Overvannshåndtering i urbane områder bidrag til økosystemtjenester

Transkript

1 TEKNA-konferanse Overvannshåndtering i urbane områder bidrag til økosystemtjenester 15. okt NORWAT Sondre.meland@vegvesen.no

2 Økosystemtjenester Opplevelses- og kunnskapstjenster Grunnleggende livsprosesser Forsynende tjenester Regulerende tjenester «Økosystemenes direkte og indirekte bidrag til menneskelig velferd» okt NORWAT

3 Økosystemtjenester Rekreasjon Kunnskap og læring Opplevelses- og kunnskapstjenster Grunnleggende livsprosesser Fotosyntese Primærproduksjon Vannkretsløp Evolusjonære prosesser Forsynende tjenester Regulerende tjenester Mat Ferskvann Genetiske ressurser Luftkvalitetsregulering Klimaregulering Vannstrømsregulering Vannrensing okt NORWAT

4 Blå-grønne overvannsløsningers bidrag til økosystemtjenester Økosystemtjenester Rekreasjon Kunnskap og læring Opplevelses- og kunnskapstjenster Grunnleggende livsprosesser Fotosyntese Primærproduksjon Vannkretsløp Evolusjonære prosesser Forsynende tjenester Regulerende tjenester Mat Ferskvann Genetiske ressurser Luftkvalitetsregulering Klimaregulering Vannstrømsregulering Vannrensing 3 «The benefits human beings may obtain from the semi-natural (managed) environment can be reffered to as ecosystem services» Kilde: Scholz M, Uzomah VC, Almuktar SAAAN, Radet-Taligot J. 4 Selecting Sustainable Drainage Structures Based on Ecosystem Service 15. okt Variables Estimated by Different Stakeholder Groups. Water 2013; 5: NORWAT

5 Blå-grønne overvannsløsninger kan bidra i et bredt spekter av økosystemtjenester Opplevelses- og kunnskapstjenster Grunnleggende livsprosesser Forsynende tjenester Regulerende tjenester Kilde: Scholz M, Uzomah VC, Almuktar SAAAN, Radet-Taligot J. 5 Selecting Sustainable Drainage Structures Based on Ecosystem Service 15. okt Variables Estimated by Different Stakeholder Groups. Water 2013; 5: NORWAT

6 Økosystemtjenester Blå-grønne overvannsløsninger kan bidra i et bredt spekter av økosystemtjenester «SUDS triangle» Kvantitet (fordrøyning) SUDS = Sustainable Urban Drainage Systems Rekreasjon Kunnskap og læring Opplevelses- og kunnskapstjenster Grunnleggende livsprosesser Fotosyntese Primærproduksjon Vannkretsløp Evolusjonære prosesser Forsynende tjenester Regulerende tjenester Mat Ferskvann Genetiske ressurser Luftkvalitetsregulering Klimaregulering Vannstrømsregulering Vannrensing 3 Biodiversitet Kvalitet (rensing) 15. okt NORWAT 6

7 Rensegrad: Skullerud E6, Oslo SS [kg] maj aug nov feb maj Total P [kg] maj aug nov feb maj Bioav. P [kg] maj aug nov feb maj Inflow Outflow Total PAH [g] maj aug nov feb maj 4-PAH [g] maj aug nov feb maj Oil & fat [kg] maj aug nov feb maj Total N [kg] maj aug nov feb maj Pb [g] maj aug nov feb maj Cd [g] 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 maj aug nov feb maj Cu [g] maj aug nov feb maj 0 maj aug nov feb maj Kilde: modifisert/kopiert fra Jes Vollertsen, Universitetet i Aalborg. 15. okt NORWAT Foredrag under Nordisk vegforum (NVF-seminar, 2013). Zn [g]

8 Tilstandsklasse Vannkvalitet/forurensningsgrad rensedammer Høy forurensningsgrad skyldes hovedsakelig høye kons av Cu og Zn 2 1 Figur 20. Rensebasseng klassifisert etter Klima- og forurensningsdirektoratet (Klif) sine tilstandsklasser for miljøkvalitet i ferskvann. Figuren viser den dårligste tilstandsklassen som vannkvaliteten i rensebassengene kan klassifiseres til, på bakgrunn av vannprøver samlet inn i juni Rødt betyr at vannkvaliteten i bassenget var svært dårlig på grunn av høye verdier av et eller flere av de tre metallene kobber (Cu), sink (Zn) og kadmium (Cd), oransje betyr at vannkvaliteten var dårlig, gul betyr moderat vannkvalitet og grønn betyr god vannkvalitet. Kilde: Johansen SL, Thygesen H. Økologisk risikovurdering med biotisk 15. okt ligandmodell: en feltstudie av tunnelvaskevann og vegavrenning i NORWAT rensebasseng. Statens vegvesen rapporter Nr. 230, Oslo, 2013, pp

