Vannforeningen Er vår praksis med sedimentasjonsdammer god nok til å beskytte vann og vassdrag? Sondre.meland@vegvesen.no Sjefingeniør Vegdirektoratet Førsteamanuensis Norges miljø og biovitenskapelige universitet
«Litt slik Foto: K. Opeide 2
mye slik Foto: K. Opeide 3
mange slike; hot-spot!» Foto: K. Opeide 4
Examples Processes Dialysis Forurensningsstoffer: tungmetaller Metaller er grunnstoff som ikke kan dannes eller brytes ned av biologiske og/eller kjemiske prosesser Noen er essensielle i lave konsentrasjoner, mens andre er ikke Opptrer i mange forskjellige tilstandsformer (specier) som påvirkes av f.eks. ph, ionestyrke, redoks, temperatur, organiske/uorganiske kompleksbindere Diameter Molecular mass 1 nm 1 nm.1 µm.45 µm 1 µm X 1 2 X 1 4 X 1 6 X 1 8 Simple compounds Hydrolyzates/colloids Polymers/psuedocolloids Suspended particles Inorganic ions Organic ions Molecules Nano particles Polyhydroxocomplexes Polysilicates Fulvic acids Fatty acids Metalhydroxides Clay minerals Humic acids Proteins Inorganic mineral particles Organic particles «mobilitet, biotilgjengelighet og giftighet styres av tilstandsformen» Mobilization processes Molecular mass growth mechanisms 5
Biotilgjengelighet av kobber som funksjon av ph Kilde: Gardner MJ. 29. Desk top study to evaluate options outside BLM thresholds (low ph and low calcium issues). Water Framework Directive UK technical Advisory Group 6
Forurensningsstoffer: organiske miljøgifter Lite nedbrytbare stoffer (persistente) Bioakkumulerer og biomagnifiserer Giftige i lave konsentrasjoner Mange har høy affinitet for partikler PAH Bromerte forbindelser Hvor mye er det av disse miljøgiftene i vegavrenning? Alkylfenoler Hydrokarboner Organofosfater Tinnorganiske forbindelser Kilde: Meland S. Kjemisk karakterisering av sediment fra Vassum sedimenteringsbasseng. Statens vegvesens rapporter Nr. 94, Oslo, 212, pp. 19. 7
Forurensningsstoffer: vegsalt Foto: Knut Opeide Kilde: Bækken, T (25) «Renses ikke, fortynnes» «Vegsalt påvirker dynamikken/renseprosessene i rensedammene» 8
Konsentrasjoner i vegavrenning Kilde: Road Drainage and the Water Environment. UK Highway Agency. Data fra 34 avrenningsepisoder fordelt på 3 steder «Avrenning fra veg skjer i episoder og varierer betydelig mhp konsentrasjoner» «Relativt dårlig sammenheng mellom trafikkmengde (ÅDT) og konsentrasjon» 9
Renseprosesser: Hovedprosess: Sedimentering av partikler og partikkelbundne forurensninger Fortynning Sekundærprosesser: Biologisk og kjemisk: opptak, omsetning, nedbrytning Foto: COWI «God på fordrøyning og rensing av partikkelbundne forurensninger, dårlig på løste» 1
Store mengder forurensning holdes tilbake i rensedammer, men det går også en del ut SS [kg] 4 3 2 1 Total P [kg] 12 1 8 6 4 2 Bioav. P [kg] 8 6 4 2 Inflow Outflow Total PAH [g] 25 2 15 1 5 4-PAH [g] 6 5 4 3 2 1 Oil & fat [kg] 7 6 5 4 3 2 1 Total N [kg] 3 25 2 15 1 5 Pb [g] 25 2 15 1 5 Cd [g] 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, Cu [g] 125 1 75 5 25 Zn [g] 4 3 2 1 Kilde: modifisert/kopiert fra Jes Vollertsen, Universitetet i Aalborg. Foredrag under Nordisk vegforum (NVF-seminar, 213). Data fra Åstebøl SO. Vegdirektoratet Utbyggingsavdelingens rapportserie. Statens vegvesen. 24. 11
Rensegraden kan økes - Plasskrevende (dobbelt arealbehov) - Kostbart, dyrere å bygge og drifte Vollertsen J. Lange KH. Pedersen J. Hallager P. Bruus A. Laustsen A. et al. Water Science and Technology 29; 6: 171-179. 12
Hva ønsker vi å oppnå? Foto: COWI - Redusere det totale bidraget («alt ender opp i havet»)? - Masse/mengde viktigst - Redusere sannsynligheten for akutte/kroniske skader på biologien? - Konsentrasjoner viktigst (jmf EQS er i vannforskriften) 13
