Tynntildekking av forurensede sedimenter

Transkript

1 RAPPORT [219/2014] Tynntildekking av forurensede sedimenter Overvåkning av fire testfelt i Grenlandsfjordene

2 KOLOFON Utførende institusjon Norges Geotekniske Institutt, Norsk Institutt for vannforskning og Stockholm Universitet Oppdragstakers prosjektansvarlig Espen Eek Kontaktperson i miljødirektoratet Hilde Beate Keilen M-nummer År Sidetall Miljødirektoratets kontraktnummer [219/2014] : Utgiver Miljødirektoratet Prosjektet er finansiert av Miljødirektoratet Forfatter(e) Espen Eek, Morten Schaaning og Gerard Cornelissen (QA) Tittel norsk og engelsk Tynntildekking av forurensede sedimenter -Overvåkning av fire testfelt i Grenlandsfjordene Thin layer capping of contaminated sediments Monitoring of four test fields in the Grenlandfjords Sammendrag summary NGI har sammen med NIVA og Stockholm Universitet overvåket in situ fluks av dioksiner, ex situ opptak av dioksiner i organismer og passive prøvetakere og tilstand til bentisk habitat og makrofauna-samfunn på fire testfelt med tynn tildekking og referansefelt uten behandling. NGI har hatt ansvar for å lede prosjektet og for in situ fluks målinger. NIVA var ansvarlig for karakteriseringen av bentiske habitater (SPI/BHQ) og ex situ målinger av biotilgjengelighet. SU var ansvarlig for makrofaunaundersøkelsen. Overvåkningen gikk over to år ( ) og var en fortsettelse av overvåkningen gjort i forskningsprosjektet Opticap. Den viktigste overordnede konklusjonen er at tiltakseffektiviteten fra tynnsjikt med aktivt kull er vesentlig større enn den er fra ikke-aktive materialer som kalkstein eller leire. Dette ble funnet for målinger av sediment-vann fluks og akkumulering av dioksiner i sedimentlevende organismer og passive prøvetakere plassert i vann over sedimentene. Denne effektiviteten synes imidlertid å ha en pris i form av endring av habitat og makrofaunasamfunn som varer i minst fem år etter tiltaket, spesielt på et av områdene der biomangfoldet i utgangspunktet var lavere og faunaen karakterisert av et større innslag av arter som lever av å filtrere partikler løst i vannet. Derfor må alltid fordelen av en nedgang i biotilgjengelig forurensning veies mot risiko knyttet til langvarige endringer av sediment-økosystemet. 1

3 4 emneord 4 subject words Forurensede sedimenter, tynn tildekking, aktivt Contaminated sediments, Thin layer capping, karbon tildekking, Dioksin fluks, bunnfauna active carbon capping, Benthic fauna Forsidefoto NGI 2

4 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] Innhold 1. Innledning Forurensning i Grenlandsfjordene Etablering av testfeltene i Grenlandsfjordene Opticap og Thinc Testfeltene Overvåkning av testfeltene In situ fluksmålinger Metode Resultater og diskusjon Tiltakseffektivitet Bioakkumulering Metoder Resultater og diskusjon Analyser av sediment Biotilgjengelighet på referanselokalitetene Effekter av tildekking Oktaklorstyren og heksaklorbensen Tidstrender Oppsummering og konklusjoner biotilgjengelighet Habitatundersøkelser med SPI-kamera Materiale og metoder Resultater og diskusjon Konklusjoner SPI Makrofauna Metoder og innsamling av prøver Resultater og diskusjon Antall individer Antall arter Biomasse Samfunn Økologisk klassifisering Konklusjoner makrofauna Konklusjoner Tiltakseffektivitet In situ målinger av fluks av dioksiner

5 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] Ex situ målinger av opptak av dioksiner i organismer og passive prøvetakere Effekter på sediment-økosystemet Habitat-analyser Makrofauna Referanser Vedlegg 1 Feltrapport in situ fluksmåling Vedlegg 2 NIVA-rapport: Thin layer capping of fjord sediments in Grenland. Chemical and biological monitoring Vedlegg: 1. Vedlegg 1 Feltrapport in situ fluksmåling 2. Vedlegg 2 NIVA-rapport Thin layer capping of fjord sediments in Grenland. Chemical and biological monitoring

6 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] 1. Innledning NGI og NIVA har på oppdrag fra Miljødirektoratet overvåket effekten av tynntildekking på biotilgjengelighet og sediment-vann flukser av dioksiner og furaner og på bunnfauna samfunnet på fire testfelt i Grenlandsfjordene. De overvåkede testfeltene ble etablert i forskningsprosjektet Opticap og overvåket i regi av Opticap frem til Det prosjektet som er rapportert her har vært en fortsettelse av overvåkningen av disse testfeltene i to perioder fra desember 2012 til mai Forurensning i Grenlandsfjordene Magnesiumfabrikken til norsk Hydro, som var virksom i perioden fra 1951 til 2002 på Herøya innerst i Frierfjorden, slapp ut betydelige mengder dioksiner (12 kg/ år på det meste) til miljøet. En betydelig andel av dette havnet i sedimentene i Grenlandsfjordene (Gunneklevfjorden, Frierfjorden, Eidangerfjorden, Ormerfjorden og Langangsfjorden). Magnesiumfabrikken ble lagt ned i 2002, og er derfor ikke lenger en kilde til dioksinutslipp i Grenlandsfjordene. Sedimentene på sjøbunnen har imidlertid lagret dioksiner fra hele denne perioden, og dette ansees nå som den viktigste kilden til miljøgiftforurensing av Grenlandsfjordene. I sedimentene i de arealmessig mindre områdene nærmest en forurensningskilde vil det ofte være høyere konsentrasjon av miljøgifter enn i de arealmessig store (flere km 2 ) områdene utenfor. Likevel viser modellering av dioksiner i Grenlandsfjordene at tiltak på de sterkt forurensede områdene nærmest Herøya vil ha liten effekt på innholdet av dioksiner i fisk og skalldyr i de ytre fjordomårdene, sammenlignet med effekten av eventuelle tiltak som kan gjøres direkte på de store arealene der dyra holder til (Saloranta et al. 2008). Dette betyr at det kan ha en stor betydning om man klarer å utvikle tiltaksmetoder som kan anvendes på store sedimentarealer. Det er dessuten viktig å avklare hvor stor effektivitet i form av redusert biotilgjenelighet man kan forvente av slike tiltak og om man kan risikere eventuelle negative bivirkninger av tiltakene. 1.2 Etablering av testfeltene i Grenlandsfjordene Opticap og Thinc I Norge finnes det en rekke fjorder der, på samme måte som i Grenlandsfjordene, et betydelig areal av fjordbunnen er moderat til sterkt forurenset og hvor det samtidig er liten sedimentasjon av rent materiale slik at naturlig restitusjon av sjøbunnen går sakte. I slike områder kan tiltak som reduserer tilgjengelighet og spredning fra sjøbunnen gi en betydelig gevinst i form av redusert spredning av miljøgifter til fisk og andre marine arter som utnyttes som sjømat. 5

