Hvor mye vegsalt tåler vannmiljøet?

Transkript

1 Hvor mye vegsalt tåler vannmiljøet? Teknologidagene Kjersti Wike, Teknologiavdelingen Statens vegvesen, Vegdirektoratet

2 Arbeidspakke Miljø dp Vann Oppgaver: Faglige mål: Dokumentere miljøvirkninger av salt og aktuelle biologisk nedbrytbare kjemikalier. Finne tålegrenser for salt og nedbrytbare kjemikalier i overflatevann, grunnvann og på vegetasjon for ulike områder og naturtyper. Et klassifiseringssystem for miljøsoner på grunnlag av tålegrenser og saltpåvirkning. Utarbeide metodikk for overvåkning av miljøpåvirkning for å avdekke eventuelle overskridelser av tålegrenser. Fra prosjektplan i Salt SMART Foreslå tiltak som unngår eller reduserer miljøvirkningen der reduksjon/opphør av bruk av salt ikke er ønskelig. Anbefaling av metoder for gjenoppretting av naturlig saltnivå og biologisk mangfold.

3 Arbeidspakke Miljø dp Vann Oppgaver: Faglige mål: Dokumentere miljøvirkninger av salt og aktuelle biologisk nedbrytbare kjemikalier. Finne tålegrenser for salt og nedbrytbare kjemikalier i overflatevann, grunnvann og på vegetasjon for ulike områder og naturtyper. Et klassifiseringssystem for miljøsoner på grunnlag av tålegrenser og saltpåvirkning. Utarbeide metodikk for overvåkning av miljøpåvirkning for å avdekke eventuelle overskridelser av tålegrenser. Fra prosjektplan i Salt SMART Foreslå tiltak som unngår eller reduserer miljøvirkningen der reduksjon/opphør av bruk av salt ikke er ønskelig. Anbefaling av metoder for gjenoppretting av naturlig saltnivå og biologisk mangfold.

4 Litteraturundersøkelsen Innsjøer Bruk av vegsalt kan føre til: Økte konsentrasjoner av klorid, tungmetaller og bla kalsium og magnesium i vannfasen Lavere humusinnhold i vann pga økt ionestyrke (kan føre til dårligere bufferevne og endringer i lys- og temperaturforhold) Utvikling av saltgradienter (oksygensvinn og økt jern og mangan i vannfasen)

5 Sommer Vår/høst Vinter -Varmt øvre sirkulerende vannlag -Temperatursjikt -Stagnert kaldt bunnvann -Vind og sol påvirker sirkulasjon -Full sirkulasjon -Lufttemperaturen faller/stiger -Omvendt sjiktning, kaldt øvre lag -Is hindrer vindpåvirkning -Hindrer bunnfrysing

6 Litteraturundersøkelsen overflatevann Tettheten avgjør hvor tungt vannet er: Saltvann er tyngre enn ferskvann Avrenning fra veg kan føre til akkumulering av salt (NaCl) i innsjøvann og det kan dannes saltgradienter mot bunnen av innsjøer. Dette kan føre til oksygensvinn og økte konsentrasjoner av jern og mangan

7 Litteraturundersøkelsen Biologiske effekter Biologiske effekter: 1. Endringer i artssammensetning og fysiologiske endringer hos enkeltarter Dersom det tillates effekt på 5% av organismene kan kroniske effekter oppstå ved Cl-konsentrasjoner på ca 200 mg/l. 2. Akutte effekter

8 Litteraturundersøkelsen Akutte biologiske effekter Effektkonsentrasjoner (Dødelig, LC 50) for akvatiske fauna og flora Data på forsøksdyr i stadier fra nybefruktede egg og frem til voksne eksemplarer

9 Litteraturundersøkelsen grunnvann Saltforurensning av drikkevannskilder grunnvannsakviferer

10 Litteraturundersøkelsen grunnvann Vegsalteffekter i grunnvann Heterogen jord gir større spredning Spredningen ca. 10x større i hovedstrømningsretningen enn i retningen på tvers av denne Fortynning er viktigste tiltak for å redusere saltkonsentrasjonen i grunnvann Miljøeffektene ved alternative avisingskjemikalier påvirkes av f.eks oksygenforbruk, temperatur, oppholdstid, binding osv

