konsentrasjonerog anaerobnedbrytning med dannelseav giftige merkaptaner.dannelseav merkaptanergir enlukt av rottenløk, noe somble observertomkring Fornebuda denneble benyttetsomhovedflyplass.lukt av merkaptanerkunneogsåmerkesomkring en ravine som mottok høyekonsentrasjoner avpropylenglykolfra dentidligeregardermoenlufthavn(1993og tidligere). Kaliumformiat Kjemisk formel for kaliumformiat er oppgitt i tabell 2. Formiat er ioneformen av maursyre,som finnes naturlig i miljøet. Kalium er et positivt ion som er et vanlig elementi naturenog et av næringsstoffenesom plantertrengerfor optimal vekst.fordi ionebyttekapasitet (CEC) er knyttet til negativeoverflater på leir partikler,vil det være lite adsorpsjonav negativeioner som formiat. Forsøkmed acetatsom er et liknende organisknegativtion vistelikevel en svakadsorpsjoni feltforsøki en grov sandjordpå Gardermoen(Frenchet al., 2001).En retardasjonskoeffisient,r, påca.1.2 ble beregnet. Fordi det er betydelig mer leire i sedimentene omkring Rygge flystasjon forventes mindreadsorpsjon.det er sværtusikkerthvor mye av det somslippesdiffust omkring Ryggeflystasjonsominfiltrerer grunnenog hvilke oppholdstiderdissestoffenehar før denåroverfaltevannkilder,sombekkerog lignende. Tabell2 Kjemiskformel for avisingskjemikalierog deresteoretiskeoksygenforbruk. Avisingskjemikalie Kjemiskformel KOF (mg/mg) Propylenglykol CH 3 -CH(OH)-CH 2 (OH) 1.68 Kalium formiat CHOOK 0.35 KOF, kjemiskoksygenforbrukvedfullstendignedbrytningi mg/mg Nedbrytning Bådepropylenglykol og formiat er småorganiske forbindelser(tabell 2) som er lett nedbrytbarei naturen(frenchet al, 2001; Hægstad,2003 m.fl.). Ved all nedbrytning kreveselektronakseptor,som under aerobeforhold er oksygen,de ulike stoffeneer derfor oppgitt med teoretisk oksygenforbruk. Nedbrytningen skjer ved hjelp av NOTAT Side4 av 14

56 bakterier, nedbrytningen vil derfor også være avhengig av mengder bakterier. Temperaturener ogsåavgjørendefor nedbrytningspotensialet.for å beregneeffekt av temperaturkan manbenytteahreniusfunksjonensomen grov tilpassningav virkingen av temperaturpå nedbrytningskoeffisienten. Videre er oppholdstidenavgjørendefor hvilken gradet stoff blir nedbruttinnenet gitt punkt. Viktige faktorerfor nedbrtyninger altså: Temperatur Bakteriemengde Oppholdstid Red-oksforhold Det er i Norge utført en rekke forsøk for å bestemmenedbrytningspotensialet for propylenglykol,acetatog formiat i undergrunns jord, dvs under de øverste20 cm av jordprofilet (French et al., 2002). De fleste er gjort under aerobe forhold. Noen halveringstiderberegnetunderlaboratorieog feltforsøker beskreveti tabell3. Tabell3. Halveringstiderfor ulike avisingskjemikalierberegnetunderlaboratorieog felt forholdog vedulike temperaturer(frenchet al., 2002) Forbindelse Halveringstid, T 1/2 (d) Forhold Referanse 1) 2) Felt/lab Utgangs Temp konsentrasj on (g/l) (º C) PG felt 1) Frenchet al., 2001 (umettet) 2) 15 Acetat 92 Sabir,2001 (mettet) Acetat 34 felt Frenchet al., Lab Stenrød,M., *,4 1.8 Lab, N+P 5 20 Torstveit, G., 2000 *, Alfnes, E., ,18 Lab 0.5,5 20 Mulen,TM., Lab Mørkved,P.T., 1998 Formiat 7 Lab 20 Roseth, R. og Bjørnstad,H., ) og 2) referrertil 1.og2. gangsbelastning For å sammenliknenedbrytingspotensialet i jord med potensialeti bekk kan man, forutsatt en 1. ordensnedbrytningsfunksjon,ta utgangspunkti bakterietallet.i følge NOTAT Side5 av 14