7 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] Tiltak på store arealer sjøbunn vil innebære et betydelig inngrep i fjordområdet og medføre stor ressursbruk og kostnader. Både mudring og tradisjonell isolasjons-tildekking vil på kort sikt ødelegge bunnfaunaen og på lang sikt kunne endre denne, samtidig vil kostnadene knyttet til slike tiltak være svært høye. Tildekking av forurensede sedimenter med et tynt lag med rene masser og med et aktivt miljøgiftbindende materiale som aktivt kull, ble derfor studert i forskningsprosjektene Opticap og Thinc med tanke på å optimalisere tynn-tildekking (tildekkingstykkelse < 10 cm) som risikoreduserende tiltak på store arealer sjøbunn. Tynn tildekking forventes å ha mindre negativ effekt på bunnfaunaen og vil også koste mindre enn både mudring og isolasjonstildekking Testfeltene En viktig del av forskningsprosjektet Opticap var å etablere fire testfelt (tre i Ormerfjorden og ett i Eidangerfjorden) med tilhørende referansefelt (ett i Ormerfjorden og to i Eidangerfjorden). Hensikten med å etablere disse testfeltene var å teste ut, under så realistiske forhold som mulig, hvordan tynn tildekking kan legges ut, hvor effektivt tynntildekking er til å redusere utlekking og eksponering for dioksiner og furaner fra sjøbunnen i dette området, og om tynn-tildekking har negative bi-effekter på bunnfauna. Testfeltene og referansefeltene ble plassert slik at disse var så like som mulig med tanke på innhold av dioksiner og furaner (Tabell 1) og med hensyn på andre miljøforhold. Tabell 1 viser hvilke testfelt som ble etablert og tykkelsen av tildekkingslaget som ble målt på disse like etter at disse var etablert. Testfeltene etablert av Opticap Testfelt Område Konsentrasjon før tildekking (TEQ PCDD/F ng/kg) Tildekking Tykkelse tildekkingslag (cm) FO 1 Ormerfjorden 352 Knust kalk fra NOAH Langøya (0 5 mm) 2,1 ± 1,2 FO 2 Ormerfjorden 344 Mudret leire 3,7 ± 1,1 FO 3 Ormerfjorden 182 Mudret leire og Aktivt kull (AC) 1,1 ± 0,6 FO 4 Ormerfjorden 346 Referansefelt 0 FE 5 Eidangerfjorden 1019 Mudret leire og AC 1,2 ± 0,3 FE 6 Eidangerfjorden 1278 Referansefelt 0 6

8 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] Figur 1. Oversiktskart med plassering av testfeltene 2. Overvåkning av testfeltene Hensikten med overvåkningen av testfeltene var å undersøke utviklingen i tynntildekkingens evne til å redusere tilgjengelighet av dioksiner og furaner og effekten tildekkingen har på kvaliteten på bunnfaunahabitatet og bunnfaunasammensetningen. Overvåkningen er en fortsettelse av overvåkningen som ble gjennomført i regi av forskningsprosjektene Opticap og 7

9 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] Thinc. På testfeltene ble utlekking av dioksiner og furaner overvåket med in situ flukskamre, bio-tilgjengelighet ble overvåket ved gjentatt prøvetaking med boxcore-utstyr, der opptak av dioksiner og furaner i bunnlevende organismer på disse prøvene ble målt. I tillegg ble kvalitet og sammensetning av bunnfauna overvåket ved bruk av sediment profil kamera (SPI) og ved å samle inn prøver for analyse av bunnfauna. Tabell 2 viser overvåkningsprogrammet for Opticap/Thinc og det som ble gjennomført i dette overvåkningsprosjektet i regi av Miljødirektoratet. Tabell 2 Overvåkning i Opticap/Thinc og i dette prosjektet Opticap grå bakgrunn, overvåkning i regi av miljødirektoratet er merket med hvit bakgrunn Måling Vår Høst Vår Høst Vår Høst Vår Høst Vår Høst Vår Høst In situ fluks av dioksiner fra sediment Bioakkumulering av dioksiner Bestemmelse av BHQ (SPI) Makrofauna kartlegging Rapportering X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 3. In situ fluksmålinger Helt siden testfeltene ble laget i 2009 har disse blitt overvåket med flukskamre som måler in situ utlekking (fluks) av dioksiner fra sjøbunnen til overliggende vann. Denne metoden ble også brukt i den fortsatte overvåkningen. Flukskamre ble satt ut i tre paralleller på alle testfeltene og på to referansefelt i to seksmåneders perioder mellom 2012 og

10 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] 3.1 Metode Flukskammeret virker ved at et areal av sjøbunnen lukkes inne av flukskammeret (et kammer av stål som er åpent i bunnen men lukket mot vannet over) og organiske miljøgifter som lekker ut av sjøbunnen samles opp i en «infinite sink» absorbent (oftest et plast materiale som binder organiske miljøgifter sterkt og dermed trekker disse til seg) inne i kammeret. Semipermeable membrane devises (SPMD) er benyttet som «infinite sink» for måling av dioksinfluks. Metoden er beskrevet av Eek m. fl. (2010), NGI (2012b) og Cornelissen m.fl. (2012) Figur 2. Illustrasjon av prinsippet for hvordan flukskammeret virker 9