11 Alternative vinterkjemikalier Gruppe Primær bestanddel Kjemisk betegnelse KOF/BOF Kloridbaserte Natrium klorid NaCl 0 Magnesium klorid MgCl 2 0 Kalium klorid KCl 0 Organisk baserte Kaliumformiat (K-formiat) KCOOH 0,35/0,27 Natrium formiat (Naformiat) NaCOOH Kalsium-magnesiumaceatat (CaMg-acetat) CaMg(CH 3 COO) 4 1,07/0,7 Natrium magnesium acetat (NaMg-acetat) NaMg(CH 3 COO) 3 KaliumAacetat (K-acetat) KCH 3 COO Natriumaceatet (Naacetat) NaCH 3 COO Monopropylen glykol (MPG) CH 3 CHOCH 2 OH 1,69/0,9 Fruktose/glukose/NaCl C 6 H 12 O 6 / C 6 H 12 O 6 /NaCl Andre Urea (H 2 N) 2 CO 2,13*/2,0

12 Oksygenforbruk ved nedbrytning av 1 kg avisingskjemikalier 300 Tilsvarer kloakk fra ca 25 personer Tilsvarer kloakk fra ca 1person Urea (bane) Glykol (ren) Baneavising (glykol) Acetat (fast) Acetat (bane), flytende Formiat (bane), fast Formiat (bane), flytende Oksygenbehov ved nedbrytning (m3 vann)

13 Gardermoen flyplass: Biologisk nedbrytbare alternativer Hovedflyplassen Gardermoen ligger på Nord-Europas største grunnvannsmagasin Bruker hovedsaklig K-formiat Strenge utslippskrav Strengt overvåkingsregime Automatisk bøtelegging ved grunvannsforurensning

14 Biologisk nedbrytbare alternativer på veg? Oksygenforbruk! Anaerob nedbryting: Endret mikrobiologi i umetta sone Enda mindre oksygen i grunnvann Utfelling av jern og mangan Dannelse av metangass overbelastning kan gi mange års restitusjonstid! Arbeidshypotese: Akkurat samme problemstilling som salt litt er OK, mye er et problem Inntil 15 ganger dyrere i innkjøp, også dyrere i drift? Dvs. problemene kan bli like store eller større enn ved bruk av salt, krever gode detaljkunnskaper om grunnforhold (dyp umetta sone, homogen og langsom nedsynking), streng kontroll med bruk, store kostnader

15 Utfordringer ved bruk av organiske stoffer på veg Hva skjer med organiske stoffer i en brønn? Hvilke rutiner må man ha for å kontrollere miljøeffektene ved bruk av biologisk nedbrytbare alternativer? Bør det gjøres teoretiske beregninger/modellering? Må alle strekninger overvåkes? Hvordan kontrollere nedbrytning og infiltrasjon? Er dette gjennomførbart for vegvesenet? Kan K-formiat brukes på samme måte som NaCl? Hvordan vil friksjonen være ved kombinasjon mellom K-formiat og NaCl?

16 Litteraturundersøkelsen konklusjoner Bruk av NaCl i vinterdriften er vist å føre til en rekke negative konsekvenser i jord, på vegetasjon langs veg og for kvaliteten på grunnvann og overflatevann. Alternative avisingskjemikalier som CaCl, MgCl, CaMg-acetat og K-formiat medfører i en del sammenhenger mindre negative effekter enn NaCl (men dog effekter). Det er foreløpig for lite undersøkelser til at klare alternativer til NaCl kan anbefales.

17 Arbeidspakke Miljø dp Vann Oppgaver: Faglige mål: Dokumentere miljøvirkninger av salt og aktuelle biologisk nedbrytbare kjemikalier. Finne tålegrenser for salt og nedbrytbare kjemikalier i overflatevann, grunnvann og på vegetasjon for ulike områder og naturtyper. Et klassifiseringssystem for miljøsoner på grunnlag av tålegrenser og saltpåvirkning. Utarbeide metodikk for overvåkning av miljøpåvirkning for å avdekke eventuelle overskridelser av tålegrenser. Fra prosjektplan i Salt SMART Foreslå tiltak som unngår eller reduserer miljøvirkningen der reduksjon/opphør av bruk av salt ikke er ønskelig. Anbefaling av metoder for gjenoppretting av naturlig saltnivå og biologisk mangfold.

18 Tålegrenser i innsjøer Hva skjer med saltet i en innsjø? 1. Det skal lages innsjømodeller som er kalibrert mot observerte verdier. 2. Finn ut hvilke faktorer som er kritiske for akkumulering av salt i innsjøen og hvordan vil dette påvirke innsjøen over tid ved å: Variere faktorer innenfor sannsynlige verdier. Gjøre laboratorieforsøk for å studere hvordan salt blandes og innlagres i ferskvann 3. Finn ut om det finnes kritiske saltmengder for de mest sentrale faktorer. 4. Finn ut for en eller flere virkelige sjøer: Hvor mange år tar det før det dannes sjiktning ved vanlige saltmengder (med fortynning)? Hvor mange år tar det før sjiktningen blir et kritisk miljøproblem?

