Klimaendringer og drikkevannskilder. Viktige pågående prosjekter. Innhold. Klimaendringer Drikkevannskilder og utfordringer

Transkript

1 Klimaendringer og drikkevannskilder Helge Liltved Norsk institutt for vannforskning (NIVA) VAnndammen 2010, Narvik november 1 Viktige pågående prosjekter Tilpasning til ekstremvær i norske kommuner Samarbeid mellom NIVA, NILU, NIKU, Bioforsk, NINA, NIBR og CICERO. Drikkevann sentralt. Oppdragsgiver: Forskningsrådet. Se Ansvar og virkemidler ved tilpasning til klimaendringer Samarbeid mellom NIBR, CICERO, TØI, NIVA. CIENS-rapport: Nr Oppdragsgiver: NOU Klimatilpassing Klimatilpasningstiltak i VA-sektoren Beskriver prosjekter og FoU-behov knyttet til klimatilpasningstiltak i VA-sektoren i Norge. Oppdragsgiver Norsk Vann Innhold Klimaendringer Drikkevannskilder og utfordringer Kjemiske Mikrobiologiske Kildebeskyttelse, klausulering Behandling og transport Oppsummeringer 3

2 Klimaendringer i Nord-Norge mot år 2100 Temperaturøkning; 2ºC sommer og 3ºC vinter Økningen minst i vestlige strøk, størst i Varanger og indre Finnmark Nedbør; 20-30% økning, mest høst og vinter Størst økning på kysten av Finnmark Mer ekstreme nedbørsperioder 4 Er norsk drikkevann spesielt utsatt? Over 90% av drikkevannet kommer fra overflatevann Utsatt for forurensninger fra omgivelsene Klimaendringer og drikkevannskvalitet Drikkevann skal være hygienisk betryggende, klart og uten framtredende lukt, smak eller farge. Det skal ikke inneholde fysiske, kjemiske eller biologiske komponenter som kan medføre fare for helseskade i vanlig bruk (Drikkevannsforskriften). Drikkevannskvaliteten kan forringes ved at: Drikkevannskildene forurenses - Vannbehandlingen ikke fungerer optimalt - Vannet tilføres forurensning under transporten - Uheldige mikrober vokser opp i ledningsnettet - Alt dette kan påvirkes av nedbør/temperatur og dermed av klimaendringer - Påvirkes av samfunnsutviklingen generelt: Endret arealbruk, industri og landbruksaktiviteter i nedbørfeltet, smittepress, praksis m.h.p vannbehandling, grad av fornyelse av ledningsnett, kompetanse VA- personell 6

3 Vannkilder i Nord-Norge Overflatekilder Mye vann av generelt god kjemisk vannkvalitet, lavt innhold av humus og partikler, surt vann Kan være utsatt for mikrobiell forurensning Klimaendringer i form av høyere temperatur og økt nedbørsintensitet kan skape problemer 7 Potensielle problemer Endringer i kjemisk sammensetning Eksempel fargetall fra Harstad, Storvann Nord har vist verdier på Pt/ml og en stigende tendens. Endring i mikrobiologisk sammensetning Avrenning fra landbruk og avløpsanlegg Beitedyr i nedbørsfeltet Sau, rein, storfe, store nedslagsfelt, vanskelig med inngjerding Fugl Kan være problem, spesielt for utildekkede rentvannsmagasin Små vannverk Problemer med effektiv klausulering Drifspersonell 8 Hva er naturlig organisk materiale (NOM)? Def: Synteseprodukter fra nedbrutt vegetasjon Organiske forbindelser som varierer i størrelse og funksjonalitet 2 10 Måles normalt som fargetall (mg Pt/l) eller som totalt el. løst organisk karbon (TOC/DOC) 9