9 1 Forurensningsnivå i sediment fra rensebassenger E18/E6 2 Rensebasseng Gødetap As Cd Cr Cu Pb Ni Zn Hydrokarboner Frogntunnelen , Kambo 17 5,6 0, Ringstad gartneri 8,8 8,9 0, Idrettsveien 15 5,6 0, Nordby 1,2 1,3 0,1 5,4 5 4,6 2, Solli 10 5,1 0, Bjørnstadgrenda 15 9,3 0, Høysandveien 5,3 8,1 0, Vikshaugen 11 4,9 0, Sekkelsten øst 7,8 8,3 0, Hjelmungen 3,9 2,8 0, Svinesund 7,1 2,7 0, Langbakk bro 4,3 7,8 0, Minnesund 2,7 4 0, Kjeksrud sør 4,5 6,8 0, Hvittingsrud 4,2 8 0, Nygård 10 7,1 0, Borre 3,1 3,5 0, ,1 7, Emmerød 6,4 5,1 0, Miljødirektoratets EQS: Veldig dårlig Dårlig Moderat God Bakgrunnsnivå Enhet: mg/kg 15. okt Kilde: Lund Johansen S, Thygesen H, Meland S. Kjemisk karakterisering av sediment i rensebassenger NORWAT for vegavrenning. Vann 2014; 1:

10 Screening av andre miljøgifter i sediment Nordbytunnelen, E6 Akershus Vassum rensebasseng: Mottar tunnelvaskevann fra tre tunneler, m 3 forurenset sediment fjernet. Høye konsentrasjoner av metaller (Cu og Zn), hydrokarboner og flere PAH er Kilde: Meland S. Kjemisk karakterisering av sediment fra Vassum 15. okt sedimenteringsbasseng. Statens vegvesens rapporter Nr. 94, Oslo, 2012, pp. 19. NORWAT 10

11 Screening av andre miljøgifter i sediment Organofosfater Flammehemmere Plastmyknere Hydraulikkoljer Betong Toksistet lite kjent Flammehemmere Tungt nedbrytbare Hormonforstyrrende Nordbytunnelen, E6 Akershus Bunnstoff på skip PVC og i polyuretan skum Understellsbehandling? Tungt nedbrytbare Hormonforstyrrende Stoffer med PBT-egenskaper (persitente, bioakkumulerende, toksiske) Bromerte forbindelser Tinnorganiske forbindelser Alkylfenoler Maling og lakk Rengjøringsmidler Dekk Hormonforstyrrende 15. okt Kilde: Meland S. Kjemisk karakterisering av sediment fra Vassum sedimenteringsbasseng. Statens vegvesens rapporter Nr. 94, Oslo, NORWAT 2012, pp

12 Blå-grønne overvannsløsningers bidrag til økosystemtjenester Økosystemtjenester Kvantitet (fordrøyning) Rekreasjon Kunnskap og læring Opplevelses- og kunnskapstjenster Grunnleggende livsprosesser Fotosyntese Primærproduksjon Vannkretsløp Evolusjonære prosesser Forsynende tjenester Regulerende tjenester Mat Ferskvann Genetiske ressurser Luftkvalitetsregulering Klimaregulering Vannstrømsregulering Vannrensing 3 «Rensedammer er mer enn bare fordrøyning og rensing!» Biodiversitet Kvalitet (rensing) 15. okt NORWAT 12

13 Biodiversitet i franske rensebassenger Rensebassenger vs. naturlige dammer: forskjellig mhp abiotiske faktorer diversiteten og artsrikdommen var sammenlignbar rensebassenger hadde høyere tilstedeværlese av arter av mindre størrelse og kortere livvssyklus 7 amfibiearter påvist, noe mindre tilstedeværelse i rensebassenger «Rensebassenger kan bidra positivt til biodiversiteten i et spesifikt landskapsområde også i en regional målestokk» 15. okt NORWAT 13