11 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] Flukskamre ble satt ut i tre paralleller på alle testfeltene og på referansefeltet i Ormerfjorden og et av referansefeltene i Eidangerfjorden (til sammen 18 kamre) på samme måte og samme sted som det ble gjort i overvåkningen av testfeltene i Opticap-prosjektet (NGI 2012b). På testfeltene i Ormerfjorden ble det satt ut tre enkeltkamre på hvert felt. På testfeltene i Eidangerfjorden ble det satt ut en tripod (trebeinet ramme for plassering av overvåkningsutstyr på sjøbunnen, se figur 3a) på hvert felt med tre kamre festet i tripoden (Figur 3 a og b). Tripoden ansees som bedre egnet til utsetting på dypt vann fordi den sikrer at kamrene står horisontale når de settes ned. Flukskamre ble satt ut 10. desember 2012 og hentet opp 30. mai Flukskamrene ble deretter satt ut igjen 25. oktober 2013 og hentet opp 26. mai Alt feltarbeid ble gjennomført med Forskningsfartøyet FF Trygve Braarud (UiO). Rett etter at flukskamrene var tatt opp fra sjøbunnen ble innsiden av kamrene og SPMDmembranene nøye inspisert for å se om eksponeringen hadde vært vellykket. Det ble sett etter følgende tegn på at eksponeringen ikke hadde fungert: Topplokket som lukker kammeret hadde ikke vært lukket o Biologisk aktivitet inne i kammeret o Partikler eller biota mellom lokket og kammertaket Sediment eller tildekkingsmasse på SPMD-membranen inne i kammeret Vedlegg 1 viser en oversikt over resultatet av denne vurderingen av flukskamrene i felt. SPMD-membranene ble etter opphenting analysert hos Ökometric Gmbh, Bayreuther Institut für Umweltforschung, Bayreuth, Tyskland. Alle igjenfunne membraner ble analysert, men bare de som ikke hadde tegn til partikkelkontaminering eller åpent kammer ble inkludert i datagrunnlaget for beregning av fluks. Vurderinger av hvilke membraner som skulle brukes i beregningen ble gjort basert på observasjoner gjort i felt før resultatet av analysen var kjent. a) b) c) Figur 3. Bilder fra opphenting av flukskamre 30 mai a) Tripod med flukskamre på dekk, b) tre enkeltkamre, c) Kammer uten partikler eller annen forstyrelse, eksponering OK. Fluks fra sjøbunnen (F) av stoff i ble beregnet for hvert flukskammer fra innhold av de ulike dioksinene og furanene i SPMD-membranen (M), arealet av sjøbunnen som er avgrenset av flukskammeret (A) og eksponeringstiden (tiden kammeret har stått ute (t)). FF = MM AA tt A = 0,049 m 2 og t = eksponeringstiden (hhv 171 og 213 dager for de to periodene). 10

12 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] 3.2 Resultater og diskusjon Summert fluks av dioksiner og furaner beregnet om til toksisitetsekvivalenter (TEQ) fra testfeltene og referansefeltene i Grenlandsfjorden er vist i Figur 4 sammen med resultatene fra tidligere overvåkning gjort i Opticap-prosjektet. 11

13 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] 35 Flux PCDD/F (pg TEQ m-2 d-1) Mnd. 1-8 Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd. 1-8 Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd. 1-8 Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd. 1-8 Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd. 1-8 Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd Mnd Ormer-Ref (FO4) Ormer-Kalk (FO1) Ormer-Leire (FO2) Ormer-AC (FO3) Eidanger-Ref (FE6) Eidger-AC (FE5) Figur 4. Fluks av sum toksisitetsekvivalenter (TEQ) for dioksiner og furaner (PCDD/F) fra de ulike testfeltene i Ormerfjorden (FO1, FO2, FO3 og FO4) og i Eidangerfjorden (FE5 og Fe6). Fluks av sum TEQ PCDD/F beregnes ved å multiplisere fluksen av hvert enkelt stoff med en faktor for toksisitet til hvert enkelt stoff. 12

14 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] Tiltakseffektivitet Fra fluks målt på testfeltene og på referansefeltene kan man beregne prosentvis reduksjon i fluks fra sjøbunnen som følge av en type tildekking eller behandling. Dette kalles tiltaksefffektivitet. Figur 5 viser utviklingen av tiltakseffektivitet i perioden for feltene behandlet med aktivt kull (FO3 og FE5) og feltene tildekket med passive materialer (FO1 og FO2). Fluksen av dioksiner fra referansefeltene er gjennomgående høyere enn fluksen fra de tildekkede feltene for alle feltene i det meste av perioden overvåkningen har foregått. Resultatene fra overvåkningen av testfeltene i Ormerfjorden viser at fluksen fra de to testfeltene tildekket med kalk og mudret leire (FO1 og FO2) var betydelig mindre enn fra referansefeltet (FO4) i de 23 første månedene etter utlegging av tildekkingen måneder etter utleggingen av tildekkingen var imidlertid utlekkingen fra disse feltene økt og var ikke vesentlig forskjellig fra fluksen fra referansefeltet. For begge feltene som er tildekket med AC og leire (FO3 = AC feltet i Ormerfjorden og FE5 = AC-feltet i Eidangerfjorden) var utviklingen motsatt: like etter utlegging av AC på testfeltene var fluksen fra disse-feltene om lag halvparten av fluksen på referansefeltene (FO4 og F55), mens i målingene som ble gjort fra måneder etter utlegging av AC var fluksen fra disse feltene sunket og var bare 15 % av gjennomsnittsfluksen fra referansefeltene. Beregnet tiltakseffektivitet viser at på lang sikt er det tydelig at det er behandling med aktivt kull som gir den høyeste tiltakseffektiviteten (84 86 % etter 56 måneder). Tiltakseffektiviteten ved tynn tildekking med passive materialer gav relativt god effektivitet like etter tildekking (79 og 82%) men etter 56 måneder ble denne effektiviteten redusert til bare 44 og 46%. Resultatene viser at tiltakseffektivitet med hensyn til fluks økte gradvis for de feltene som var behandlet med det aktivt bindende materiale (AC). På feltene som var behandlet med materialer som ikke binder dioksiner eller furaner spesielt godt (passive materialer: leire og knust kalkstein) minket tiltakseffektiviteten gradvis. Disse motsatte trendene kan forklares med to ulike mekanismer som sannsynligvis begge virker i større eller mindre grad på de tildekkede testfeltene; i) dioksintransport fra sedimentpartiklene til de sterk sorberende AC partiklene går langsomt og tar flere år, som en tidligere modelleringsstudie også har vist (Werner et al, 2006 ), derfor øker tiltakseffektiviteten av AC-feltene gradvis; ii) feltene blir stadig dekket av et lag lett forurenset nytt sedimenterende materiale, og dioksiner og furaner i dette materialet kan også bindes til det aktive kullet med tiden (men ikke til de passive materialene); NGIs arbeid i Trondheim og USA har tidligere vist at AC er like aktiv binder av organiske miljøgifter etter noen år i felt som like etter utlegging (Oen et al. 2012). Tildekkingslaget på kalkfeltet var noe tykkere enn tildekkingen på AC-feltene (se tabell 1), men sannsynligvis tynnere enn bioturbasjonsdypet. Dette tildekkingslaget kan derfor ha hatt en god isolerende effekt like etter utleggingen, men denne effekten kan gradvis ha blitt redusert ved at bioturbasjonen fører til at forurensede partikler fra sedimentet under blandes opp til overflaten av tildekkingen eller forurensede partikler (for eksempel oppvirvlet fra sediment utenfor testfeltet) kan ha sedimentert på toppen av tildekkingen. Siden kalkpartiklene har relativt liten bindingsevne for dioksiner kan en slik blanding og tilførsel av forurensede partikler ha gitt gradvis økt porevannskonsentrasjon av dioksiner og furaner i sjøbunnsoverflaten og dermed økt fluks med tiden. 13