4 Fargeøkning i drikkevannskilder Maridalsvannet Fargetall, mg Pt/l Fargetall, mg Pt/l Rore jan. 74 jan. 76 jan. 78 jan. 80 jan. 82 jan. 84 jan. 86 jan. 88 jan. 90 jan. 92 jan. 94 jan. 96 jan. 98 jan. 00 jan. 02 jan. 04 jan. 06 Økte mengder humus -Økt lukt og smak -Kloreringsbiprodukter -Redusert effekt desinfeksjon -Nedslamming/begroing ledningsnettet -Økt mobilitet av tungmetaller Behov for å etablere fargefjerning i vannbehandlingen. Økonomiske og driftsmessige konsekvenser. Kilder: VAV Oslo og Arendal kommune 10 TOC-økning i innsjøer TOC, mg/l 6,0,0 4,0 3,0 2,0 Nord-Norge Øst-Finmark Hele landet (n=76) 1,0 0, Sammenheng mellom nedbør og fargetall Sterk nedbør og flom kan forårsake rask reduksjon i råvannskvaliteten Eksempel: Fargetall i Maridalsvannet Oslo, høsten Nedbør, avvik fra normal, mm nov.2000 sept.2000 Konsentrasjon, mg/l Oset Fargetall TOC 12

5 Klimaendringer og mikrobiell forurensning av drikkevannskilder Flere studier har vist at kraftig nedbør kan føre til: Økt tilførsel av sykdomsfremkallende bakterier, virus og parasitter til drikkevannskilder Kilder: Avrenning fra områder med dyreavføring (gjødsellagre, beiteområder, husdyr, ville dyr) Lekkasjer eller overløp fra avløpsledninger, avløpsløsninger i spredt bosetting og renseanlegg Kraftig nedbør gjerne kombinert med ikkeoptimal vannbehandling, har vært forbundet med mange vannbårne utbrudd utenlands. Eksempel fra Norge: Giardia-utbruddet i Bergen i 2004 (100 bekreftet syke). 13 Eksempel på mikrobiologisk belastninger fra elv med beitedyr i nedslagsfeltet ved nedbør Date Rainfall previous 24 hours Water flow (L/min) Coliforms (MPN/min) E. coli (MPN/min) Intestinal enterococcus (cfu/min) Parasites (cysts or oocysts/min) mm x x x Giardia 21 Crypto x 10 9 x x 10 4 < 2 Giardia < 2 Crypto 14 Humanpatogener i drikkevannskilden Forekomst av patogener i drikkevannskilder tilsier at det finnes smittebærere i nedbørfeltet Endringer i samfunn og klima kan føre til økt utbredelse av infeksjonssykdommer hos dyr og mennesker i Norge mer smittestoffer i avføringen 1

6 Klimaendringer og mikrobiell forurensning av drikkevannskilder Individer i akutt sykdomsfase kan skille ut store mengder patogener. Mennesker: opp til virus/gram avføring (septiktank: virus/l), 10 7 parasitter/gram avføring Kalver: Opp til 10 7 parasitter/gram avføring Avføring kan ha et stort forurensningspotensiale 16 Mikrobiell forurensning av drikkevannskilder Størst trussel: Patogener med høy overlevelse i miljøet, resistente mot desinfeksjonsmetoder, lav infektiv dose Tiltak: Beskyttelse av drikkevannskilder og tilførselsbekker (eks. beiteforbud, unngå gjødsel fra husdyr, vegetasjonssoner, rydd opp i usikre avløpsløsninger, unngå nyetableringer) Overvåkning av forurensningskilder og råvann (spesielt under nedbør og flom) Sikker vannbehandling/desinfeksjon (2 hygieniske barrierer i vannbehandlingen), overvåkning av vannbehandlingsprosesser 17 Kilden som hygienisk barriere Økt temperatur Lengre perioder med fullsirkulasjon og manglende islegging i innsjøer Økt fare for transport av forurenset overflatevann til dypvannsinntak. Redusert effekt av dypvannsinntak som hygienisk barriere Vind 18

