Miljøovervåkning av indre Drammensfjord. Statusrapport 1. kvartal 2009

Transkript

1 Miljøovervåkning av indre Drammensfjord Statusrapport 1. kvartal R 3. juli 2009

2

3 Prosjekt Prosjekt: Miljøovervåkning av indre Drammensfjord Dokumentnr.: R Dokumenttittel: Statusrapport 1. kvartal 2009 Dato: 3. juli 2009 Oppdragsgiver Oppdragsgiver: Fylkesmannen i Buskerud Oppdragsgivers Agnes Bjellvåg Bjørnstad kontaktperson: Kontraktreferanse: Kontrakt datert For NGI Prosjektleder: Rapport utarbeidet av: Arne Pettersen Espen Eek Sammendrag Norges Geotekniske Institutt (NGI) og Det Norske Veritas (DNV) gjennomfører, på oppdrag fra Fylkesmannen i Buskerud, overvåkning av miljøtilstanden i Drammensfjorden. Følgende overvåkning er gjennomført i april 2009: Hydrografi: måling av s saltholdighet, temperatur, oksygen og turbiditet. Vannprøver: metaller, TBT næringssalter og andre vannkvalitetsparametre Innhenting av sedimentfeller og passive prøvetakere I tillegg til målinger av hydrografiske parametre på overvåkningsstasjonene som opprinnelig er med i dette prosjektet ble disse parametrene også målt på åtte nye stasjoner i den dypeste delen av Drammensfjorden.

4 Side: 4 Dy hydrografiske målingene viser at det har vært en dypvannsutskiftning i vinter og at det fortsatt er oksygen i bunnvannet som følge av denne. Analyse av tungmetaller og TBT i vannprøvene tatt i april viser ingen tydelige endringer i konsentrasjon siden desember Måling av fritt løst PAH og PCB i vannmassene med passive prøvetakere viser at konsentrasjonen av PAH er høyest i vannet i Drammenselva og høyest PCB konsentrasjon ble funnet i Strømsøløpet.

5 Side: 5 Innhold 1 Innledning 6 2 Prøvetaking i perioden 6 3 Resultater Hydrografi Vannkjemi Sedimentfeller 12 4 Status framdrift Sedimentfelleundersøkelser Utarbeiding av strømmodell Vannprøvetakning Sedimentprøvetakning Biota Rapportliste Modellering av effekt av kilder og sedimenter på biota 16 5 Anbefalte endringer i overvåkningsprogrammet 16 6 Oppsummering 16 7 Referanser 17

6 Side: 6 1 Innledning Norges Geotekniske Institutt (NGI) og Det Norske Veritas (DNV) gjennomfører, på oppdrag fra Fylkesmannen i Buskerud, overvåkning av miljøtilstanden i Drammensfjorden. Dette overvåkningsprosjektet startet i oktober 2008 og skal pågå til 2011, eventuelt forlenges til Prosjektet er en del av Fylkesmannens prosjekt "Ren Drammensfjord 2015", og skal fremskaffe data som beskriver forurensningssituasjonen i Drammensfjorden og utviklingen av denne. Både situasjonen vedrørende forurensning av fjorden med næringsalter (eutrofiering) og forurensning med miljøgifter slik som PAH, PCB, tungmetaller og TBT, skal dokumenteres. Statusrapport 1. kvartal 2009 beskriver status for overvåkningen per juni 2009 og presentere en del av resultater fra prøvetaking gjort i april/mai 2009 og foreløpige tolkninger av disse. En grundigere tolkning av data fra 2008 og 2009 vil bli gjort i årsrapport for Prøvetaking i perioden Følgende overvåkning er gjennomført i april 2009: Hydrografi: måling av s saltholdighet, temperatur, oksygen og turbiditet i vannsøylen. Vannprøver: Analyser av metaller, TBT næringssalter og andre vannkvalitetsparametre Innhenting av sedimentfeller og passive prøvetakere I tillegg til målinger av hydrografiske parametre på overvåkningsstasjonene som opprinnelig er med i dette prosjektet ble disse parametrene også målt på fire stasjoner som er med i programmet for overvåkning av dypvannsdeponiet i Drammstadbukta og på fire stasjoner mellom Ref 1 og Drammen by. Disse ekstra stasjonene ligger alle i den dypeste delen av Drammensfjorden og målingene her fra er derfor godt egnet til å beskrive hydrodynamiske forhold i fjorden slik som sjiktning og dypvannsutskiftninger. De første resultatene fra analyse av sedimenterende materiale samt konsentrasjon av PAH og PCB i vannmassene målt med passive prøvetakere er også presentert her

