Miljøeffekter av tunnelvaskevann Roger Roseth, Bioforsk
Forurensning fra sterkt trafikkerte vegtunneler (Roseth og Meland 2006): Festning, Granfoss og Nordby
Forurensningsproduksjon (km tunnel/år) 80 000 ÅDT 29 000 ÅDT 25 000 ÅDT Partikler (tonn) 57 16-42-41 17 12-17-72 16 22-17-61 Vaskevann Sandfang Suge og Feiebil
Vaskevann fra vegtunneler Nordbytunnelen mai 2000 Representativ vannprøve Giftig, men nedbrytbar såpe TOC 596 mg/l (1% tenside) SS 3030 mg/l 27 mg N og 6.5 mg P/l 1150 mg Na og 93 mg Fe/l 13 800 µg Zn, 680 µg Cu, 170 µg Pb og 140 µg Ni/l (oppsluttet) Høye konsentrasjoner av metaller og tungolje fra asfaltslitasje EC 50 =0,6%
Forurensningsstoffer veg Kilde Forbrenningsprodukter fra drivstoff Katalysatorer Slitasjeprodukter fra asfalt og bildekk Slitasjeprodukter fra bildeler Salting Trafikkuhell Tunnelvask Stoffer NOx, tungmetaller (Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, V, Zn), HCB, PAH, dioksiner, benzen, MTBE Platina-metaller (Pt, Pa, Rh) tungmetaller (Cd, Cr, Cu, Ni, Zn), PAH, PCB, ftalater, partikler tungmetaller (Cd, Cr, Cu, Fe, Pb, Zn) Na, Mg, Ca, Cl, CN, P Olje, bensin, kjemikalier Overflateaktive stoffer, PAH, tungmetaller Knyttet til partikler - sedimentasjon
Fisk som døde ved tunnelvask?
Nordby Vassum Smihagen + overvann
Bakterier og sopp koser seg med såpekomponentene Nedbryting av såpestoffer kan forbruke oksygenet og mobilisere jern og mangan
Rensing av vaskestoffer Bindes til vegstøv og sedimenterer i sandfang og rensebasseng Brytes ned temperaturavhengig skjer seint ved lave temperaturer Roseth og Søvik (og Einarsen) 2006
Mengde sediment i rensedam for vaskevann etter 3,5 års drift Nordbytunnelen 7 m 3 med slam 5 tonn tørrvekt 14 m 3 med slam 10 tonn tørrvekt 1,5 cm sedimenthøyde
Skui Nøstvedt Brenne Nøstvedt Skui Brenne 5 µm filter!
10 X 20 X 40 X 5 ganger med lupe
Dokumentasjon av renseløsninger for vaskevann fra vegtunneler 2010-2012 Arbeidsgruppe Paul Høistad Berger Miljøansvarlig Statens vegvesen region Øst Jørn Arntsen Miljøansvarlig Vegdirektoratet Sondre Meland Dr. tunnel, tunnelvannekspert,vegdirektoratet Kurt Berggrund, NorEnvi Jon Erling Einarsen, ViaNova Plan og Trafikk Roger Roseth, Bioforsk Vegprosjektene E6 Østfold, E16 Sandvika, E6 Minnesund-Espa, E6 Tingstad Tretten.