14 Studie av 4 SUDS i over 5 år 66 arter Flest billearter (17), 1 rødlisted billeart, 1 fremmedart (snegle) Reduksjon i arter over tid, men «arter kom og gikk» Veletablert samfunn innen 2-3 år Økte biodiversiteten i området, da de nærmeste naturlige dammer er over 3 km unna okt NORWAT

15 Hva med norske rensebassenger? Basert på 23 innsamlinger (6 år) Artsrikdommen av vannkalver synes å være større i rensedammer sammenlignet med andre dammer rensebasseng ~ 15 arter naturlige dammer ~ 5-10 arter Vassum rensebasseng (E6, Akershus) som mottar tunnelvaskevann har en ekstrem høy artsrikdom av vannkalver, 30 arter dokumenter Kilde: Ole Wiggo Røstad, Norges miljø og biovitenskapelige universitet (NMBU) 15. okt NORWAT 15

16 Biodiversitet i rensedammer Vannlevende organismer 12 rensebassenger Håvprøver og feller Samlet inn i april, juni, august og oktober Innsamling fortsetter ut 2014 (UiO, Naturhistorisk museum) 15. okt Kilde: Thygesen H. Biodiversity in wet sedimentation ponds constructed for road runoff: Biodiversitet i rensebasseng som mottar avrenningsvann fra veg. Universitetet for miljø- og biovitenskap, Ås, 2013, pp NORWAT

17 Biodiversitet i rensedammer (Thygesen 2013) Other Cladocera Mollusks Til dels høye konsentrasjoner av metaller, PAH/hydrokarbone, næringsstoffer og vegsalt 60 Chironomidae % Oligochaeta Amphibians Heteroptera 115 taxa funnet gjennom en sesong 20 Coleoptera 10 0 SKU TAN TAK TAS NOS VAS FIU SAS IDR KAB NOR ENE WSP Ephemeroptera Trichoptera Odonata Trafikk, vannkvalitet og damstørrelse var av størst betydning 15. okt Kilde: Thygesen H. Biodiversity in wet sedimentation ponds constructed for road runoff: Biodiversitet i rensebasseng som mottar avrenningsvann fra veg. Universitetet for miljø- og biovitenskap, Ås, 2013, pp NORWAT

18 Biodiversitet i rensedammer; rødlistearter (Thygesen 2013) Rødlistearter: Ilybius guttiger 6 billearter Brychius elevatus (larve) NT Hygrotus confluens (adult) NT Ilybius guttiger (adult) NT Ilybius quadriguttatus (adult) NT Triturus vulgaris P (adult) NT Plateumaris braccata (adult) VU Rødlistearter: Amfibier Triturus sp. (larve/adult) NT/VU Rana sp. (larve) 15. okt Stor salamander Foto: Jan Rabben ( Kilde: Thygesen H. Biodiversity in wet sedimentation ponds constructed for road runoff: Biodiversitet i rensebasseng som mottar avrenningsvann fra veg. Universitetet for miljø- og biovitenskap, Ås, 2013, pp NORWAT

19 Negative tjenester (ecosystem disservices)? Blå-grønne overvannsløsningers bidrag til økosystemtjenester Kvantitet (fordrøyning) Biodiversitet Kvalitet (rensing) Rensedammer er mer enn bare fordrøyning og rensing! 15. okt NORWAT 1) Hvilken konsekvens har det for organismene? 2) Vil rensebassengene fungere som en økologisk felle? 3) Vil rensebassengene være en kilde til spredning av miljøgifter i næringskjeden? 15. okt NORWAT 19

20 Negative tjenester (ecosystem disservices)? Insekt er en viktig organismegruppe i de fleste økosystemer Livsstadier både i vann (akvatisk) og på land (terrestrisk) kilde til spredning av miljøgifter oppover i næringskjedene og på tvers av økosystem Metamorfose (skallskifte og endring fra larve til voksenstadiet viktig) viktig i forhold til bioakkumulering og biomagnifisering Kilde: Kraus JM, Walters DM, Wesner JS, Stricker CA, Schmidt TS, 20 Zuellig RE. Metamorphosis Alters Contaminants and Chemical Tracers 15. okt in Insects: Implications for Food Webs. Environmental Science & NORWAT Technology 2014; 48:

