DE-ICER. - Miljøsynder eller offer for heksejakt? Kristian Andersen. Marlen Hegna Foss. Veronica Johnsen

Transkript

1 DE-ICER - Miljøsynder eller offer for heksejakt? Av Kristian Andersen Marlen Hegna Foss Veronica Johnsen 1

2 Innholdsfortegnelse Forside 1 Innholdsfortegnelse 2 Om oss 3 Bakgrunn og formål 5 Benyttede metoder 6 Resultater 7 Konklusjon 8 Vedlegg I, Tallmateriale 9 Vedlegg II, Kilder 12 Vedlegg III, Kart 13 Vedlegg IV, Grunnlag for valg av referansebekk 15 Vedlegg V, Ord ved slutten av et prosjekt 16 2

3 Om oss Vi er tre elever ved VKI Laboratoriefag, Sandefjord videregående skole. Vi har lånt skolens laboratorium og utstyr for å kunne gjennomføre dette prosjektet. To av oss kommer egentlig fra Telemark og bor på hybel i Sandefjord, mens sistemann kommer fra Larvik. Vi har utført dette prosjektet med stor entusiasme, om enn med noe ukonvensjonelle arbeidsmetoder (ifølge lærer). Poser er oppskrytt! Prosjektet har medført mye kjøring, mye overtid, mye trøtt humor og mye læring. Vi har hatt masse idéer og har måttet løse mange problemer. Innimellom har omgivelsene motarbeidet oss. Som eksempler kan nevnes umedgjørlige bilnøkler og andre nøkler, kritiske lærere og elendig vær. Men vi har hatt det gøy. Samarbeidet har gått utrolig bra. Vi er i utgangspunktet svært ulike mennesker, med fundamentalt forskjellige (og sterke!) meninger. Likevel har vi hatt det moro og kommet oss gjennom prosjektet uten for store konflikter. Dette har antagelig å gjøre med at vi alle har evnen til å ikke ta oss selv så høytidelig, samtidig som vi gjerne ser at alle har det så moro som mulig. Takk til Veronica, gruppas sjåfør, for grammatikalske argumentasjoner til fordel for rapporten og saklig hjelp når gode råd var dyre. Hennes evne til å holde hodet kaldt i stressende og skremmende situasjoner har vært til stor hjelp. Vi trenger et voksent, ansvarlig menneske til å ta vare på oss. Takk til Kristian, gruppas "handyman", for artige lydeffekter 3

4 og oppmuntring til alle når vi trenger det mest. Han er så visst ingen hottentott. Som mikrobiologiansvarlig utførte han sine oppgaver samvittighetsfullt. Han er ikke redd for å ta på seg ansvar og kjedelige rutineoppgaver. Dessuten er det ingen andre som tør ringe til fremmede mennesker. Takk til Marlen, gruppas leder, for prøvetaking med livet som innsats og opprettholdelse av en viss struktur i arbeidet. Til tross for sine sprø idéer er hun nyttig å ha. Når alt kommer til alt, så var det hun som startet triple_s. Takk til Tore, hovedsaklig for at vi ikke lenger står på Råstad. 1 1 Også littegrann for faglig veiledning og for vilje til å svare på teite spørsmål til de merkeligste tider på døgnet. 4