Nøstvedttunnelen Rensebasseng i lavpunkt i tunnelen, utslipp Bunnefjorden, rensebasseng 200 m 2, volum 700 m 3, 30 m 3 slambasseng
Veggvask Nøstvedt 10.02.11 - MESTA 130 m 3 vann 400 l såpe (TK 613)
mg/l SS Tot P Tot N TOC 5500 5,8 2,5 470 PAH THC ph Ledn.evne Cl 0,29 200 7,6 1320 4000 µg/l Sb As Pb Cd Cu Cr Ni Zn Oppsluttet 57 12 100 0,4 620 180 100 2000 Filtrert 17 0,53 0,34 0,2 34 1,3 9 140 «Rensing» 70 96 100 50 95 99 91 93
Brenne og Skui (1100 og 1400 m, 15 000 ÅDT) Renseløsning dagsone Sedimentasjonsbasseng og våtmarksfilter Utslipp Isielva
Helvask Brenne og Skui 9. og 10.06.10 60 m 3 Brenne og 115 m 3 Skui
Brenne - Sedimentasjonsbasseng hard bunn SS Tot P Tot N TOC Sb As 880 0,94 5,4 13 7,6 4,4 Fe Mn PAH THC ph Ledn.evne Cl 20000 390 2,6 1400 7,7 212 536 Pb Cd Cu Cr Ni Zn Oppsluttet 18 0,13 100 39 30 350 Filtrert 0,087 0,021 16 4,5 4,1 30 «Rensing» 100 84 84 88 86 91
Tunnelvask med og uten vaskemiddel Nøstvedt 10.02.11 Med såpe SS Tot P Tot N TOC (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 5500 5,8 2,5 470 Brenne 10.06.10 Uten såpe SS Tot P Tot N TOC (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 880 0,9 5,4 13
Behandling av vaskevann fra tunnel? I Oslo vasking 6-15 ganger per år Rensedam/våtmark Plasstøpt sedimentasjonsbasseng Volumet skal minst romme hele mengden vaskevann fra en vaskeomgang
Fjellvann Vaskevann
Turbiditet sedimentasjonsbasseng Nøstvedt - før, under og etter vask 1 døgn 70 % rensing 1 uke 90 % rensing 2 uker 97 % rensing
Prinsippskisse renseanlegg Skui Skui våtmarksfilter med gabioner
Brenne Våtmarksfilter og infiltrasjon elveavsetning
Første slamtømming Operatunnelen 09.11.11 Festning, Svartdal og Bjørvika Satt i drift september 2010
Rensefilter for forsedimentert vaskevann?
Jartester og fellingskjemikalier Stor tilsats ga rask sedimentasjon (1:1000) Fjerner partikler, bedre visuell kvalitet Ingen bedring mht metaller Konklusjon tunnelsåpe ødelegger flokkulering og mobiliserer metaller til løsning. Uten såpe forventes bedre effekt ved lavere tilsats!
Veldig fint forsøk! Filter med Axon torv Filter med aktivt karbon Skuffende renseresultater
Oppstrøms filter: 2 l per 6 min fiberduk 1 sekk grov sand 1 sekk fin sand 5 sekker Axon Vurdering Lekker As, Cd og Tot N Renser Pb, Cu, Cr, Zn, Sb, THC, SS, Tot P og PAH Mye rensing på 30 50 % Startet 09.05.11 Oppstrøms filter: 2 l per 6 min fiberduk 1 sekk grov sand 1 sekk fin sand 5 sekker CFH12 Startet 30.05.11 Vurdering Lekker Cd og Ni Renser As, Pb, Cr, Sb, THC, SS, Tot P og PAH Noe høyere rensegrad, 40 90%
Filtre 16.09.11: 1 mnd 300 m 3
Overflatevann miljøeffekter? Såpestoffer Såpestoffer lett nedbrytbare, men giftige (LC 50 1 mg/l) 500 l såpe = 25 l alkoholetoksilater, må fortynnes i 25 000 m 3 for å nå 1 mg/l Risikovurderinger PEC/PNEC, ofte sikkerhetsmargin på 1000 i forhold til LC 50. Dette betyr at såpa må fortynnes i 25 000 000 m 3 for å være helt sikker på at ingen vannlevende organismer påvirkes. 25 000 m 3 i et døgn tilsvarer en middelvannføring på 300 l/s ( vassdrag med nedbørfelt på rundt 20 km 2 på Østlandet, Årungselva 50 km 2 ) Helt sikker? 300 m 3 /s Fjerning av såpestoffer: Brytes ned samt bunnfeller med partikler Såpe mobiliserer metaller, olje og PAH til løsning, gir økt biotilgjengelighet og giftighet for vannlevende organismer Oksygenforbruk: 200 m 3 vaskevann m 500 mg TOC/l ( 200 kg BOF 7 ) 200 kg BOF 7 tilsvarer oksygeninnholdet i 20 000 m 3 med vann Konklusjon: Minst mulig bruk av såpe ved tunnelvask!