15 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] TILTAKSEFFEKTIVITET (%) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% MÅNEDER ETTER KONSTRUKSJON AV TESTFELTENE Ormer-AC (FO3) Eidanger-AC (FE5) 100% 90% TILTAKSEFFEKTIVITET (%) 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% MÅNEDER ETTER KONSTRUKSJON AV TESTFELTENE Ormer-Kalk (FO1) Ormer-Leire (FO2) Figur 5.Tidsutvikling av tiltakseffektivitet med hensyn til fluks for testfeltene med og uten aktivt kull. Tiltakeffektivitet for testfeltene i Ormerfjorden (FO1, FO2, FO3) er beregnet i forhold til gjennomsnittsfluks fra referansefelt i Ormerfjorden (FO4). Tiltakseffektiviteten i testfeltet i Eidangerfjorden (FE5) er beregnet i forhold til gjennomsnittsfluksen fra referansefeltet i Eidangerfjorden (FE6) 14

16 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] 4. Bioakkumulering Bioakkumulering ble målt ex situ på Marin Forskningsstasjon Solbergstrand ved å eksponere to testorganismer i boks-kjerneprøver overført fra testfeltene i Grenlandsfjordene til bløtbunnslaboratoriet på Marin Forskningsstasjon Solbergstrand. De to testorganismene (børstemark og nettsnegl) har forskjellig levemåte og næringsopptak. I tillegg til de to sedimentlevende organismene ble opptak av dioksiner fra vannet over sedimentet undersøkt med passive prøvetakere. Til sammen gir disse tre prøvetypene ulike mål på biotilgjengeligheten av dioksiner i sedimentene. 4.1 Metoder De to testorganismene (børstemark og nettsnegl) har forskjellig levemåte og næringsopptak. Børstemarken lever i ventilerte graveganger ofte ned til cm under sedimentoverflaten og tar opp dioksiner dels over tarmen via inntak av helt sediment og dels fra porevannet direkte gjennom kroppsoverflaten. Nettsneglen tilbringer det meste av tiden like under sedimentoverflaten og beveger seg sjelden dypere enn ca 3 cm. Den er beskyttet av et skall som dekker størstedelen av kroppen og antas å få en større andel av dioksinnholdet via selektivt opptak av næringsrike partikler fra sedimentets overflate desember 2012 ble duplikate boks-kjerneprøver overført fra hvert av de seks prøvefeltene i Eidangerfjorden og Ormerfjorden til forskningstasjonen på Solbergstrand. På stasjonen ble de straks plassert i et kar fylt med gjennomstrømmende sjøvann med temperatur og saltholdighet tilsvarende typiske forhold på innsamlingsstedene, dvs ca 8ºC og saltholdighet (PSU) 34. Boksene ble forsynt med lokk og vannet over sedimentet ble kontinuerlig omrørt, luftet og skiftet ut med vann fra stasjonens vanninntak på 60m dyp. Organismene ble innsamlet fra en lite forurenset lokalitet ved Jeløya, Ytre Oslofjord og 20 individer av hver art ble tilsatt hver boks. Børstemarkene (Nereis diversicolor) ble tilsatt Sneglene (Hinia reticulata) ble på grunn av lite tilgjengelige dyr i desember 2012 innsamlet og tilsatt boksene i mai påfølgende år. Begge organismene ble eksponert til de ble samlet inn fra boksene i august Passive prøvetakere (SPMD; Semi-Permeable Membrane Device) ble montert på stålholdere festet under lokket slik at underkanten var ca 5 cm over sedimentoverflaten. Omrøringen var svak slik at partikkeloppvirvling ikke skal ha forekommet i løpet av eksponeringstiden for SPMDene ( ). SPMD ene ble tørket av med fuktig papir før lagring i metallesker og forsendelse til laboratoriet. Børstemarkene fikk gå seg rene over natten i begerglass fylt med ca 250 ml sjøvann. Sneglenes bløtdeler ble adskilt fra skallet og skyllet med sjøvann. Individer fra hver boks ble blandet på prøveglassene før nedfrysing (-20ºC) og forsendelse til laboratoriet. Like mengder sediment fra topplaget (0-2 cm) fra de to replikate boksene ble overført til glødete glass for analyse av konsentrasjoner i en sedimentprøve fra hvert felt. Sedimentprøvene ble frysetørket og analysert for organisk karbon ved NIVAs laboratorium i Oslo. Alle prøvene ble analysert for dioksiner, furaner (PCDD/F), heksaklorbensen (HCB) og oktaklorstyren (OCS) ved Ökometric Gmbh, Bayreuther Institut für Umweltforschung og alle resultater ble omregnet til toksisitetsekvivalenter med faktorene fastsatt av Verdens Helseorganisasjon (se vedlegg 1). For bioakkumulering er alle resultater gitt i pikogram (pg) toksistetetsekvivalenter (TE) per gram våtvekt. Opptaket i 15

17 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] SPMD ene ble omregnet til fluks (pg m -2 dag -1 ) ved å normalisere mot sedimentareal og eksponeringstid som beskrevet i Josefsson et al., Materiale og metoder er mer utførlig beskrevet i vedlegg Resultater og diskusjon Analyser av sediment Resultatene av sedimentanalysene 4 år etter tildekkingen av testfeltene viste at innholdet av organisk karbon var lavere i Ormerfjorden enn i Eidangerfjorden. Dette var i overenstemmelse med tolkningen av SPI-bildene (se avsnitt 5 nedenfor) som viste raskere sediment-tilvekst og trolig også høyere tilførsler av organisk materiale i de dypeste delene av fjordområdet. Forskjellen mellom FE5 og FE6 bekreftet at aktivt kull tilsatt på FE5 bidro til analysen av TOC. Konsentrasjonene av de klororganiske forbindelsene var 2-3x høyere på referensefeltet i Eidangerfjorden enn på feltet tildekket med AC og leire. Dette var ventet som følge av fortynning av det forurensede sedimentet med renere tildekkingsmaterialer. På grunnlag av tidligere analyser (Tabell 1) hadde vi forventet å finne lavere konsentrasjoner i Ormerfjorden enn i Eidangerfjorden. Analysene av OCS og HCB i prøven fra FO2 ga ingen bekreftelse på dette, men videre spekulasjoner på hva dette kan skyldes er lite tilrådelig på grunnlag av en enkelt observasjon. Tabell 3. Konsentrasjoner av total organisk karbon (TOC), dioksintoksisitet (PCDD/F TE), oktaklorstyren (OCS) og hexaklorbensen (HCB) i sedimenter fra testfelt i Ormerfjorden (FO) og Eidangerfjorden (FE). TOC (mg g -1 ) PCDD/F TE (pg g -1 ) OCS (pg g -1 ) HCB (pg g -1 ) FO2 (leire) 13, FE5 (AC-leire) 33, FO4 (referense) 15, FE6 (referense) 20, Biotilgjengelighet på referanselokalitetene Sneglene fra referanselokalitetene inneholdt 4,6 ± 1,0 pg g -1 w.w. (gjennomsnitt ± et standard-avvik) i Eidangerfjorden og 4,2 ± 0,8 pg g -1 w.w. i Ormerfjorden (Figur 6). Tilsvarende viste opptak i passive prøvetakere (beregnet som fluks) på referansefeltene 2,9 ± 1,8 pg m -2 dag -1 i Eidangerfjorden og 2,2 ± 1,8 pg m -2 dag -1 i Ormerfjorden. Således fantes det ikke klare forskjeller verken mellom prøvetakinger eller mellom de to fjordene. Betydelig forskjell i opptak i passive prøvetakere mellom de to replikate boksene innsamlet i 2012 indikerte relativt store tilfeldige variasjoner i målingene. Ved å sammenligne opptak i passive prøvetakere målt i alle duplikate prøver (6 par, referanse- og tildekkings-feltene) i 2012 ble det funnet en relativ usikkerhet på 33,1% for opptak i passive prøvetakere sammenlignet med 10,7% for sneglene. Børstemarkene viste ofte noe høyere vevskonsentrasjoner enn sneglene, 21,7 ± 13,4 pg g -1 w.w. i Eidangerfjorden og 13,4 ± 5,2 pg g -1 w.w. in Ormerfjorden, men relativ usikkerhet på 33% var omtrent som for passive prøvetaker. Denne usikkerheten 16