5 Bakgrunn og formål: Bakgrunnen for prosjektet vårt er at Sandefjord lufthavn Torp bruker glykol (1,2-propandiol) til å avise fly. Denne de-iceren slipper de ut i Rovebekken 2, da de mener at den er lett nedbrytbar og ikke utgjør en for stor belastning for bekken. De sier det er like lite skadelig for naturen som sukker. Torp hadde tillatelse til utslipp av 11m 3 de-icer i Dette vil økes til 29m 3 i 2011, siden Torp ikke greier å overholde konsesjonene. Miljøorganisasjoner påstår at disse utslippene har redusert ørretbestanden betraktelig, og er til stor skade for livet i bekken. Blant annet har Bellona og Sandefjord Naturvern flere ganger klaget på Torp Lufthavns bruk av glykol som avisingsvæske, og på at de bryter utslippskonsesjonene. Folk som bor i nærheten av Rovebekken har også klaget mye. Hovedproblemet med glykolen er at den er lett nedbrytbar, men bruker mye oksygen på å bli nedbrutt. Dermed minsker oksygennivået i vannet, og dette ødelegger levevilkårene for fisk og andre vannlevende organismer. Dessuten er de-iceren tilsatt små mengder andre stoffer, som Torp ikke har mulighet til å oppgi. Dette fordi leverandøren deres, Statoil, ikke vil ut med opplysningene. Det vanskelig å vite om disse stoffene kan ha innvirkning på bekken. For å se om glykol gjør så stor skade som påstått, og om de små mengdene ukjente tilsetningsstoffer hadde noen innvirkning på nedbrytningen, ville vi utføre forsøk som viste hvordan de-icer blir brutt ned i forhold til ren glykol og sukker. Vi ønsket også å finne ut hvordan disse stoffene påvirker mikroorganismer. Hovedpoenget med prosjektet vårt er altså å se hvordan glykolen nedbrytes i Rovebekken etter at Torp har sluppet den ut. Torp hevder i sin Miljørapport fra 2003 at En bekk (Rovebekken) med god vannføring pisker inn oksygen på sin ferd, og oksygenmålinger foretatt viser at bekken (resipienten) er nærmest mettet med oksygen. Dersom dette er tilfelle vil det si at man må ta andre forurensingsfaktorer i betraktning. For å finne ut av dette, har vi reist ut til Rovebekken og hentet inn vannprøver. Disse har vi brukt til BOF - modellforsøk på laboratoriet på skolen vår. Vi har i tillegg brukt vann fra en annen bekk (Passebekk 3 ), for å ha helt uavhengige sammenlikningsgrunnlag. Disse prøvene har vi også analysert for konduktivitet, ammonium, nitrat og fosfat, men de viktigste analysene har vært BOF og kimtall. 2 Se vedlegg III, kart 1 3 Se vedlegg III, kart 2, og vedlegg IV 5

6 Torp samler opp vann fra Rovebekken og de-icerholdig vann fra rullebanen, og blander disse to før de slipper blandingen ut i bekken igjen. Til prøvene våre har vi brukt vann fra et rør som kommer ut ovenfor der hvor de-iceren slippes ut, og som dermed skal være upåvirket av væsken før den kommer inn på laboratoriet vårt. Benyttede metoder: BOF BOF - biologisk oksygenforbruk - er en metode for å finne ut hvor mye oksygen som må til for å bryte ned organisk materiale. Vi tok vannet vi hadde hentet fra Rovebekken og helte det over i 2,5-liters kanner. I to tilsatte vi de-icer som hadde fått fra Torp (prøve C og prøve F), i én hadde vi sukker (prøve A), i én hadde vi ren 1,2- propandiol (prøve B) og i de to siste hadde vi ikke i noe som helst (prøve D og prøve E). Vi tilsatte mengder som teoretisk skulle gi ekvivalent forbruk av oksygen. Først luftet vi prøvene godt med akvariepumper for å få dem mettet med oksygen, helte så over en halv liter på karlsruheflasker, og målte oksygeninnholdet før de ble inkubert i et døgn. Deretter målte vi igjen oksygeninnholdet for å finne ut hvor mye det hadde gått ned. Jo mer oksygen som var blitt borte, jo mer av materialet i prøven var blitt brutt ned av mikroorganismer. 4 Vi hadde kannene med prøver stående i kjøleskap (prøve A, B, C, D) og i romtemperatur (prøve E, F). Alle prøvene stod med kontinuerlig lufting, og vi tok ut nye BOF hver dag i 4 dager, pluss en siste BOF som vi lot gå over tre dager. Vi ønsket å simulere forhold som lignet mest mulig på de forholdene som de-iceren fra Torp møter når den havner i bekken. De fleste prøvene stod derfor i kjøleskap, ettersom det av naturlige årsaker slippes ut mest de-icer vinterstid. Hvor mye de-icer som brukes årlig vil selvfølgelig variere etter de klimatiske forholdene, og optimalt sett burde vi ha startet prosjektet tidligere for å få med oss høysesongen for bruk av de-icer. Vi hadde også to prøver stående i romtemperatur, for å se hvordan temperaturen innvirket på nedbrytingen. Dette var én blank og én med de-icer. Vi tok også prøver fra Passebekk og tilsatte de-icer, disse ble behandlet på tilsvarende måte. Mikrobiologi Kimtall har vi funnet ved å fortynne prøvene med peptonvann, for så å inokulere fortynningen på petrifilm. Vi lot dem stå i kjøleskapet, siden BOF ene våre også holdt lave temperaturer, og det er jo ved disse temperaturene at mikroorganismene må jobbe ute i det fri. Imidlertid inkuberte vi bakteriene fra prøvene oppbevart i romtemperatur i 20 C, dette for å unngå å bli lurt av bakteriestammer som kunne være uvesentlige for nedbrytingen, og som hadde andre termiske preferanser. Ettersom vi hadde litt dårlig tid, hadde vi likevel paralleller med petrifilmer stående ved 30 C. Etter 6 dager telte vi antall kolonier på alle petrifilmene. 5 Vi tok også prøver fra Passebekk og tilsatte de-icer, disse ble behandlet på tilsvarende måte. 4 Se vedlegg I, tabell 1 5 Se vedlegg I, tabell 2 6