57 Bakkenet al., (2001)er bakterietalleti undergrunnsjordpåca pr. g jord, dvs.ca pr ml vann. I en bekk kan tilsvarendetall være ca pr ml vann (Heiabekkensbakterietaller ikke kjent og kan avvike betrakteligfra disseverdiene).i en eutrofbekk somheiabekkenmå sieså være kan antalletværehøyere.bakterietallet på partikkel overflatenei bekkenvil trolig værehøyereenni selvevannmassene.som utgangspunktfor nedbrytningsberegningener derfor tallene for undergrunnsjord benyttet. Fortynning Målinger av meteorologiske data er utført ved Rygge flystasjon. Gjennomsnittlig temperatur fordeling gjennom året, målt i perioden er vist i figur 2. Gjennomsnittelige nedbørmengder er vist i figur 3. Verdienefor 2003 er vist for å illustrere hvordan avviket mellom gjennomsnittet og et enkelt år kan være.ut fra temperatureneer det sannsynligat den største mengden avisningsmidler blir brukt mellom november og mars. Ettersomgjennomsnittet ligger over -5 C i de kaldeste månedeneer detogsåsannsynligat detkanværeflere smelteepisodergjennomvinteren, slik at tilf ørselenav avisingsmidler til naturbasertrenseanleggsamt Heiabekkenskjer gjennomhelevintersesongen.dersomsnømengderbyggersegoppgjennomvinterenvil man få en pulsbelastningmed avisingsmidler undersnøsmeltingen. Dettevil kunneha konsekvenserfor nedbrytingsgradenavavisingsmidler C Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des Figur.2 Månedligegjennomsnittsverdieravtemperatur( C), målt vedryggeflystasjon. Tilsvarendeverdierfor nedbør(figur 3) viser at de størstenedbørmengdenefaller om høsten,dettevil trolig gi høygrunnvannstandidet avisingssesongenbegynner,dettekan igjen føre til at en stor del av smeltevannetsominneholderavisingskjemikalier renner NOTAT Side6 av 14

58 av på overflaten,noe som redusereroppholdstiden til avisingskjemikaliene før de når overflatevannkildene m 60 m Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des Figur.3 Månedligegjennomsnittsverdierav nedbør(mm), målt vedryggeflystasjon. I tillegg til nedbrytningavavisingskjemikalier vil fortynningsomfølgeav vanntilførsler fra arealer upåvirket av flyplass fortynne konsentrasjonenav avisingskjemikalier. Følgendeverdierfor vannføringog hastigheterer oppgitti Promitek rapporten: Rygge flystasjon,overføringav Grimstadbekkentil Heiabekken,forprosjekt (Promitek, 2004). Grimstadbekken: Lavestemålte hastighet0.5m/s Kort responstid Høyestemålte vannføringi mars: ca0.2m 3 /s (nedbør+ snøsmelting) Heiabekken: Lavestemålte vannhastighet0.74m/s Høyestemålte vannhastighet2,5m/s Lavestemålte vannføring,27.feb./15.april:0.053m 3 /s Høyestemålte vannføring,16mars: ca m 3 /s, tilsvarer 200 m 3 /døgn (nedbør+ snøsmelting) Heiabekkensnedbørfelter beregnetil 8.34km 2 (NVE), arealetsompumping overføres til Heiabekkensnedbørfelter på 0.31 km 2, dvs. totalt 8.65 km 2. Det er noe usikkerhet knyttet til totalt arealsomdrenerermot Heiabekken,dennordredelenav flyplassenog omegnføresi bl.a. i drensrørmot Vansjø,noeav dettearealetligger innenfordet som naturlig er nedslagsfeltet til Heiabekken.Årlig avrenningberegnetfor Heiabekkens NOTAT Side7 av 14

59 nedslagsfelt:468mm/år (NVE), dvs128l/s km 2, summen for heleområdetblir dapåca 11 m 3 /døgn. Målingenerapporterti Promitek (2004) er utført der bekkeløpetkrysserjernbanetrase (se avmerking på kart, figur 1). Ut fra høydekotenepå kartet ligger målepunkteti overgangenmellom skrånendeterreng fra morene rygg og flate jorder ut mot Kurefjorden. Hastighetenesom er målt her er ikke nødvendigvisrepresentativefor hastighetengjennom hele bekkeleiet,to metoder for å beregneoppholdstider(t) i bekkener derforbenyttet. 1) Målt vannhastighet:t = X (avstand,m) : v (m/s) Lavesteog høyestemålte vannhastigheter benyttet. 2) Volumbasert:T = Volum av bekk(m 3 ) : Q (vannføringm 3 /døgn) Bekkenslengdeer om lag 5000m, dersomvi forutsetteren breddepå 1m og et dyp på 0.3m, blir totalvolumet av bekken 1500 m 3. Gjennomsnittlig døgnavrenningbasert på avrenningsverdier fra NVE er m 3 /døgn. Oppholdstiden blir da 0.36 døgn. Velger vi laveste vannføring målt i Heiabekken: m 3 /s (Promitek, 2004), eller 4 579,2 m 3 /døgn, blir oppholdstidenved 5000mer 3.3 døgn,dvs. en hastighetpå ca.0.02m/s denne verdiener brukt someksempel påmulig minimumsverdi, denneer sværtusikker ettersombekkensvolum ikke er kjent. Naturbasertrenseløsningtar svakt forurenset overvannfra avisingsplattformog 800m rulle- og taksebane,sørog vestsidenav flyplassen.den naturbaserterenseløsningener foreslått å bestå av en innløpsdam, meandrerendevåtmark i hellende terreng, et våtmarksfilter med strømning gjennom et mineralfilter og en utløpsdamslik det er illustrert i figur 4. Figur 4. Skisseav foreslåttnaturbasertrenseløsning NOTAT Side8 av 14