18 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] inkluderer reelle forskjeller i konsentrasjon av dioksiner, organisk innhold, lagdeling, bioturbasjon og annet mellom de to boksene innsamlet på samme stasjon, men noen meter fra hverandre. I tillegg kan det være små variasjoner i den interne omrøringen i boksene og variasjoner i størrelse, fettinnhold og generell helsetilstand hos dyra tilsatt i laboratoriet. Alle disse feilkildene gjør det vanskeligere å finne statistisk signifikante forskjeller mellom de seks prøvefeltene og mellom de ulike tidspunktene Hinia reticulata (pg g -1 w.wght.) a 2012b a 2012b FE6 FE6 FE6 FE6 FO4 FO4 FO4 FO4 Nereis diversicolor (pg g -1 w.wght.) a 2012b a 2012b FE6 FE6 FE6 FE6 FO4 FO4 FO4 FO4 Opptak i passive prøvetakere (pg m -2 day -1 ) a 2012b a 2012b FE6 FE6 FE6 FE6 FO4 FO4 FO4 FO4 Figur 6 Bioakkumulering og opptak i passive prøvetakere av dioksiner (SumPCDD/F WHO-TE) på referanselokalitetene i Eidangerfjorden (FE6) og Ormerfjorden (FO4). 17

19 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] Selv om forskjellen mellom konsentrasjonen i sneglene og børstemarken ikke var statistisk signifikant, kan det være flere grunner til at det ofte ble observert høyere konsentrasjon av dioksiner i børstemark enn i snegl. Fettinnholdet i børstemarken er ca 5x høyere enn i sneglen (Ruus et al., 2005). Sneglene er eksponert nærmere sedimentoverflaten der konsentrasjonene er lavere enn i de eldre lagene dypere ned der børstemarkene holder til. Forskjellen kan også skyldes at skall beskytter sneglene mot direkte opptak fra porevannet i større grad enn børstemarken og selektivt opptak av næringsrike partikler kan innebære at opptaket via føden hos snegl er dominert av nyere organisk materiale med lavere innhold av dioksiner. Til tross for ca dobbelt så høye konsentrasjoner av dioksiner i sedimentene i Eidangerfjorden, var det ikke klare forskjeller mellom de to referanselokalitetene, hverken med hensyn til opptak i passive prøvetakere, snegl eller børstemark. Dette kan indikere at biotilgjengeligheten var lavere i Eidangerfjorden enn i Ormerfjorden, hvilket var forventet fra det høyere innholdet av organisk karbon i sedimentene i Eidangerfjorden (3,60% TOC målt i sediment fra boks fra FE6) sammenlignet med Ormefjorden (1,56% TOC målt i sediment fra boks fra FO4) Effekter av tildekking Fordi det ikke ble observert klare forskjeller mellom prøvetakingstidspunkter eller mellom de to referanselokalitetene, er det rimelig å anta at forskjeller mellom de forskjellige feltene skyldes de ulike behandlingene. De laveste opptakene i passive prøvetakere ble observert på de to feltene behandlet med AC og leire, men variansanalysen (ANOVA) viste ingen signifikante forskjeller mellom noen av feltene ved anbefalt 95% signifikansnivå. I figur 7 (nedre diagram) er dette vist ved at alle søylene som viser gjennomsnittlig opptak i passive prøvetakere på hvert felt målt en gang i 2010 og to ganger i 2012 er merket med samme bokstav (A). Sneglene (figur 7, øvre diagram) viste også lavere vevskonsentrasjoner i de to feltene behandlet med aktivt karbon, men til forskjell fra opptak i passive prøvetakere, var alle tildekkingsfeltene signifikant lavere enn de to kontrollfeltene. I Ormerfjorden var konsentrasjonen av dioksiner i snegl fra feltet dekket med 1,2 cm AC og leire (FO3) også signifikant lavere enn i snegl fra feltet dekket med 3,7 cm ren leire (FO2). Også børstemarkene inneholdt lite dioksiner på feltene dekket med AC/leire. I Eidangerfjorden var innholdet signifikant lavere enn på referansefeltet, men i Ormerfjorden var AC/leire (FO3) signifikant lavere enn knust kalkstein (FO1), men ikke signifikant forskjellig fra leire (FO2) eller referanse (FO4). For å bedre utsagnskraften (power) i den statistiske analysen ble alle observasjonene normalisert mot de respektive referansefeltene slik at de tre matriksene snegl, børstemark og passive prøvetakere kunne slås sammen til ett samlet mål for biotilgjengelighet. Til dette formålet ble «fluksene» omregnet til konsentrasjon i de passive prøvetakerne slik at enheten blir den samme for alle matriksene. Dermed kunne sammenligningen gjøres med et større antall prøver (n=10) fra hvert felt (totalt antall prøver = 60). Dette ga meget høy utsagnskraft med p=0,9999 og LSN (Least Significant Number) = 39. LSN angir hvor mange prøver som måtte ha vært analysert dersom utsagnskraften skulle ha vært tilfredsstillende med den 18