19 Tålegrenser grunnvann Fortynning er viktigste tiltak for å redusere saltkonsentrasjonen i grunnvann Metode for å beregne saltavrenning til hver vannforekomst, basert på: Vannforekomst (innsjø, grunnvann, elv) Saltforbruk Topografi Avrenningskart

20 Biologiske tålegrenser Fokus nederst i næringskjeden To forsøk: alger 1. Statistisk analyse av data om planteplankton og ionesammensetning i innsjøer for å finne sammenhenger mellom NaCl og endringer i artssammensetningen Resultat: Tålegrenser for NaCl ut fra endringer i artssammensetningen. Arter med endringer undersøkes nærmere i laboratoriet. 2. Inndeling i 4 vanntyper og laboratorietester for tålegrenser av de vanligste algene. Resultat: Biologiske tålegrenser for ulike vanntyper

21 Arbeidspakke Miljø dp Vann Oppgaver: Faglige mål: Dokumentere miljøvirkninger av salt og aktuelle biologisk nedbrytbare kjemikalier. Finne tålegrenser for salt og nedbrytbare kjemikalier i overflatevann, grunnvann og på vegetasjon for ulike områder og naturtyper. Et klassifiseringssystem for miljøsoner på grunnlag av tålegrenser og saltpåvirkning. Utarbeide metodikk for overvåkning av miljøpåvirkning for å avdekke eventuelle overskridelser av tålegrenser. Fra prosjektplan i Salt SMART Foreslå tiltak som unngår eller reduserer miljøvirkningen der reduksjon/opphør av bruk av salt ikke er ønskelig. Anbefaling av metoder for gjenoppretting av naturlig saltnivå og biologisk mangfold.

22 Veginndeling i soner Rød sone: Gul sone: Grønn sone: Salting/kjemikaliebruk er større enn området tåler Trenden viser øking av forbruk eller saltnivå som på sikt vil føre til skader Salting/kjemikaliebruk kommer ikke i konflikt med naturverdier Miljøkonflikter = saltpåvirkningen > tålegrensen

23 Saltpraksis Saltpraksis for grønn sone - Prosjektet skal gi forslag til metoder som gir gode kjøreforhold med et lavt/optimalt saltforbruk Virkemidler for gul/rød sone: Redusert salting Vintervegstrategi med forsterket mekanisk rydding/sandstrøing (inkl. fastsand) Flyplasstrategi - svært god mekanisk rydding før kjemikaliebruk Bruk av alternative kjemikalier i (egnede) sårbare områder Fysiske vegtiltak plastring av sideareal / bortleding av avløpsvann ved vannverk mv.

24

25 Overordnet bilde av risiko for miljøskade på vannforekomster Følgende vannresipienter nærmere enn 200 meter fra saltet veg er vurdert: Innsjøer som har et areal under 0,5 m2 (høydedata er koblet inn for å unngå innsjøer oppstrøms veg) Private drikkevannsbrønner Store grunnvannsforekomster

26 Brukernavn: salt Passord: smart

27

28

29

30

31 Generelle resultater Tydelige regionale forskjeller i potensiell miljøskade fra saltede veger Størst omfang i Akershus, Rogaland, Vestfold og Buskerud Lavest i Finnmark, Nordland og Troms

32 Sikkerheten/begrensningene i dataene Både grunnlagsdata og risikodefinisjoner ligger på et meget grovt nivå NB! Resultatene er derfor ikke egnet til å vurdere tiltak på de enkelte vegene

33 Arbeidspakke Miljø dp Vann Oppgaver: Faglige mål: Dokumentere miljøvirkninger av salt og aktuelle biologisk nedbrytbare kjemikalier. Finne tålegrenser for salt og nedbrytbare kjemikalier i overflatevann, grunnvann og på vegetasjon for ulike områder og naturtyper. Et klassifiseringssystem for miljøsoner på grunnlag av tålegrenser og saltpåvirkning. Utarbeide metodikk for overvåkning av miljøpåvirkning for å avdekke eventuelle overskridelser av tålegrenser. Fra prosjektplan i Salt SMART Foreslå tiltak som unngår eller reduserer miljøvirkningen der reduksjon/opphør av bruk av salt ikke er ønskelig. Anbefaling av metoder for gjenoppretting av naturlig saltnivå og biologisk mangfold.

34 Metodikk for overvåkning av miljøpåvirkning Overvåkning blir et samarbeid mellom saltsmart og linja Vannforskriften krever overvåkning, og det åpnes for representativ overvåkning1 og bruk av modeller Salt SMART legger opp til overvåkning vha modeller, som kalibreres med referansesjøer 1 en vannforekomst skal kunne gi utsagnskraft om et større antall sammenlignbare vannforekomster

35 Tusen takk for oppmerksomheten!