Hvis konsentrasjon og biologiske effekter viktigst - resipientens betydning ph Ca TOC Hydromorfologiske egenskaper (marint, ferskvann, innsjø, elv, bekk, ) Fysisk/kjemisk vanntype (ph, ionestyrke, organisk materiale, ) Biologisk sensitivitet/verdi (rødlistearter, laksefisk, elvemusling, ) Grenseverdier for ulike stoffer (vannregionspesifikke, prioritetslista) Data fra 1995 (Skjelkvåle et al., 1996). ph og konsentrasjon av kalsium (mg/l) og totalt organisk karbon (mg/l) i et representativt utvalg av norske innsjøer.). Videre bearbeidet av Ø. Garmo (NIVA) 14
Rensedammer mer enn bare rensing Økosystemtjenester Rekreasjon Kunnskap og læring Opplevelses- og kunnskapstjenster Grunnleggende livsprosesser Fotosyntese Primærproduksjon Vannkretsløp Evolusjonære prosesser Forsynende tjenester Regulerende tjenester Mat Ferskvann Genetiske ressurser Luftkvalitetsregulering Klimaregulering Vannstrømsregulering Vannrensing 3 «The benefits human beings may obtain from the semi-natural (managed) environment can be reffered to as ecosystem services» Kilde: Scholz M, Uzomah VC, Almuktar SAAAN, Radet-Taligot J. Selecting Sustainable Drainage Structures Based on Ecosystem Service Variables Estimated by Different Stakeholder Groups. Water 213; 5: 1741-1759. Øyenstikkerlarve (foto: Karsten Sund, Naturhistorisk museum) 15
Blå-grønne overvannsløsninger som f.eks. rensedammer kan bidra i et bredt spekter av økosystemtjenester «Utvidelse av begrepet Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS) og SUDStriangle (water quality, water quantity, amenity/biodiversity)» Kilde: Scholz M, Uzomah VC, Almuktar SAAAN, Radet-Taligot J. Selecting Sustainable Drainage Structures Based on Ecosystem Service Variables Estimated by Different Stakeholder Groups. Water 213; 5: 1741-1759. 16
Er vår praksis med sedimentasjonsdammer god nok til å beskytte vann og vassdrag? Sammenlignet med mange andre land så har vi få veier med mye trafikk Rensedammer har god evne til å holde tilbake partikkelbundne forurensningsstoffer, mindre god på løste inkl. vegsalt Rensedammer er mer enn bare rensing Flomdempende Biotop for vannlevende organismer «økosystemtjenester» Utfordringen er å etablere riktige kriterier for NÅR vi skal rense (trafikk, total utslipp, konsentrasjoner, resipientens sårbarhet, ) Ekstra rensetrinn bør vurderes i spesielt trafikkerte områder og ved spesielt sårbare resipienter Tradisjonelle dammer IKKE tilfredsstillende for tunnelvask da vaskevann er akutt giftig for organismer som f.eks. amfibier 17
Hva gjør vi for å få bedre løsninger? Jobber med å bedre rutiner for drift og vedlikehold. Bedre kontroll/kvaliteten under bygging FoU-programmet Nordic Road Water (NORWAT) (212-216) Rensegrøfter med aktive sorbenter (NTNU) Pilot tunnelvaskevann, Nordbytunnelen (SVV Region øst og COWI/Aquateam) Rensing anleggsvann i område med svartskifer/alunskifer (Rv4 Hadeland, NMBU inkl Bioforsk) Rensing av anleggsvann med leire (E18 Østfold, NMBU) Resipientens sårbarhet, inkl bruk av BLM (NIVA) Internasjonalt samarbeid Conference of European Directors of Roads (CEDR). Vannforurensning eget tema NordFoU, søknad om FoU innen renseløsninger sammen med Danmark og Sverige Oppstart av ny PhD i samarbeid med Chalmers University of Technology (Sverige/Göteborg): «Stormwater systems extended to provide biodiversityneutral roads» 18
Rapporter etc. finnes på www.vegvesen.no/norwat Sondre Meland (sondre.meland@vegvesen.no) Sjefingeniør, Statens vegvesen Vegdirektoratet Førsteamanuensis, Norges miljø og biovitenskapelige universitet 19 Foto: Karsten Sund, Naturhistorisk museum, UiO