7 Kjemiske og fysikalske analyser Vi målte mengden av ortofosfat med Cary100 (spektrofotometer), samt at vi målte ammonium og nitrat med Orion 920 A. Disse analysene ble kun utført en gang, før vi tilsatte noe til prøvene. Dette ble gjort for å kunne sammenlikne om parametere fra Rovebekken viste avvik fra referansebekken vår, som ligger i lignende omgivelser og bør ha samme økologiske preferanser, og har kun perifer sammenheng med selve prosjektet. 6 I utgangspunktet målte vi også ph, men oppdaget at ph-meteret ga unøyaktige resultater. Vi lar resultatene stå i rapportvedlegget, men kan pga feilen ikke bruke dette tallmaterialet videre i konklusjonen vår. Resultater: Vi gikk ut ifra 1g sukker 0,0346 mol O 2 /l og regnet ut at vi måtte bruke 0,91g glykol og 1,1375g 80% de-icer pr liter prøve. Det viser seg at nedbrytningshastigheten til glykol er lav ved vintertemperaturer. Dette kan bety at de-iceren ikke brytes ned i bekken i det hele tatt, men havner ute i fjorden. Torp påstår at bekken jevnt over er nærmest mettet med oksygen. Dette tyder også våre egne målinger ute i bekken (med oksymeter) på 7. Dermed viser det seg at Torps utslipp av de-icer antagelig har svært liten betydning for Rovebekken. Vi har ikke hatt mulighet til å analysere konsentrasjonen av de-icer i bekken, men ifølge Torps egne miljørapport for 2003 lå innholdet av glykol i Rovebekken februar-april på mellom 0,27 og 132ppm. De konsentrasjonene vi har brukt i forsøkene våre har vært mye høyere. Likevel var forbruket av oksygen ved lave temperaturer svært lavt. I bekken vil det være enda mindre nedbrytning, da temperaturene om vinteren gjerne er enda lavere enn i kjøleskapet vårt. Ved høyere temperaturer foregikk nedbrytingen mye hurtigere. Vi gjorde for øvrig en interessant observasjon: De-iceren kan inneholde stoffer som gjør at den blir nedbrutt raskere enn ren glykol. På tross av dette virker det ikke som om bakteriene foretrekker de-icer framfor ren glykol. BOF-tallene for prøven vi hadde tilsatt sukker gjør oss lettere perplekse. Tallene avviker i form av at oksygeninnholdet stiger mye mer enn det som kan tilskrives apparatets måleustabilitet. Dette har vi ingen plausibel forklaring på. Vi har likevel besluttet å la tallene være med i resultatvedlegget, da de kan være til nytte for andre. De er imidlertid ikke tatt med i betraktning i konklusjonen vår. Derimot var kimtallet for sukker ganske interessant. Det virker som om bakterienes vekstkurve er 6 Se vedlegg I, tabell 3 7 Se vedlegg I, tabell 4 7