7 Side: 7 3 Resultater 3.1 Hydrografi Figur 1 Saltholdighet i vannmasser i indre Drammensfjord Figur 1 viser saltholdighet i vannmassene i Drammensfjorden. I de øverste 6 m er vannmassene i hele Drammensfjorden fersk med saltholdighet mellom 0 og 2 saltholdighetsenheter. Fra 6 9 m vanndyp øker saltholdigheten raskt til 25 saltholdighetsenheter. Dette er den skarpeste saltholdighetsgradienten i Drammensfjorden. Fra 9 til 40 m øker saltholdigheten til 30 saltholdighetsenheter. Dypere enn 40 m er det bare små endringer i saltholdighet i vannmassene.

8 Side: 8 Figur 2 Temperatur i vannmassene i indre Drammensfjord Figur 2 viser temperatur i vannmassene. I de øverste 20 m er vannmassene påvirket av ferskvann fra Drammenselva og er derfor kaldere enn dypere i fjorden. Figur 3 Oksygeninnhold i vannmassene i indre Drammensfjord

9 Side: 9 Figur 3 viser oksygeninnholdet i fjorden. Som ved målingen i desember 2008 er vannmassene fra 0 til 10 m vanndyp mettet eller nær mettet med oksygen, mens oksygen innholdet avtar under dette dypet som følge at forbruk av oksygen til nedbrytning av sedimenterende organisk materiale. På stasjonene DR-10 8 nærmest Svelvikterskelen ble det observert høyere oksygen konsentrasjoner i dypvannet enn ved de andre stasjonene lenger inn i fjorden. Tilsvarende forhøyet oksygen konsentrasjon ble observert også i desember Dette tyder på at det har vært en utskifting av dypvannet i Drammensfjorden i løpet av vinteren. 3.2 Vannkjemi Vannprøver april 2009 Figur 4 viser resultatene fra målinger av tungmetaller, TBT og fosfor (P) i vannprøver i september 2008 (Rapportert i årsrapport for 2008) og i april Figuren viser at ikke er betydelige endringer i gjennomsnittskonsentrasjonene fra høst 2008 til vår Cd ug/l 0 0,05 0,1 0,15 Cu ug/l <0,05 Gjennomsnitt Topp September 2008 Gjennomsnitt Topp September 2008 april 2009 april 2009 <0,05 Gjennomsnitt bunn Gjennomsnitt bunn Zn ug/l Pb ug/l Gjennomsnitt Topp September 2008 Gjennomsnitt Topp September 2008 april 2009 april 2009 Gjennomsnitt bunn Gjennomsnitt bunn TBT ug/l P ug/l Gjennomsnitt Topp September 2008 Gjennomsnitt Topp September 2008 april 2009 april 2009 Gjennomsnitt bunn Gjennomsnitt bunn Figur 4 Gjennomsnitt av konsentrasjon av Tungmetaller, TBT og fosfor i overflate- (topp) og bunnvann (bunn) i Drammensfjorden