21 Spredning av miljøgifter igjennom næringskjeden, fra vann (akvatisk) til land (terrestrisk) Metaller og PAH høyest konsentrasjoner i larvestadier, mens f.eks. PCB biomagnifiserte og var høyest konsentrasjon i voksenstadiet. Fettløselige miljøgifter størst risiko for å bli overført fra akvatiske økosystem/næringskjede til terrestriske økosystem/næringskjede LITE STUDERT! Relative potential contaminant exposure for consumers of larval or adult insects. Above x-axis = concentration in adults/larvae; Below x-axis = concentration in larvae/adults; 1 x = larval and adult concentrations are equal. Weighted means for contaminants with multiple observations are presented. Note: values below axis break are not to scale. Kilde: Kraus JM, Walters DM, Wesner JS, Stricker CA, Schmidt TS, 15. okt Zuellig RE. Metamorphosis Alters Contaminants and Chemical Tracers NORWAT in Insects: Implications for Food Webs. Environmental Science & Technology 2014; 48:

22 Akkumulering av 30 metaller i buttsnute frosk (Rana temporaria) Photo: Kjell Isaksen Innsamling av froskeegg og rumpetroll i en periode over 6 uker (mai-juni 2012) Opptak av metaller og fysiologiske effekter (biomarkører) Vassum Cu (max 25 µg/l) Zn (max 94 µg/l) Pb (max 2.0 µg/l) Skullerud Cu (max 13 µg/l) Zn (max 53 µg/l) Pb (max 1.5 µg/l) Na (max 580 mg/l) Na (max 68 mg/l 15. okt Johansen SL. Element accumulation and levels of four biomarkers in common frog (Rana temporaria) tadpoles in two sedimentation ponds and naturally occurring pond. Universitetet for miljø- og biovitenskap, Institutt for naturforvaltning, Ås, 2013, pp NORWAT

23 Metall gradient Akkumulering av 30 metaller i buttsnutefrosk (Rana temporaria) Photo: Lund Johansen 15. okt Figure19. Developmental stages at Vassum at the different samplings from day 1 to 35. Johansen SL. Element accumulation and levels of four biomarkers in common frog (Rana temporaria) tadpoles in two sedimentation ponds and naturally occurring pond. Universitetet for miljø- og biovitenskap, Institutt for naturforvaltning, Ås, 2013, pp NORWAT

24 Oksidativ stress Metall gradient Akkumulering av 30 metaller i buttsnutefrosk (Rana temporaria) 15. okt Johansen SL. Element accumulation and levels of four biomarkers in common frog (Rana temporaria) tadpoles in two sedimentation ponds and naturally occurring pond. Universitetet for miljø- og biovitenskap, Institutt for naturforvaltning, Ås, 2013, pp NORWAT

25 Akkumulering av 30 metaller i buttsnutefrosk (Rana temporaria) >400 fullutviklede rumpetroll døde som følge av vask av Nordbytunnelen, tunnelvaskevannet kan være ekstremt giftig 15. okt Johansen SL. Element accumulation and levels of four biomarkers in common frog (Rana temporaria) tadpoles in two sedimentation ponds and naturally occurring pond. Universitetet for miljø- og biovitenskap, Institutt for naturforvaltning, Ås, 2013, pp NORWAT

26 Effekten av vegsalt på salamanderlarver Relevante saltkonsentrasjoner! Fig. 2 Photographic examples of developmental deformities in each score class (medium = 1500 mg Cl/L, high = 2000 mg Cl/L). Kilde: Gareth et al (2013). Increased frequency and severity of developmental deformities in rough-skinned newt ( Taricha granulosa ) embryos exposed to road deicing salts (NaCl & MgCl2) Kilde: Hopkins GR, French SS, Brodie Jr ED. Increased frequency and 26 severity of developmental deformities in rough-skinned newt (Taricha 15. okt granulosa) embryos exposed to road deicing salts (NaCl & NORWAT MgCl2). Environmental Pollution 2013; 173:

27 Oppsummering Blå-grønne overvannsløsningers bidrar innen økosystemtjenester ved bl.a. å fordrøye rense opprettholde naturmangfold og biodiversitet Rensedammer kan være en «økologisk felle», særlig de som mottar tunnelvaskevann Vi behøver mer kunnskap om blå-grønne overvannsløsninger, spesielt tema utover fordrøyning og rensing Øyenstikkerlarve (libelle) (foto: Karsten Sund, Naturhistorisk museum) 15. okt NORWAT

28 Takk for meg! okt Øyenstikkerlarve (libelle) (foto: Karsten Sund, Naturhistorisk museum) 28 NORWAT