8 annerledes i sukkerholdig vann enn i vann med glykol eller de-icer 8. Den ser ut til å ha en mye raskere overgang til vekstfasen. Dessuten vil det totale antall bakterier her være høyere enn i glykol/de-icer på et gitt tidspunkt. Dermed ser det ut til at sukker øker bakterieaktiviteten mer og hurtigere enn de-icer, og Torps sammenligning virker da noe urettferdig. Forskjellen på Rovebekken i forhold til referansebekken vår (Passebekk) er liten. Rovebekken viser et høyere kimtall, men dette kan forklares med at det var mye kaldere da vi hentet prøvene fra Passebekk, og dermed mindre bakterier i vannet. Det er også et høyere nitratinnhold i Rovebekken. Dette kan komme av at kloakksystemet ikke er spesielt bra utbygget i området, og at utslipp derfra kan gi høyt nitratinnhold. Konklusjon: Vi må konkludere med at de-iceren enten 1) blir nedbrutt i bekken uten at det har nevneverdige miljøskadelige virkninger eller kanskje mer sannsynlig 2) blir fraktet tilnærmet uforandret til Lahelle-fjorden Hadde vi hatt tid og anledning til å fortsette prosjektet, ville det vært naturlig å undersøke Lahelle-fjorden nærmere. Et svært aktuelt tiltak ville i så tilfelle være å undersøke oksygenforbruket i fjorden på lang sikt, ettersom de-iceren vil forbli i fjorden frem til den er nedbrutt. Ville de-iceren lagt seg som et oksygentett lokk på fjorden, ville den lagt seg på bunnen eller ville den fordelt seg jevnt utover? Et svar på dette spørsmålet ville muligens vært avgjørende for hvorvidt utslippene er en belastning for naturen eller ei. Det ville også vært interessant å se om det er forskjell på bakterieaktiviteten i bekken og fjorden, og i hvilken grad en eventuell forskjell hadde stammet fra bruken av deicer. Når Torp sammenligner deicer med sukker, gir dette et ikke helt korrekt bilde av forholdene, i hvert fall ikke når det gjelder bakterienes levevilkår. Et tilsvarende utslipp av sukkerløsning ville ha ført til mer drastiske endringer for Rovebekken. Vi vet ikke hvorvidt dette ville gagnet nyttige eller skadelige bakterier. Også dette ville det vært artig å finne ut mer om ved å dyrke opp bakteriene for å kunne identifisere dem. Selv om vi ikke har kommet så langt med dette prosjektet som ønskelig, føler vi at vi i det minste har lagt frem et godt grunnlag for videre undersøkelser. Formodentlig har vi nå lagt frem hypoteser som andre kan og vil bygge videre på. 8 Se vedlegg I, graf 1 og 2 8

9 Vedlegg I - Tabeller og grafer Tabell 1 Biologisk oksygenforbruk - Rovebekken, mg/l per døgn 4 C Romtemperatur sukker glykol de-icer blank blank de-icer Mandag -1,5 0,3 0,3 0,5 1,5 1,3 Tirsdag -0,1 0,2 0,1-0,1 2 1,5 Onsdag 0,4 0 0,3 0,1 0,3 2,4 Torsdag -2,9 0,1 0,5 0,3 2,3 0,7 Gj.snitt -1,025 0,15 0,3 0,2 1,525 1,475 Tredøgns 0,4 0,3 0,8 0,5 1,1 ikke målt Biologisk oksygenforbruk - Passebekk, mg/l per døgn Blank1 Glykol1 Blank2 Glykol2 Mandag 0,1 0,2 0,2 0,2 Kimtall - Rovebekken Tabell 2 Prøve Inkubert Kjøleskap 20 C 30 C Kommentarer V 435 a sukker V 435 b glykol V 435 c de-icer V 435 d blank V 435 e blank V 435 f de-icer V 435 a sukker V 435 b glykol V 435 c de-icer V 435 d blank V 435 e blank spaltet gel til væske V 435 f de-icer V 435 a sukker V 435 b glykol V 435 c de-icer V 435 d blank V 435 e blank V 435 f de-icer V 435 a sukker V 435 b glykol V 435 c de-icer V 435 d blank V 435 e blank Kimtall - Passebekk Prøve Inkubert 20 C V 313 blank V 313 -g glykol V 314 blank V 314 -g glykol

10 Tabell 3 Diverse analyser - Rovebekken Ammonium - ppm 0,13 Nitrat - ppm 4,36 Fosfat - ppb 7,0 Diverse analyser - Passebekk Ammonium - ppm 0,15 0,11 Nitrat - ppm 0,55 0,49 Fosfat - ppb 10,7 5,1 Tabell 4 Oksygeninnhold Rovebekken, økende avstand fra torp mg/l % a 11,6 91 b 12,2 95 c 12,8 99,5 Oksygeninnhold Passebekk a 13,1 95 b 12,4 86 Graf 1 - Vekstkurver, prøver fra kjøleskap inkubert i kjøleskap Kimtall Antall døgn sukker deicer glykol blank 10

11 Graf 2 - Vekstkurver, prøver fra kjøleskap inkubert ved tretti grader Kimtall Antall døgn sukker deicer glykol blank 11

12 Vedlegg II Kilder Bellona s hjemmeside Sandefjord Kommune s hjemmeside Sandefjord Kommune s rapport om forurensningssituasjonen i kommunens vann og vassdrag 256BDD003601C5?OpenDocument Sandefjord Lufthavn Torp s hjemmeside Sandefjord Lufthavn Torp s miljørapport Gule Sider 12