10 Side: PAH og PCB i vann april 2009 passiveprøvetakere Passive prøvetakere bestående av plastmaterialet polyoksymetylen (POM) ble satt ut sammen med sedimentfellene høsten 2008 og samlet inn i april Ved å analyser mengden PAH og PCB som er adsorbert til POM-materialet kan konsentrasjonen beregnes via kjent likevekstsfordeling mellom vann og POM. Tabell 1 viser konsentrasjoner av PAHer og PCBer i vann målt med passive prøvetakere. Klassifisering av vannmassene viser at PAH konsentrasjonen tilsvarer god vannkvalitet. Tabell 1 PAH og PCB i vann målt med passive prøvetakere STØ-19 Bunn STØ-19 Overflate ELV-2 Bunn ELV-2 Overflate GIL-4 Bunn NAP ng/l 5,08 9,41 8,96 40,62 5,06 7,49 ANY ng/l 0,14 0,27 0,27 0,43 0,39 0,33 ANE ng/l 0,57 0,44 0,53 1,62 0,84 0,33 FLU ng/l 1,36 1,35 1,85 3,52 1,39 1,52 PHE ng/l 5,07 6,06 18,78 9,80 3,19 5,31 ANT ng/l 0,68 0,06 0,06 0,84 0,38 0,33 FLU ng/l 1,72 1,27 3,61 3,49 1,74 1,32 PYR ng/l 1,75 0,93 1,46 1,84 1,60 0,92 BAA ng/l 0,13 0,03 0,09 0,40 0,18 0,10 CHR ng/l 0,42 0,13 0,47 0,83 0,41 0,41 BBF ng/l 0,15 0,05 0,18 0,24 0,17 0,18 BKF ng/l 0,11 0,05 0,13 0,26 0,17 0,12 BEP ng/l 0,07 0,02 0,07 0,12 0,13 0,06 BAP ng/l 0,05 0,01 0,02 0,12 0,11 0,04 IND ng/l 0,01 0,00 0,01 0,03 0,03 0,01 BGP ng/l 0,01 0,005 0,01 0,01 0,02 0,01 GIL-4 Overflate PAH 16 ng/l 17,33 20,10 36,51 64,17 15,81 18,48 ng/l 12,25 10,69 27,55 23,55 10,75 10,99 PCB 28 ng/l 0,0316 0,0219 0, , , ,00437 PCB 52 ng/l 0,0079 0,0071 0, , , ,00102 PCB 101 ng/l 0,0010 0,0007 0, , , ,00013 PCB 118 ng/l 0,0002 0,0001 0, , , ,00004 PCB 153 ng/l 0,0001 0,0001 0, , , ,00003 PCB 138 ng/l 0,0001 0, , , , ,00005 PCB 180 ng/l 0,0001 0, , , , ,00002 PCB 7 ng/l 0,0409 0,0298 0, , , ,00566

11 Side: 11 Figur 5 viser konsentrasjoner av PAH-16 og PCB-7 i vannmassene i overflatevann og bunnvann på de tre stasjonene der de passive prøvetakerne ikke gikk tapt sammen med sedimentfellene. Figurene viser at de høyeste PAH konsentrasjonene ble funnet i vannet i Drammenselva (Elv-2), mens de høyeste PCB konsentrasjonene ble funnet i utløpet av Drammenselva (STØ-19). Denne stasjonen ligger like ved utløpet av en overvannsledning der det tidligere er funnet PCB i slam i overvannskum som drenerer til denne ledningen (Nesse 2005). Dette indikerer at det frem deles er en aktiv kilde i dette området. Topp GIL 4 Bunn STØ 19 ELV Sum PAH 16 ng/l Topp GIL 4 Bunn STØ 19 ELV 2 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 Sum PCB 16 ng/l Figur 5 Sum PAH og Sum PCB 7 i vann på stasjonene GIL-4, STØ-19, ELV-2

12 Side: Sedimentfeller Sediment feller er plastrør som plasseres ut i vannsøylen for å samle opp materiale som er i ferd med å sedimentere gjennom vannmassene. Tre sedimentfeller plassert ut i september ble gjenfunnet ved innsamling i april. Mengden materiale i disse ble veid og innhold av miljøgifter i materialet ble analysert. Figur 6 viser sedimentasjonsrater på sjøbunnen estimert fra mengde materiale funnet i fellene. Det er antatt at materialet som sedimenterer har en korndensitet på 2,65 g/cm3 og at når dette akkumulerer på bunnen får det en bulkdensitet på 1,4 g/cm3. Resultatene viser at det er en høy sedimentasjon av partikler (1,4 3,5 cm/år) i denne perioden på stasjonene som ligger i Drammenselva. I Gilhusbukta der påvirkningen fra direkte partikkeltransport fra Drammenselva og Lierelva er mindre, ble det funnet sedimentasjonsrater på nivå med andre områder i Oslofjorden. Størst sedimentasjonsrate ble funnet ved bunnen i alle punktene, noe som indikerer at det er en del resuspensjon av partikler fra sedimentet i disse områdene. Topp: 1,8 cm/år Bunn: 3,5 cm/år Topp: 0,30 cm/år Bunn: 0,35 cm/år Elv 2 Topp: 1,4 cm/år Bunn: 2,0 cm/år Figur 6 Estimerte sedimentasjonsrater i området der sedimentfellene sto