60 Beregnetoppholdstid i renseanlegget:40 timer, beregnetrensegrad50-80% (dette tilsvarer en halveringstid på omlag 1.4 døgn). Maksimal vannføring til naturbasert renseanlegg15 l/s. Det er beregnetat ca. 5 tonn PG tilføres rensefilteretpr. år. En midlereavrenningpå10 l/s vil gi enmidlerekonsentrasjonpå4 mg PG/l.Det er antydet enmaks konsentrasjonpå20-30mg PG/l. Ved en50-80%rensegrader det beregnetet utslipp fra renseanlegget til utløpsdampå 10 mg PG/l. Her vil konsentrasjonentrolig reduseresytterligerevedfortynningtil 2-3 mg PG/l (Promitek, 2004). Beregningav nedbryting og fortynning Dersomoppholdstidentil et stoff som tilsettes kontinuerlig til en bekk er kjent og vi forutsetterat detikke skjerfortynningkanvi beregnegjenværendemengderi vannfasen somfunksjonav tid: C t ( t) = C( t0 ) e (1) der C(t) er konsentrasjonenetter tiden t, C(t 0 ) er konsentrasjoneni innløpet og nedbrytningskoeffisienten. er Uten å ha foretatt undersøkelserav den faktiske nedbrytningshastigheteni bekken, hastigheterav vannetosv. kan disseberegningenekun illustrere betydningenav ulike prosesser.to ulike nedbrytningskoeffisienterer benyttet (0.02 d -1 og 0.2 d -1 som tilsvarer halveringstiderpå henholdsvis34 og 3.4 døgn) for å illustrere effekten av denneparameterensomikke er kjent for Heiabekken.Den totaleavstandenfra utslipp fra rensedamtil Kurefjorden er beregnet å være ca meter. Gjenværende konsentrasjoni bekkener beregnetfor ulike avstanderfra rensedam; 1000,2000,3000, 4000og 5000mfor ulike nedbrytningskoeffisiente r og hastigheter(0.5 m/s og 2.5 m/s). Resultateneer vist i Tabell 3. Som vi ser av tabellener det kun små mengder som fjernesmed dissenedbrytningskoeffisientenefordi oppholdstidener så kort, selv med denlavestevannføringener restmengdenrelativt høy. For å illustrere betydning av fortynning har vi benyttet målte maksimale vannføringsverdierfor bekkenesomtenkessammenslått,grimstadbekken(0.2 m 3 /s) og Heiabekken(0.143m 3 /s). Dette vil gi en reduksjonav konsentrasjoni tilsvarende0.7. NOTAT Side9 av 14

61 Beregnedekonsentrasjonersomfølge av både nedbrytningog fortynning, gir følgende gjenværendekonsentrasjonsandeler (Tabell4) Tabell 3 Gjenværendeandel,dvs. C(t)/C(t 0 ) i likn.(1), av kontinuerlig tilsatt mengde avisingskjemikalieetterulike avstanderfra rensedam,forutsattto hastigheterog ingen fortynning. Avstandfra Hastighet:0.02m/s Halveringstider: Hastighet:0.5m/s, Halveringstider: Hastighet:2.5m/s, Halveringstider: rensedam (m) 34 døgn 3.4 døgn 34 døgn 3.4 døgn 34 døgn 3.4 døgn Tabell 4. Gjenværendeandel av kontinuerlig tilsatt mengdeavisingskjemikalieetter ulike avstanderfra rensedam,forutsattto hastigheterog fortynning som skyldesmøte medheiabekken. Avstandfra Hastighet: 0.02 m/s, Hastighet: 0.5 m/s, Hastighet: 2.5 m/s, rensedam Halveringstider Halveringstider Halveringstider (m) 34 døgn 3.4 døgn 34 døgn 3.4 døgn 34 døgn 3.4 døgn For å illustrere hvordantallenei tabell 3 og 4 kan benyttesfor å gjøre groveestimat brukes følgende regneeksempel:3 mg PG/l forlater rensedammeni en periode i vinterhalvåret.ved Kurefjorden (etter ca. 5000m) vil konsentrasjoneni vannetsom følge fortynning og nedbrytningmed moderatvannføring(seskravertcelle i tabell 4) være: 3 mg PG/l x = 2 mg PG/l. Det gjøresoppmerksompå at dette er et koservativtfortynningsestimat.fortynningener kun beregnetpå basisav maksimale NOTAT Side10 av 14