20 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] variansen som ligger i datasettet. Seksti analyserte prøver var således vesentlig større enn det antallet som kreves for tilstrekkelig utsagnskraft. Hinia reticulata (pgte g -1 w.w.) 6 A A 4 BC B 2 BC C 0 FE5 FE6 FO1 FO2 FO3 FO4 Nereis diversicolor (pgte g -1 w.w.) A AB BC BC ABC C FE5 FE6 FO1 FO2 FO3 FO4 8 6 Flux (pgte m -2 d -1 ) A 4 2 A A A A A 0 FE5 FE6 FO1 FO2 FO3 FO4 AC-leire Ref. Kalkstein Leire AC-leire Ref. Figur 7. Gjennomsnittlig konsentrasjon av dioksiner (Sum PCDD/F WHO TE) i børstemark (Nereis diversicolor) og snegl (Hinia reticulata) og opptak i passive prøvetakere (fluks) på de seks testfeltene i Eidangerfjorden (FE) og Ormerfjorden (FO) målt 0-4 år etter tildekking. Søyler merket med samme bokstav er ikke signifikant forskjellige (p<0,05) (ANOVA Student s t-test). F.eks. er søylen merket BC i midterste diagram (FO2) signifikant forskjellig bare fra søylen merket A (FE6). Analyser av en prøve fra hvert felt i 2009 og 2010 og to i 2012/13 ga n=3 for passive prøvetakere og børstemark, n=4 for snegl. Merk at y-aksen er pg g-1 våtvekt for de to øverste diagrammene, pg m-2 d-1 for det nederste. 19

21 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] På feltene dekket med AC og leire ga det samlete målet for biotilgjengelighet en tiltakseffektivitet tilsvarende 69,1 % redusert opptak av dioksiner i passive prøvetakere og organismer i Ormerfjorden og 71,2 % i Eidangerfjorden (Figur 8). I Ormerfjorden var det ikke signifikant endret biotilgjengelighet på feltet dekket med ren leire, men litt overraskende ble det observert en signifikant økning av biotilgjengeligheten på feltet behandlet med knust kalkstein (Figur 8). Spesielt børstemark og opptak i passive prøvetakere bidro til økt biotilgjengelighet på dette feltet. Sammenlignet med de andre tildekkingslagene var knust kalkstein et grovere materiale som gir mindre diffusjonsmotstand og inneholdt sannsynligvis tilnærmet null organisk karbon. Begge deler kan ha bidratt til høyere konsentrasjoner i porevannet. Variasjoner i porevannskonsentrasjon er styrende for variasjoner i fluks fra sediment til vann (og dermed opptak i passive prøvetakere og i henhold til diskusjonen over sannsynligvis også styrende for konsentrasjon i børstemark. 2,0 Forholdet mellom opptak i passive prøvetakere og organismer i tildekket vs ikke tildekket felt A 1,5 1,0 B BC B 0,5 C C 0,0 FE5 FE6 FO1 FO2 FO3 FO4 AC-leire Ref. Kalkstein Leire AC-leire Ref. Figur 8. Biotilgjengelighet målt som forholdet mellom dioksiner akkumulert i organismer og passive prøvetakere på tildekket vs ikke tildekket sediment. Bokstavene over hver søyle viser resultatet av en-veis ANOVA (Student s t- test): Søyler merket med samme bokstav er ikke signifikant forskjellige (p<0,05). F.eks. er søylene merket C signifikant forskjellig fra søylene merket A eller B, men ikke forskjellig fra søylen merket BC. Analyser av en prøve fra hvert felt i 2009, tre prøver i 2010 og seks prøver i 2012 ga n=10. 20

22 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] Oktaklorstyren og heksaklorbensen Alle prøver analysert for bioakkumulering av dioksiner ble samtidig analysert for de enklere klorerte forbindelsene oktaklorstyren (OCS) og heksaklorbensen (HCB). På samme måte som for dioksinene ble biotilgjengelighet av disse stoffene estimert som forholdet mellom opptak i organismer eller passive prøvetakere eksponert mot sedimenter fra tildekkingsfeltene dividert med tilsvarende opptak på referensefeltene. Figur 9. Biotilgjengelighet målt som forholdet mellom OCS (øverst) og HCB (nederst) akkumulert i organismer og passive prøvetakere på tildekket vs ikke tildekket sediment. Bokstavene på hver søyle viser resultatet av en-veis ANOVA (Student s t-test): Søyler merket med samme bokstav er ikke signifikant forskjellige (p<0,05). Dvs at søylen merket AB er signifikant forskjellig bare fra søylen merket C. Analyser av en prøve fra hvert felt i 2009, tre prøver i 2010 og seks prøver i 2012 ga n=10. Vertikale streker på toppen av hver søyle viser ± 1 standard feil ( error). 21

23 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] I Eidangerfjorden ga tildekking med aktivt kull og leire 28% redusert opptak av OCS og 20% redusert opptak av HCB, men reduksjonen var ikke statistisk signifikant (figur 9). I Ormerfjorden derimot, ga tildekking med aktivt kull og leire signifikant redusert opptak av både OCS (65%) og HCB (62%). De to andre feltene i Ormerfjorden ga signifikant redusert opptak av HCB, men liten effekt på opptaket av OCS. Reduksjonen for HCB var 32% på feltet tildekket med kalkstein (FO1) og 29% på feltet dekket med leire (FO2). Sammenlignet med effekten av aktivt kull og leire på opptaket av dioksiner vist i de foregående avsnittene var det bare feltet i Ormerfjorden som viste tilsvarende god effekt på opptaket av OCS og HCB. Dette er ikke helt i samsvar med forventningene siden OCS og HCB kan forventes å binde til aktivt karbon like sterkt men raskere enn dioksiner. Trenden mellom tildekkingsfeltene i Ormerfjorden var imidlertid den samme for OCS og HCB som for dioksiner: best tildekkingseffekt ved tilstedeværelse av aktivt karbon Tidstrender Lineær regresjon ble brukt for å undersøke om den høye tildekkingseffektiviteten på feltene behandlet med aktivt kull endret seg over tid. Dataene for opptak i børstemark viste ingen korrelasjon med prøvetakingstidspunkt (R 2 0,294, p 0,266) (Tabell 4). De passive prøvetakerne viste signifikant bedring av effekten på opptaket av HCB fra 2010 til 2013 (R2 = 0,85, p = 0,009) (negativ stigningskoeffisient = avtagende forhold mellom opptak på tildekkingsfelt og opptak på referensefeltet = bedre effekt). Snegl, derimot, viste avtagende effekt av tildekkingen på alle de tre forbindelsene selv om korrelasjonen var relativt svak (0,396 R2 0,52, 0,044 p 0,094). Hvis det, som indikert i tidligere avsnitt, er slik at konsentrasjoner i passive prøvetakere og børstemark primært er kontrollert av konsentrasjonen i porevannet, tyder denne trenden på at konsentrasjonene i porevannet ikke øker med tiden etter tildekkingen. For HCB kan dataene til og med tyde på en nedgang i porevannskonsentrasjonen av HCB. Dvs at kullet fortsetter å være en aktiv adsorbent selv om tildekkingslaget gradvis blandes både med Tabell 4. Tidstrender for dioksiner (PCDD/F TE), heksaklorbensen (HCB) og oktaklorstyren (OCS) beregnet ved lineær regresjon av forholdet mellom opptaket på AC-tildekkingsfeltene og referensefelt i h.h.v. snegl (Hinia reticulata), børstemark (Nereis diversicolor) og passive prøvetakere. Positiv stigningskoeffisient viser økende forhold (avtagende effektivitet) med tid etter tildekking. De to kolonnene lengst til høyre viser korrelasjonskoeffisienten (R2) viser og sannsynligheten (p) for at det ikke er noen endring med tid etter tildekking. Matrix Forbindelse Stigning R2 p Hinia reticulata PCDD/F TE 0,062 0,52 0,044 HCB 0,159 0,396 0,094 OCS 0,131 0,459 0,065 Nereis diversicolor PCDD/F TE -0,0025 0,002 0,931 HCB -0,049 0,024 0,767 OCS 0,182 0,294 0,266 Passive prøvetakere PCDD/F TE 0,064 0,150 0,448 HCB -0,211 0,854 0,009 OCS -0,070 0,159 0,433 22