13 Side: 13 4 Status framdrift Overvåkningsprogrammet omfatter prøvetakning og analyse av sedimenter, vann, biota og sedimenterende materiale samt feltmålinger av hydrografiske parametre og strømhastighet og -retning. Resultatene rapporteres i årsrapporter og statusrapporter. Det skal også lages modeller som beskriver de fysiske vannstrømninger, og modeller som viser opptak av miljøgifter i biota. Dette kapitlet gir status for gjennomførte arbeider fra oppstart høsten 2008 og fram til juni Sedimentfelleundersøkelser Bruk av sedimentfeller er en anerkjent og mye brukt metode (Mudroch og MacKnight, 1994). Metoden er høytoppløsende, noe som gjør det mulig å kvantifisere kvalitet (kjemisk innhold) og mengde sedimenterende materiale selv ved lav sedimentasjon (sedimentasjon mindre enn 1 mm pr. år). Det er vist en prinsippskisse av en sedimentfellerigg i figur 7, og et fotografi av en slik rigg i figur 8. Metoden gir et tidsintegrert gjennomsnitt av sedimentasjonen for perioden utstyret har stått ute, og et gjennomsnitt av kjemisk innhold i det oppsamlede materialet. Da sedimentfellene ble hentet inn ble alt oppfanget materiale overført til egne beholdere og sendt til akkreditert laboratorium for analyse. Det ble utplassert 13 sedimentfellerigger som sto ute i perioden 6/ /4-09. Fellene ble satt opp med oppsamlingssylindere rett over sjøbunnen, og ved ca 2 m vanndyp. Dette er de samme nivåene i vannsøylen som det tas ut vannprøver fra. I perioden sedimentfellene var utplassert ble det et isdekke på fjorden. Som følge av dette og minst en påkjørsel av båt gikk 10 sedimentfellerigger tapt. Det foreligger derfor kun resultater fra sedimentfelleundersøkelsen fra stasjon Gil4, Elv-2 og Stø19. Resulter fra denne undersøkelsen er presentert over. I midten av juni 2009 er det satt ut sedimentfeller igjen. Det er anskaffet nye sedimentfellerigger til erstatning for de som gikk tapt i vinter. Fellene er planlagt å stå ute i 3 mnd. Før neste tømming med påfølgende kjemiske analyser. Det er planlagt ytterligere en periode med sedimentfeller til i løpet av høsten 2009.

14 Side: 14 Sjøoverflate Oppdriftslegme Sedimenterende materiale Sedimentfelle Med oppsamlingskopp 3m Moring Sjøbunn Figur 7 Prinsippskisse av sedimentfellerigg Figur 8 Fotografi av sedimentfellerigg