62 vannføringsmålingerutflørt ved jernbaneovergang(fig. 1), flere tilførselsbekker nedstrømsvil gi ytterligerefortynning. Utfra en arealbetraktningder drenertflyplass areal arealet overført til Heiabekkenutgjør 3.7 % av det totale nedbørfeltettil Heiabekken,og det er lik avrenningfra hele nebørfeltetkan det væreopp mot 27 gangerfortynning av vann som forlater flyplassenfør bekkennår Kurefjorden.For å bedredisseestimateneer det viktig at de totaletilførslenekartleggesbedreog at man ogsåfår bedrekunnskapom oppholdstideri ulike delerav vannveiene. Konklusjon og anbefalinger Beregningenesom er gjort her viser at fortynning potensielthar størstbetydningfor reduksjon i avisingskjemikaliekonsentrasjon i Heiabekken. Dersom avisingskjemikalienehar lav lav konsentras jon vil nedbrytningenskje aerobtog være lite problematisk.i virkelighetenvil det værestorevariasjoneri vannføring,illustrert ved vannføringsmålingeri Grimstadbekken(Promitek,2004).Det vil ogsåtrolig være konsentrasjonsforskjeller i vannetsomtilføres Heiabekken,detteer forutsetningersom ikke er tatt med i nevnte beregninger.tallene kan likevel brukes som grove tommelfinger estimat på mulige rense- og fortynningseffekter.for å bedre disse estimatenebør manfå bedreoversiktover tilførsler til Heiabekkenbådei tid og rom. I henholdtil utslippstillatelsenkrevesdet et programfor resipientovervåking,dette er fornuftig. Det gjøresher oppmerksompå at Jordforsk(gjennomJOVA programmet) nylig har etablert målestasjon for kontinuerlig måling av vannføring samt vannproporsjonalvannprøvetaking, for kvalitetsanalyser.det vil væreenfordel om slik overvåkingsamordnes. Nedbrytningskapasiteteni bekken vil væreavhengigav bakteriemengder.de fleste bakterierfinnes på overflater,dvs. på steiner og planteri bekken.i periodermed lav temperaturkan nedbrytningskonstantenværelavere enn denminstesomer brukt her. Detteer noesombørundersøkesnærmereunderrealistisketemperaturforhold. Ofte er næringstilgangen begrensende faktor for nedbrytningen, fordi det er stor landbruksaktiviteti nedslagsfeltetil Heiabekkenvil dette sannsynligvisikke være begrensendeher. Trolig er lav tempreaturundersnøsmeltingviktigste begrensningfor nedbrytningsaktiviteti Heiabekkeni denne perioden. Oksygentilgangenvil kunne begrense nedbytningshastighetendersom nedbrytningsaktiviteten blir høy og innblandingmedoksygener for lav eller for langsom.det er derforviktig å sørgefor at anaerobeforhold ikke oppstårogsåpga luktulemperdettevil kunnegi. Svovel er en NOTAT Side11 av 14