24 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] underliggende sediment og nytt eller resuspendert sediment tilført fra vannmassen over feltet. Dette bekrefter tidligere undersøkelser hvor det er vist at aktivt karbon var like effektiv etter flere år i felt som rett etter utlegging (Oen et al., 2012). Vi har tidligere argumentert at konsentrasjonen i snegl kan være kontrollert av innholdet i næringsrike partikler på sedimentoverflaten, og at det også er rimelig å anta at disse inneholder mindre dioksiner enn det eldre sedimentet under tildekkingslaget. I så fall kan dette forklare at effekten på snegl avtar noe over tid. I tillegg kan næringsrike partikler ved sedimentoverflaten være mindre utsatt for binding til det aktive kullet, enten pga av kort oppholdstid før de blir næring for sneglene eller fordi de er romlig adskilt fra det aktive kullet i tildekkingslaget lenger ned. SPI bildene viste relativt rask overdekking med nytt materiale (se vedlagte rapport). Det meste av dette er antagelig tilført ved sedimentasjon fra vannmassen. 4.3 Oppsummering og konklusjoner biotilgjengelighet I løpet av de første 4 årene etter tildekking, ble akkumulering av dioksiner målt i 60 prøver av børstemark, snegl og passive prøvetakere eksponert ex situ i bokskjerneprøver fra testfeltene i Ormerfjorden og Eidangerfjorden. Dataene fra referansefeltene viste generelt små forskjeller mellom de to fjordene og mellom de tre tidspunktene for prøveinnsamling. Sammenlignet med referansefeltene, økte biotilgjengeligheten av dioksiner på feltet behandlet med knust kalkstein. Dette ble forklart med lavt (tilnærmet null) innhold av organisk karbon og mindre diffusjonsmotstand i det grovere materialet i tildekkingslaget. Tildekking med leire uten aktiv kull hadde ingen effekt på biotilgjengeligheten av dioksiner målt som opptak i snegl og børstemark og målt som opptak i passive prøvetakere. Dette kan forklares som et resultat av forholdsvis stor likhet mellom tildekkingslaget og sedimentene på referansefeltene med hensyn til kornstørrelse og innhold av organisk karbon. Tildekkingslagene med leire tilsatt aktivt kull reduserte biotilgjengeligheten av dioksiner og furaner (PCDD/F toksisitetsekvivalenter) med ca 70% både i Ormerfjorden og i Eidangerfjorden. Dette forklares med den svært sterke bindingen til aktivt karbon. I løpet av undersøkelsesperioden viste passive prøvetakere og børstemark ingen tegn til svekket effektivitet av tildekkingen, men snegl viste noe redusert effektivitet for dioksiner fra ca 80% første året til ca 60% 3-4 år etter tildekking. Forskjellen mellom organismene kan bli forklart med at konsentrasjonene i snegl i stor grad er kontrollert av næringsopptak, mens konsentrasjonene børstemark og passive prøvetakere i større grad er kontrollert av konsentrasjonen i porevannet. 23

25 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] For OCS og HCB i Ormerfjorden var effektiviteten av tynnsjiktene, samt forskjellene mellom behandlingene, omtrent de samme som for dioksinene. I Eidangerfjorden derimot, var det lite forskjell på opptaket av OCS og HCB på tildekket og ikke tildekket felt. 5. Habitatundersøkelser med SPIkamera 5.1 Materiale og metoder SPI-kameraet tar bilder av et vertikalsnitt gjennom det bioturberte sedimentlaget og muliggjør et relativt høyt antall prøvepunkter der kvaliteten av bunnhabitatet kan fastsettes basert på en standardisert bildeanalyse. Analysen gir en indeks (BHQ, Benthic Habitat Quality Index) fra 0 til 15 poeng med en klassifiseringsskala definert av Nilsson og Rosenberg, 1997, og Rosenberg et al, 2004, på basis av forurensningsgradienten opprinnelig beskrevet av Pearson og Rosenberg, Systemet gir fem klasser fra «dårlig» til «høy» habitat-kvalitet og er nærmere beskrevet i vedlegg 2. I disse undersøkelsene ble BHQ-indeksen bestemt i bilder fra stasjoner plassert i gridsystemer bestående av 9 punkter spredt jevnt over hvert av tildekkingsfeltene i Ormerfjorden og 16 punkter fordelt jevnt over feltet i Eidangerfjorden og sammenlignet med 2-3 punkter bestemt på hver av de to referanselokalitetene. På referanselokalitetene ble det antatt at det var mindre horisontale variasjoner enn på tildekkingsfeltene slik at 2-3 stasjoner var tilstrekkelig til å gi en representativ karakterisering. BHQ-indeks ble målt totalt 7 ganger i løpet av perioden fra mai 2009 (før tildekking) til november 2013 (4 år etter tildekking). 5.2 Resultater og diskusjon Utvalgte bildeserier fra samtlige felt og tidspunkter er vist i figur 8 i vedlegg 2. Bildene fra referansefeltene viste små endringer i løpet av undersøkelsesperioden. Et brunaktig, bioturbert topplag var synlig ned til 3-5 cm i Eidangerfjorden, noe tynnere (2-3 cm) i Ormerfjorden. Tildekkingslagene var klart synlige i alle bildene tatt etter tildekking. Et brunaktig materiale, sannsynligvis nytt sedimentert materiale med mulig bidrag av gamle sedimenter kastet opp på overflaten ved bioturbasjon. Materialet ser ut til å være lite konsolidert med høyt innhold av vann og organisk materiale. Det ble observert over tildekkingslagene fra og med våren 2010 og økte i tykkelse med anslagsvis 7-8 mm/år i Eidangerfjorden og 2-3 mm/år i Ormerfjorden. Dette var i overenstemmelse med høyere sedimentasjon av organisk materiale i Eidangerfjorden og 2-3 ganger høyere innhold av TOC i sedimentene (3,6% i Eidangerfjorden, 1,56% i Ormerfjorden). 24

