Nye metoder for kartlegging av sedimenter og overvåkning av havneopprydding med passive prøvetakere Espen Eek Fagansvarlig forurensede sedimenter Norges Geotekniske Institutt
Tema Risikovurdering og biotilgjengelighet Passiv prøvetakere i porevann og vann - Oslo havn Flukskammer - før og etter tildekking AC behandling og naturlig restitusjon - Ny porevannsprobe
Risikovurdering forurensede sedimenter trinn 2 Risiko for spredning av miljøgifter Risiko for human helse Risiko for økosystemet
Tilgjengelighet og transport av miljøgifter i overgangen mellom sediment og vann Porevannskonsentrasjon Diffusivt grenselag Bioturbasjon Forurenset sediment? Sediment? Suspenderte partikler og fritt løst kons
Toksisitet og biotilgjengelighet Hawthorne et al, ETC 2007
Biotilgjengelighet og risikovurdering Risikovurdering av forurenset sediment Bakgrunnsdokument (TA-2803/2011): Siden toksisitetsdata vanligvis er basert på akvatiske data, vil en få en riktigere effektgrense på basis av målte porevannskonsentrasjoner i sedimentet fremfor totale sedimentkonsentrasjoner. Dette vil løse hele problemet med upålitelige Kd verdier som brukes i omregning fra vann til sediment. Nye målemetoder er utviklet som gjør det mulig å bestemme porevannskonsentrasjonen direkte. Veilederen gir retningslinjer for i hvilke situasjoner man bør gjøre dette. Måling av porevannskonsentrasjoner gjøres ikke ennå av kommersielle laboratorier, men metodikken er under rask utvikling.
Likevekts passive prøvetakere Likevekt mellom fritt løste organiske miljøgifter i vann og i plastmaterialet Fast og målbar fordelingskoeffisient for fordeling mellom vann og polymer fasen Enkel og direkte beregning av konsentrasjonen i vann C w = C POM /K POM_vann Cornelissen, G.; Pettersen, A.; Broman, D.; Mayer, P.; Breedveld, G.D. 2008 Environ. Toxicol. Chem.
Bispevika - passive prøvetakere i porevann PCB7 24-1500 mg/kg
Bispevika - passive prøvetakere i porevann PCB7 24-1500 mg/kg PCB-153 0.1-1.6 ng/l
Effekt av tiltak? Overvåkning av spredning Under deponering Etter tildekking Etter AC-behandling???
Oslo havn mudring og deponering
Dypvannsdeponiet overvåkning i vannfasen MP 3 Fritt løst PCB 7 (pg/l) 0 100 200 300 MP 2 og MP 4 Fritt løst PCB 7 (pg/l) 0 100 200 300 0 0 20 20 Dyp (m) 40 40 60 60 MP 3 Fritt løst 4, 5, 6 ring PAH (ng/l) 0 4 8 12 16 20 MP 2 og MP 4 Fritt løst 4, 5, 6 ring PAH (ng/l) 0 4 8 12 16 20 0 0 20 20 Dyp (m) 40 40 60 60 Desember 2007 August 2007 April 2007 Område for naturlig variasjon, øvre Snitt 2005 (før deponi) Område for naturlig variasjon, nedre MP 4 des. 2007 MP 4 aug. 2007 MP 2 april 2007 Område for naturlig variasjon, øvre Snitt 2005 (før deponi) Område for naturlig variasjon, nedre
Dypvannsdeponiet overvåkning tildekking utlekking fra sjøbunnen Utplassering av diffusjonskammer med SPMD Gjennomført: 2005 (før tiltak og nedføring forurensende sedimenter) 2011 (etter tildekking av deponiet) 2012 (ett år etter tildekking) 2013 (to år etter tildekking)
Bentiske flukskammer SPMD-sorbent inne i kammeret måler sediment til vann fluks av Dioksiner, PAHer, PCBer og TBT. Extraction Chemical analysis infinite sink: SPMD or silicon Diffusive boundary layer z Sediment C inf_sink Konsentrasjon C pw Eek et al. 2010, Environ. Sci. Technol. Cornelissen et al. 2011, 2012, Environ. Sci. Technol.; 2015, Integr Environ Assessment and Management
Dypvannsdeponiet overvåkning tildekking
San Francisco Bay vurdering effekt av tiltak San Francisco Hunters Point Naval Shipyard South Basin South Basin Hunters Point site Aktivt kull for å binde PCBs
In situ eksponering av passive prøvetakere i sediment Oen et al. Environ. Sci. Technol., 2011
Location of passive sampler (cm from surface) San Francisco Bay vurdering effekt av tiltak In-situ konsentrasjoner av PCB i porevann POM - equilibrium PE PRC depletion POM PRC depletion Cpw (ng/l) Cpw (ng/l) 0 0 0 Cpw (ng/l) (a) (b) (c) 0 4 8 12 0 4 8 12 0 4 8 12 5 5 5 10 10 10 15 15 15 2-4 % AC 20 20 20 25 25 25 30 30 30 35 35 35 1 % AC 40 40 40 45 45 45
Sediment-water interface Pore water probe Concentration in aqueos phase Water C pw C w Contaminated sediment
Pore water probe
Methods Passive prøvetakere : Low-density polyethylene (PE) strips 51 μm tykke med performance reference compounds (PRC) 2 x 23 cm PE strips ble montert I separate forsenkninger 0,5 cm avstand mellom de passive prøvetakerene Utstyrt med kamera for filming av utsettingen og hvor dypt proben penetrerer I sedimentet.
Pore water probe
Lago Maggiore vurdering naturlig tildekking
Passive prøvetakere i porevann og overflatevann Aqueous Concentration (SDDT ng/l) 2km 0 5 10 15 20 25 P3 (deep water) P1 (fast deposition) Lin et al 2015, Environment Science and Technology Letter 25
Passive prøvetakere i porevann og overflatevann Aqueous Concentration (SDDT ng/l) 0 5 10 15 20 25 P3 (deep water) 2km P1 (fast deposition) P2 (slow deposition) Lin et al 2015, Environment Science and Technology Letter 26
Konklusjoner Passive prøvetakere er en robust og nyttig verktøy som kan benyttes i en rekke applikasjoner Vurdering av risiko av forurensede sedimenter er mer realistisk med bruk av passive prøvetakere Passive prøvetakere er sensitive slik at lave konsentrasjoner av miljøgifter kan overvåkes Bruk av passive prøvetakere er godt egnet til å vurdere effekt av tiltak Gir mer risikorelevant informasjon enn total sedimentkonsentrasjon
NORGES GEOTEKNISKE INSTITUTT NGI.NO @infongi
Les mer i EST-letters