7 Eksempel på hygieniske barrierer, kildebeskyttelse + UV Vannkilde med tilhørende nedbørfelt er rimelig godt sikret Betinger liten eller ingen menneskelig forurensende aktivitet i nedbørfeltet. Pluss tilstrekkelig dimensjonert desinfeksjonstrinn UV-bestråling hvor det er lagt inn ekstra sikkerhet ved dimensjonering i forhold til mulige endringer i råvannskvalitet Eller at man har et klorerings- og et UV-anlegg i serie. 19 Klimaendringer og vekst i drikkevannskilder - Mer nedbør og flom (avrenning og erosjon) gir økt tilførsel av næringsalter, samt økt temperatur - Hyppigere og kraftigere oppblomstring av alger, også giftige blågrønnalger. - Tiltak for å begrense avrenning og erosjon fra jordbruksområder: fangdammer, vegetasjonssoner, miljøtilpasset jordarbeiding osv. (Bioforsk) Algeforurenset vann. Foto: H. Borch Mulig oppblomstring av problematiske organismer, eks opportunistisk patogene bakterier, koliforme bakterier (Østlandet) 20 Kvalitetsforringelse ved distribusjon av drikkevann Forurensning av drikkevannet ved distribusjon har forårsaket flere norske og utenlandske sykdomsutbrudd!!! Drikkevannsledninger og avløpsledninger i samme grøft: Nedbørsepisoder kan føre til at drikkevannsledningene er omgitt av kloakkforurenset vann økt risiko for forurensning Viktig med overtrykk i drikkevannsledningene for å unngå innsug av forurenset vann Flere fryse/tine sykluser og tilhørende bevegelser i grunnen økt bruddfrekvens på rørledninger. Kraftig nedbør ras og utglidninger. 21

8 Mikrobiell vekst på ledningsnettet økt problem ved endret klima? Økt temperatur (og økt mengde naturlig organisk materiale) vil påvirke oppveksten av mikroorganismer på ledningsnettet Opportunistisk patogene bakterier og muggsopp Normalt ikke farlig å drikke for friske mennesker Kan være problematiske for mennesker med nedsatt immunforsvar, sykehusinfeksjoner Kan oppformeres i mat til uheldige konsentrasjoner Muggsopp: Foto G. Hageskal 22 Oppsummering drikkevannskilder Klimaendringer i form av mer kraftig nedbør kan gi: Økt risiko for tilførsel av sykdomsfremkallende mikroorganismer Større mengder humus, gir økt farge Større mengder næringsalter tilføres, kan gi oppblomstring av giftige blågrønnalger Økt risiko for transport av kjemiske forurensninger (miljøgifter, plantevernmidler, tungmetaller) dersom slike finnes i nedbørfeltet Økt temperatur lengre perioder uten sprangsjikt gir økt fare for transport av forurenset overflatevann til dypvannsinntak Ekstremværsituasjoner kan gi store skader på infrastruktur eller tilførsler av uønskede stoffer (f.eks ved skred). Kan gi langvarig forringelse av vannkvaliteten og behov for reservevannforsyning 23 Oppsummering vannbehandling og transport Klimaendringer gjør at vi bør stille større krav til riktig vannbehandling og optimal drift på grunn av variasjoner i råvannskvalitet Ved kraftig nedbør kan drikkevannsledninger være omgitt av forurenset vann, økt fare for innsug av patogener ved trykkløst nett. Økt temperatur og økt mengde og sammensetning av naturlig organisk materiale vil kunne påvirke begroingen på ledningsnettet 24

9 Oppsummering mhp tiltak og tilpasning til klimaendringer Beskyttelse av drikkevannskilder må ha høy prioritet! Kartlegging av råvannskvalitet må inkludere prøvetakning under kraftig nedbør/flom Vannbehandlingen må tilpasses råvannskvaliteten, oppgradering m.h.p desinfeksjon og fargefjerning. On-line overvåkning. Oppgradere distribusjonssystem om nødvendig Følg kravene i drikkevannsforskriften (kildebeskyttelse, 2 hygieniske barrierer, overvåkning, internkontroll, beredskapsplan). Mange små vannverk som ikke etterlever kravene Risikobasert forebyggende arbeid fra kilde til tappekran (Water safety plans). Effekter av klimaendringer må inkluderes i risiko- og sårbarhetsanalyser! 2