26 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] BHQ-indeksen (figur 10) viste generelt god habitat-tilstand på alle feltene frem til mai 2010, ca 1/2 år etter tildekking. I løpet av den påfølgende sommeren avtok BHQ-indeks til moderat tilstand på flere av feltene og de to laveste BHQ-verdiene ble observert på de to feltene behandlet med aktivt kull. De påfølgende tre årene ble det observert en gradvis normalisering av BHQ-indeksen på AC/leire feltet i Eidangerfjorden, mens utflating av kurven for FO3 indikerte en mer langvarig endring av habitatet på AC/leire feltet i Ormerfjorden. 15 FE5 FE6 FO1 FO2 FO3 FO May 2009 Oct May 2010 Nov May 2011 Dec Oct.2013 Figur 10. BHQ-indeks (Benthic Habitat Quality Index) bestemt fra analyser av SPI (Sediment Profile Images) bilder fra referansefeltene (FE6, FO4) og felt tildekket med knust kalkstein (FO1), mudret leire (FO2) og mudret leire tilsatt aktivt karbon (FE5, FO3). Horisontale linjer viser klassifiseringssystemet fra «dårlig» (under rød linje) til «høy» (over grønn linje). Kvaliteten er betegnet «god» for verdier mellom grønn og gul linje og «moderat» for verdier mellom gul og oransje linje. Hvert punkt representerer gjennomsnitt av 2-16 analyserte bilder. 25

27 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] 5.3 Konklusjoner SPI Alle tildekkingslagene var klart synlige på bilder tatt frem til oktober 2013, 49 måneder etter tildekking. Tildekkingslagene ble gradvis dekket av et brunaktig topplag som økte i tykkelse fra noen få mm i mai 2010 til ca 1 cm i Ormerfjorden og ca 3 cm i Eidangerfjorden i oktober På testfeltene dekke med leire tilsatt aktivt karbon, avtok BHQ-indeksen fra relativt god status i mai 2009 til laveste nivå i oktober 2010, et år etter tildekking. I løpet av de tre påfølgende årene økte BHQ-indeksen på AC/leire feltet i Eidangerfjorden til samme nivå som før tildekking, men I AC/leire feltet i Ormerfjorden stabiliserte BHQ-indeksen seg på «moderat» som var en klasse lavere enn før tildekking. 6. Makrofauna 6.1 Metoder og innsamling av prøver Bunnfauna ble innsamlet med van Veen grabb med åpning ca 0,1 m 2 og sedimentene ble umiddelbart vasket ut gjennom en sikt med maskevidde 1 mm. Dyrene fanget på sikten ble konservert i 4% bufret formalin og lagret i tre måneder før bestemmelse til art eller nærmeste taksonomiske gruppe. De aller fleste individer ble bestemt til art. Gruppene Nemertea og Turbellaria kan ikke bestemmes i konserverte prøver og disse ble derfor rapportert som grupper. Antall individer (abundans) og biomasse ble bestemt ble bestemt for hver art/gruppe. Fullstendige artslister med antall individer og biomasse er gitt i vedlagte rapport. I oktober 2009, en måned etter tildekking, ble det innsamlet tre grabbskudd fra hvert av de seks feltene i Eidangerfjorden og Ormerfjorden. 14 måneder etter tildekking ble det samlet inn fem grabbskudd fra hvert felt. I tillegg ble det etablert en ny referansestasjon (FE7) i Eidangerfjorden. Denne lå litt mot sydvest og noen få meter dypere enn tildekkingsfeltet (FE5) og den opprinnelige referansestasjonen (FE6). Dette prøvetakingsprogrammet ble gjentatt i denne undersøkelsen der prøvene ble innsamlet i oktober 2013, 49 måneder etter tildekking. Bunnfaunasamfunnet kan variere mye mellom tilstøtende fjorder avhengig av faktorer som dybde, vannutskifting, strømforhold, tilførsler av organisk karbon, saltholdighet, lys osv. Derfor ble eksperimentene på hhv 30 m dyp i Ormerfjorden og m dyp i Eidangerfjorden behandlet hver for seg i alle statistiske analyser. Forskjellene mellom feltene ble analysert med PERMANOVA (PERMutational ANalayses Of VAriation) (Anderson 2001, McArdle og Anderson 2001) med statistikkpakken PRIMER 6+ PERMANOVA fra Plymouth Laboratories, England). Tildekkingsfeltene ble sammenlignet statistisk med respektive referansestasjoner. I Ormerfjorden ble tildekkingsfeltene med aktivt kull og knust kalk også sammenlignet med leire som kan representere effekten av ren tildekking med et materiale som har samme 26

28 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene [219/2014] egenskaper som det opprinnelige sedimentet. Endringer i forhold til leirfeltet kan derfor antas å skyldes egenskaper ved selve tildekkingsmaterialet. Økologisk status (tabell 5) ble fastsatt på grunnlag av diversitet (Shannon-Wiener, H ) i henhold til Klassifiseringsveilederen, 2008, og den svenske Benthic Quality Index (BQI m ) som tar hensyn til en artsspesifikk sensitivitetsfaktor basert på empiriske data. Klassifiseringsveilederen ble modifisert i 2012, men vi har her valgt å benytte de samme indeksene som ble benyttet under gjennomføringen av de to første toktene. Hensikten med disse indeksene er ikke først og fremst å fastsette en økologisk tilstand for feltene, men å få et enkelt tallmessig uttrykk for om og hvor mye tynnsjiktbehandlingene påvirker biomangfoldet og hvor lang tid det tar før verdiene vender tilbake til normale verdier for området. Ytterligere detaljer om statistikk og databearbeidelse og klassifiseringssystemet er gitt i vedlegg 2. Tabell 5. Klassifisering basert på BQI m indeks (grenseverdier gyldige for den svenske vestkysten >20 m, HVMFS 2013:19) og Shannon-Wiener index, H (Klassifiseringsveileder, 2009). Index I II III IV V BQIm High Good Moderate Poor Bad > <4.0 H' Svært Svært God Moderat Dårlig god dårlig > < Resultater og diskusjon Datagrunnlaget omfatter totalt 9748 individer fra 194 arter dyr fra 116 forskjellige arter ble funnet i de 18 prøvene innsamlet i I 2010 og 2013 ble det innsamlet et vesentlig større materiale (35 prøver) med langt flere individer totalt, men bare moderat flere arter, dvs 125 i 2010 og 142 i Resultatene av den statistiske analysen er vist i tabell 6 og 7 og vil bli kommentert i avsnittene under. 27