Overflatevann miljøeffekter? Slam/partikler Vaskevann fra vegtunneler kan inneholde 5 g SS/l. Tilsvarer 5 kg/m 3. 200 m 3 med vaskevann inneholder rundt 1 tonn med slam (tørrvekt). Utslipp til resipient uten sedimentasjon vil gi tilslamming med partikler som inneholder asfalt og forhøyede konsentrasjoner av metaller Asfaltkvalitet og formulering av gummiblanding i bildekk er viktig for forurensning i slam (myke piggfrie vinterdekk, resirkulert PCB asfalt, problematiske tilslagsmaterialer). Aldri utslipp uten sedimentasjon og fjerning av partikler! Kobber Vaskevann (oppsluttet) kan inneholde 100 1000 µg Cu/l Vaskevann (filtrert) kan inneholde 10 50 µg Cu/l Kobber toksisk for alger ned til 3 µg Cu/l Renset avløpsvann til utslipp inneholder 20 60 µg Cu/l Drikkevannsforskriften grenseverdi opp til 1000 µg Cu/l i kran til abonnent Hvor stort er problemet?
Overflatevann miljøeffekter? Andre metaller, tjærestoffer, olje Mindre fare for akutte effekter etter sedimentasjon av partikler? Behandling av vaskevann fra vegtunneler Optimaliserte forhold for sedimentasjon og oppholdstid for nedbryting av såpe Minst mulig bruk av såpe ved tunnelvask Om mulig redusere vannforbruk for å minimere volum av forurenset vann til behandling Etterpolering i naturbaserte anlegg avhengig av lokale forhold?
Vanndirektivet 33 prioriterte stoffer + biologi
Vannkvalitetsklasser KLIF/NIVA: Resipienter skal ikke forringes (endre klasse) ved utslipp
Påslippskrav VEAS:
Mengde sediment i rensedam for vaskevann etter 3,5 års drift 7 m 3 med slam 5 tonn tørrvekt 345 kg TOC, 5,3 kg Zn, 0,14 kg Pb, 0.2 kg Ni og 0.2 kg Cu 14 m 3 med slam 10 tonn tørrvekt 730 kg TOC, 7.4 kg Zn, 0.3 kg Pb, 0.4 kg Ni og 0.4 kg Cu 1,5 cm sedimenthøyde
Fjellvann Vaskevann
Prinsippskisse renseanlegg Skui Innløp våtmarksfilter Skui våtmarksfilter med gabioner Utløp våtmarksfilter
Tunnelvask med og uten vaskemiddel Nøstvedt 10.02.11 Med såpe Sb (µg/l) As (µg/l) SS Pb (µg/l) Cd Tot P (µg/l) Cu Tot N (µg/l) Cr (µg/l) TOC (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 5500 5,8 2,5 470 Ni (µg/l) Zn (µg/l) Oppsluttet 57 12 100 0,4 620 180 100 2000 Filtrert 17 0,53 0,34 0,2 34 1,3 9 140 «Rensing» % 70 96 100 50 95 99 91 93 Brenne 10.06.10 Uten såpe Sb (µg/l) As (µg/l) SS Pb (µg/l) Cd Tot P (µg/l) Cu Tot N (µg/l) Cr (µg/l) TOC (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 880 0,9 5,4 13 Ni (µg/l) Zn (µg/l) Oppsluttet 8 4 18 0,1 100 39 30 350 Filtrert 0,08 0,02 16 4,5 4 30 «Rensing» % 100 84 84 88 86 91