63 bestanddelav merkaptaner.svovelkonsentr asjoner(stikkprøver)på omkring 6,6 mg/l er målt i bekkenegrimstadbekken,mongstadbekken,og Fredskjærbekken(data fra Sft). Svovelvil ogsåfinnesi rikelige mengderi områdenelengrenedstrømsfordi det her er marineavsetninger,det er derfor sannsynligat merkaptanervil kunnedannes dersomforholdeneblir anaerobe.utfellinger med jern og mangankan ogsåoppstå nedstrømssonermedanaerobeforhold der det igjen er størretilgang på oksygeneller andreelektronakseptorersomfor eksempelnitrat. Dersomslike problemeroppstårgir det ofte synlige effekter langsbekkeløpet, et overvåkingsprogrambør ogsåfølge opp med slike observasjoner.det understrekesimidlertid at problemet med anaerobe forhold kun vil væreet problemdersomkonsentrasjonermedpropylenglykoler langt høyereenndet somer beregnether,detmåsamtidigværehøynok temperaturtil at det kanskjenoesærligomsetning. Vannkvalitetsanalysene i Grimstadbekken,Mongstadbekken,og Fredskjærbekkenviser lavt innhold av fosfor, dissebekkenedrenererområderuten mye jordbruksaktivitet. Trolig er nedbrytningskapasitetenderfor mindrei dissebekkeneenni Heiabekken,og risikoen for anaerobeforhold ogsåværemindre. Bekkenesom fortsatt drenerermot vannsjøhar kort oppholdstid,dettevil somillustrert i tabell 3 væresterktbegrensende pånedbrytningspotensialet. Referanseliste Alfnes,E. (1998)Phosphorouslimitation in biodegradationof acetatein subsoil,report for JF330,Agricultural Universityof Norway. Bakken,L.R, Frostegård,Å., Gomes,N.C., Mørkved, P.T. Søvik, A.K., Swensen,B. (2001)Jordprofilet et effektivt biologisk renseverk.i Kitterød,N.O. (red.).spredning av forurensning i grunnen. En populærvitenkapelig oppsummering av Gardermoprosjektet. Inst. For Geol.UiO. Rapportnr 74,s French,H.K., Bakken L. and vand er Zee, S.E.A.T.M.(2002),Natural attenuationof airportpollutantsin theunsaturatedzone- studiesat Gardermoen,Norway, In: Current problemsof hydro-geologyin urbanareas,urban agglomeratesand industrial centres, Eds: Ken W.F. Howard and Rauf I. Israfilov, Nato AdvancedResearchWorkshop/ , 2001/Baku,Azerbaijan,Nato ScienceSeries,IV. Earth and Environ- NOTAT Side12 av 14

64 mentalsciences,iv/vol.8/2002, Kluwer Academic PublishersDordrecht,The Netherlands,ISBN ,p French,H.K., Van der Zee,S.E.A.T.M. and Leijnse,A. (2001)Transportanddegradation of propyleneglycolandpotassiumacetatein theunsaturatedzone.journal of ContaminantHydrology, 49, French,H.K. and Binley, A. (2004) Snowmelt Infiltration: Monitoring Temporaland SpatialVariability usingtime-lapseelectricalresistivity.journalof Hydrology,297,1-4, Hægstad,M. (2003)Nedbrytningskinetikkog farandringeri detmikrobiellesamfunneti undergrunnsjordettertilsatsav ulike karbonsubstrater,inkludertc1 forbindelser.cand. Sc.avhandlingNLH, Institutt for kjemi og bioteknologi. McGahey,C. ande. J. Bouwer(1992). Biodegradationof ethyleneglycol in simulated subsurfac environments. Wat.Sci.Tech.26(1-2): Mørkved,P.T. (1998)Romlig Heterogenitet i Mikrobiell Nedbrytningav Acetati Undergrunnsjord(SpatialHeterogeneityof Microbial Degradationof Acetatein Subsoil), Masterthesis,Agricultural University of Norway, Departmentof Soil and Water Sciences,pp Mulen, TM. (1999) Biologisk nedbrytningav kaliumacetati undergrunnsjord(microbial degradationof potassiumactetatein sub-soil)masterthesisagricultural University of Norway. Promitek,(2004) Forsvarsbygg.Rygge flystasjon. Overføring av Grimstadbekkentil Heiabekken.Forprosjekt.PromitekAS Rapportnr.: ,Revisjonnr.1 Roseth,R. and Bjørnstad,H. (1998) Airport stormwatertreatmentin constructedsoil filters - degradationof a new runwaydeicier;aviform L50TM, in T. NystenandT. Suokko(eds.),Deicing and Dustbinding- Risk to Aquifers, Heslinki, Finland, ,Nordic HydrologicalProgrammeReportNo. 43, pp RuddickJA (1972)Toxicology,metabolism,andbiochemistryof 1,2-propanediol. Toxicol App Pharmacol,21: NOTAT Side13 av 14

65 Stenrød,M. (1997)Mikrobiell NedbrytningAv Kaliumacetati Undergrunnsjord,[Master thesis]the Agricultural University of Norway, Departmentof Soil andwatersciences,pp Torstveit, G. (2000) Growth, Attachmentand Releaseof Microorganismsin Subsoil, Studiedby DensityGradientCentrifugationand EpifluorescenceMicroscopy,Rep.for JF330,Agricultural Universityof Norway Yu, D.K. and Sawchuk,R.J.(1987).Pharmacokineticsof propyleneglycol in therabbit. J PharmacokinetBiopharm.Oct;15(5): NOTAT Side14 av 14

66