15 Side: Utarbeiding av strømmodell Det skal utarbeides en strømmodell for Drammensfjorden. Dette arbeidet vil bli gjort av SINTEF. I siste del av juni 2009 blir det etablert tre stasjoner for måling av strømhastighet og retning i Drammensfjorden. Utstyret skal stå på sjøbunnen og måler strømforholdene oppover i vannsøylen. Det etableres slikt utstyr ved tre stasjoner, en ute ved Svelvik og to stasjoner i indre del av Drammensfjorden. Utstyret vil bli stående i 1-2 måneder. Resultatene fra disse målingene vil bli brukt som inngangsdata til strømmodellen. 4.3 Vannprøvetakning Det er gjennomført prøvetakning av vann for analyse av miljøgifter og vannkvalitetsparametre i oktober 2008 og april Det gjennomføres også vannprøvetakning for målinger av vannkvalitet i juni Det tas vannprøver fra 13 faste stasjoner i tiltaksområdene i indre del av Drammensfjorden. Med vannprøvetaker hentes prøve fra overflatelaget (2 m vanndyp) og fra bunnvannet. Vannprøve overføres til spesiell emballasje som er klargjort av laboratoriet. Det er egne typer emballasje til analyse ulike forbindelser. Riktig valg av emballasje, kjølig oppbevaring og umiddelbar forsendelse til laboratorium er viktig for å unngå at vannprøvene forringes. Analyselaboratoriet er akkreditert i henhold til ISO For å bestemme konsentrasjonen av PAH (organiske tjærestoffer) og PCB i vann benytter NGI og DNV passive prøvetakere. Det er valgt likevektsprøvetakere av typen POM. Disse står utplassert i en lengre periode, og gir et tidsintegrert gjennomsnitt av vannkonsentrasjonen for perioden. De passive prøvetakerne er plassert på sedimentfelleriggene i to nivåer. Resultatene fra undersøkelsen fra perioden 6/ /4-09 er nå klare. Som følge av at flere sedimentfellerigger gikk tapt på grunn av isdekket i vinter mangler det passive prøvetakere fra 10 stasjoner. Nye passive prøvetakere blir utplassert i juni Sedimentprøvetakning Høsten 2008 ble det gjennomført en omfattende innsamling av sedimenter. Det ble analysert for innhold av miljøgifter i to nivåer nedover i sedimentprofilet. Det ble også tatt ut egne kjerneprøver som ble sendt til DHI i Danmark for aldersdatering. Neste innsampling av sedimenter skal gjennomføres mot slutten av prosjektperioden i Foreliggende resultater fra sedimentundersøkelsene i 2008 er rapportert tidligere i år. 4.5 Biota Prøvetakning av strandkrabber (biotaundersøkelse) vil bli gjennomført høsten Det er gjort avtale med lokal kjentmann som vil bistå DNV under innsamlingen. Materialet skal analyseres for innhold av miljøgifter.

16 Side: Rapportliste Prosjektet har utarbeidet årsrapport for 2008 (NGI/DNV 2009). 4.7 Modellering av effekt av kilder og sedimenter på biota For å kunne estimere effekten av endringer i forhold i sedimentet og tilførsler fra kilder vil det bli laget en boksmodell som inkluderer fysiske, kjemiske og biologiske mekanismer som er viktige for spredning og fordeling av miljøgifter. Basert på de innsamlede data vil det bli gjort estimater av transport mellom sediment vannmasser og biota. Dette arbeidet vil starte høsten 2009 og kan også komme til å gi viktige innspill om behov for justeringer eller suppleringer til overvåkningsprogrammet. Målsetningen med dette arbeidet vil være estimer effekten av naturlige endinger og aktive tiltak på miljøtilstanden i fjorden og i biota. 5 Anbefalte endringer i overvåkningsprogrammet NGI og DNV anbefaler at faste stasjoner i midten av Drammensfjorden, fra Svelvik og innover, etableres for målinger av hydrografi (saltholdighet, temperatur, oksygen og turbiditet). Dette gir datagrunnlag for å vurdere den generelle fysiske tilstanden i vannmassene og for påvisning av eventuelle dypvannsutskiftninger. 6 Oppsummering NGI og DNV er kommet godt i gang med arbeidene, og er à jour i henhold til framdriftsplanen.

17 Side: 17 7 Referanser Elisabeth Nesse (2005) Urban avrenning som mulig forurensningskilde fra Drammen og Lier til Drammensfjorden. Master oppgave NTNU, Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi. Mudroch og MacKnight (1994) Handbook of Techniques for aquatic sediments sampling. CRC Press, 1994, ed. 2. ISBN , NGI/DNV (2009) Miljøovervåkning av indre Drammensfjord. Årsrapport NGI/DNV rapport , datert 18. Mars 2009.

18

19