Effekt av tildekking - fra opprydding av hot spots til tiltak i hele fjorder Espen Eek, Norges Geotekniske institutt
Innhold Forurensning i sedimenter Når er tiltak aktuelt Effekt av tildekking Tildekking med leire i Oslo Havn Tynn tildekking, Opticap
Forurensning i sedimentet Utveksling med atmosfæren Sedimentasjon Diffusjon fra porevann i sedimentet Transport fasillitert av bunnfauna
Mekanismer for transport av miljøgifter til og fra sedimentet Sedimentasjon Diffusjon fra porevann I sedimentet Transport fasilitert av bunnfauna Årlig sedimentasjonsrate (ω) Blandingsdyp (M) Sediment DBL
Når er tiltak (tildekking) aktuelt? Forurenset sediment, forurenset sedimenterende materiale (aktive kilder på land)? Sedimentoverflaten blir forurenset på nytt Forurenset sediment, rent sedimenterende materiale, lite blanding av sediment (bioturbasjon)? Naturen selv sørger for tildekking Årlig sedimentasjonsrate (ω) Blandingsdyp (M) Forurenset sediment, rent sedimenterende materiale, stor blanding av sediment (bioturbasjon)? Tiltak i sedimentet kan ha effekt
Relative concentration Når er tiltak aktuelt? 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 Blandingsdyp 5 cm, Restforurensning 10 % sed rate (mm/år) 0,5 1 2 5 0,2 0,1 Remediation, Rest 10 % 0 0 10 20 30 40 50 Time (y)
Relative concentration Når er tiltak aktuelt? 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 Blandingsdyp 5 cm, Restforurensning 90 % Sed. Rate (mm/år) 2 0,4 0,3 Remediation, Rest 90 % 0,2 0,1 0 0 10 20 30 40 50 Time (y)
Effekt av tildekking Isolasjon mellom forurenset sediment og vannmiljø og bentisk fauna Kjemisk isolasjon reduserer tilgjengelighet/konsentrasjon i porevann reduserer transport til vannmiljøet Kjemisk stabilisering Reduserer tilgjengelighet av miljøgifter
Effekt av passiv og aktiv tildekking?? Diffusjon gjennom det diffusive grenselag DBL Isolasjon Kjemisk av forurensede stabilisering sedimenter Sediment Diffusjon gjennom tildekkingen Tildekking Passiv Aktiv tildekking DBL Sediment
Diffusjon av PAH og PCB fra sediment med og uten tildekking målt I labskala z Cycloheksane Diffusjon fra sediment gjennom vannfasen til organisk sorbent (sykloheksan) Sea water Cap Organiske miljøgifter (PAH (tjærestoff) og PCB (berømt klorinert organisk miljøgift)) samles opp i den organiske sorbenten z C 0 Sediment C pw Syclohexanfasen ble analysert for innhold av PAH og PCB etter opptill 400 dagers eksponering DBL DBL Eek, E., et al 2008 Chemosphere. 71: 1629-1638 C 0 Concentration C pw
Transient Diffusjons transport I labforsøk Steady state flux
log Kd (L/kg) Effekt av tildekking PCB-28 9 8 7 6 5 4 3 Hustad RFT3 Hustad SK13 Knust kalk NOAH Miljøgips Hyperitt Sand Kuttet leire Lignin softwood Lignin Hardwood Bergen sediment AC
ng/l PAH: tilsetning 2% lignin, 2% AC, native PAHer PAH freely dissolved concentration in Møre sediment 1000 Møre Møre + lignin 100 Møre + AC 10 1 0.1 0.01 PHE ANT FLT PYR BaA CHR BbF BkF BaP IND BPE
Oslo Havn Opprydding I forurensede sedimenter Nytt Opera hus Område mudret for ny senketunell
Flukskammer for in situ måling av sediment til vann fluks Extraction Chemical analysis by GC-MS infinite sink: SPMD or silicon z Sediment C 0 Concentration C pw >> C w
Flux (ng m-2 d-1) Flux (ng m-2 d-1) Tildekking med leire I Oslo Havn 3 500 16 3 000 14 2 500 12 2 000 10 1 500 8 1 000 6 500 4 - capping effectiveness: 84-99 % 2 - Grønlia 1 Grønlia 2 No cap With clay cap Foto: Viktor Jæger, stopp-giftdumpingen.o
Oppsummering av målt tiltakseffektivitet i dette studiet Metode Effekten ble målt som Effekt av tildekking Labtest, 1 cm tildekking Teoretisk tildekkingseffekt med 40 cm tildekking Redusert Diffusjonstransport Redusert Diffusjonstransport 90% >99.9% Flukskammer Passive prøvetakere in-situ Feltmålinger Transport fra sediment til overliggende vann Konsentrasjoner I sjøvann 79 97% 65 98%
Klassisk isolasjonstildekking h operasjonell h konsolidering cap Tildekkingslag h erosjonsbeskyttelse h bioturbasjon h kjemisk isolering Forurenset sediment
Isolasjonstildekking vs. tynntildekking Isolasjonstildekking: Tildekking betydelig tykkere enn bioturbasjons dyp Kostbart på store arealer Kan gi uønskede økologiske endringer på store areal Tynn tildekking: Hvor tykk tildekking er nødvendig for å redusere tilgjengelighet, og spredning? Hvor tynt tildekkingslag er tilstrekkelig? Større effekt kan oppnås med aktive materialer Mer skånsom ved tildekking av store arealer Foto Hans C. Nilsson, NIVA
Opticap, materialer og metoder for tynn tildekking Steering Committee NGI, NIVA, Secora, Agder Marine, NOAH, Hustadmarmor, SFT og Forskningsrådet Project Manager Espen Eek, NGI Deputy Gerard Cornelissen, NGI Reference Group SFT, Miljøvernere and other stakeholders Quality assurance Gijs Breedveld, NGI WP 1 Placement technology Pl.:Secora NGI ansv.:audun Hauge WP 2 Effect of thin caps on chemical quality Pl.: NGI, Gerard Cornelissen FoU-prosjekt med støtte fra NFR 2007-2011 WP 3 Effect of capping on bentic fauna Pl.: NIVA NGI ansv.:amy Oen Partnere: Hustadmarmor, NOAH, Secora, Agder Marine og nå SFT
Faglig innhold WP 1: Utleggingstekni kk WP 2: Effekt av tildekking: Diffusjon og Sorpsjon WP 3: Effekt på bunnfaun
Felttest i Grenland, Eidangerfjorden
Felttest i Grenland, Eidangerfjorden Mudrer stedlig Leire og lastes med: AC, salt, skjellsand og knust kalk Masser blandes og legger ut materialer på 30 m dyp Tildekkingsmassen pumpes fra Mudringsfartøy ned til testfeltet på 100 m dyp
Overvåkning
Takk for oppmerksomheten!
Kjerneprøver fra leire tildekking Nytt sedimentlag sediment Leire tildekking Reel effekt < Teoretisk effekt Kan forklares med nytt forurenset sediment på toppen av tildekkingen Vanligvis vil dette ha større effekt på tildekkingseffekten enn transport gjennom tildekkingen