13 Vedlegg III Kart 1, Rovebekken 13

14 Kart 2, Passebekk 14

15 Vedlegg IV Saklig begrunnelse for valg av bekk Vi går på skole i Sandefjord. Vi bor (riktignok på hybel) i Sandefjord. Hvorfor valgte vi å reise til Hvittingfoss for å finne en referansebekk? Ikke fordi det var nødvendig for prosjektets vitenskapelighet. Vi kunne like godt valgt en bekk mye nærmere. Ikke på trass. Det ville vært barnslig, og vi ønsker å jobbe så profesjonelt som mulig. Isteden gjorde vi det som en historisk-vitenskapelig statement. Det er en sørgelig kjensgjerning at det alltid har vært slik innen vitenskapen at de som valgte nye veier, tenkte annerledes, foreslo noe annet - de ble undertrykt av det etablerte, autoritetene. Så ofte har vi sett at teorier som blir gjentatt og gjentatt etter hvert blir godtatt uten videre som sannhet. Galieleo Galilei prøvde forgjeves å forklare at jorda ikke var verdens midtpunkt. På begynnelsen av forrige århundre erkjente ikke kjemikerne muligheten for at edelgasser kunne reagere, de var altfor overbevist om stabiliteten til ns 2 np 6 -oktetten, og forbindelser med edelgasser ble oppdaget mye senere enn nødvendig. Det er ikke dette den vitenskapelige metode går ut på! Det er ingenting som kan bevises, bare motbevises. Vi har tenkt litt på dette. Vi vil gjøre det vi gjør, bra. Vi vil presentere resultater som vi kan gå gode for. Men vi vil også gjøre det med glimt i øyet. Det er for tiden dårlig søkning til realfagene her i Norge. De unge syns disse fagene virker uinteressante, kjedelige. Vi trenger de gode gamle realfagslærerne tilbake, fysikk-på-roteloftet-menneskene som delte med seg av sin kunnskap med - nettopp - glimt i øyet. Det innebærer for oss at vi ikke ønsker å gå den slagne landevei, så lenge det ikke går utover faglig integritet. Vi valgte bekker som ligger en times bilkjøring unna hverandre. Vi valgte å ha det gøy samtidig som vi jobbet seriøst. Vi håper å lage en rapport som gjenspeiler litt av den gleden vi har hatt av å jobbe med prosjektet. Vi kan endre på mye ved jorda. Kanskje kan vi gjenopprette balansen i miljøet, sørge for mat og vann til alle - men det hjelper ikke å endre alt annet hvis ikke vi endrer menneskene. Ytre forhold kan tilrettelegges. Men varige endringer vil ikke skje uten at også holdninger endres. Vi ønsker å formidle glede. Ikke bare med dette prosjektet. Vi har hatt et flott skoleår med hverandre. Vi vil ta med oss dette ut til resten av verden, videre i livet, dette å finne glede i å gjøre det du driver med seriøst og likevel ha det gøy samtidig. De bastante autoritetene, professorene, menneskene med lang og flott utdanning - de vil kanskje riste på hodet og avfeie oss. Vi vil likevel gå på. For alle steder, i alle yrker, i alle samfunnslag, finner man folk som tør å skille seg ut. Mennesker som har fulgt litt med i historien og som har lært av det. Vi vil holde med dem, stå sammen og prøve å gjøre ting litt annerledes, tenke litt i andre baner, prøve nye ting. På ett plan kan du si at vi gjorde vårt valg for å ha det gøy. Men i virkeligheten ligger noe mer bak. Ingenting er bare svart og hvitt....nå skal det sies at læreren vår var noe skeptisk til dette. Han påstod at han hadde fått ny forståelse av uttrykket "å gå over bekken etter vann". Men hvis det er det eneste vi oppnår - å være et artig ordtak på skolen vår - så har vi vel oppnådd noe? Vi har gitt andre noe å smile av. Noen ganger må man nøye seg med det. Andre ganger oppnår man så mye mer. Det virkelig store ville være å folk til å tenke annerledes. Men vi bare gjør så godt vi kan. Vi prøver, der vi har mulighet til det. Uansett hva 15

16 omgivelsene kommer til å mene om det. Det vil alltid finnes noen som forstår hva vi mener. Heldigvis. Vedlegg V Ord ved slutten av et prosjekt Siterer et lite gruk: OGSAA EN TEKNIK Pedagogisk gruk Man lærer at tænke sig om og saa handle forsiktigt; men flyktigt som livet jo er, er det langt mere vigtigt at lære at handle forhastet - og gøre det rigtigt. Piet Hein I glede, i frykt og i nød - veien er målet! 16