HAWRAT- vegmyndighetenes risikovurderingsverktøy i Storbritannia Turid Hertel-Aas, Statens vegvesen Vegdirektoratet, Miljøseksjonen 22.09.2015 Teknologidagene 2015, Trondheim
Kilder og forurensningsstoffer Eksos Vindusspylervæske Foto: Knut Opeide Bremser Oljesøl Veisalt Metaller Organiske forurensningsstoffer Avisningskjemikalier Dekkslitasje Asfaltslitaje
Hva Ikke-urbane riksveger og motorveger Nye konstruksjoner/ vedlikehold Hendelse Avrenning overflatevann Ulykker (tankbilvelt etc) Risikovurderingssystem Metode A: Enkel risikovurdering Metode D: (HAWRAT) Akutt toksisitet: løste forurensningsstoffer (HAWRAT) Kronisk toksisitet: sedimentbundet forurensning (HAWRAT) Kronisk toksisitet: Løste forurensningsstoffer: (HAWRAT) Metode B: Detaljert risikovurdering (BLM) Årlig gjennomsnittlig løst konsentrasjon >AA- EQS http://www.standardsforhighways.co.uk/dmrb/vol11/section3/hd4509.pdf
1. Feltovervåkningsprogrammet Overvåkningssteder (Totalt 24): 6 ikke-urbane områder i hver av 4 klimaregioner Steder med varierende ÅDT (11 000 159 000) 10 nedbørsepisoder pr sted (totalt 240) sesongmessige forhold Nedbørsintensiteter og totalvolum kaldt/vått (< 3 C, > 800 mm) varmt/vått (> 3 C, > 800 mm) kaldt/tørt (< 3 C, < 800 mm) varmt/tørt (> 3 C, < 800 mm) Målte parametre Nedbør Avrenning Volumvektede gjennomsnittskonsentrasjoner for en rekke forurensningsstoffer (EMC) Event mean concentrations (EMCs) fra 340 nedbørsepisoder (inkluderer tidligere relevante data)
1. Feltovervåkningsprogrammet, Resultater forts. Korrelasjonen mellom metaller og andre substanser var generelt dårlig Sterk korrelasjon mellom individuelle PAHer og total PAH Total Zn mot total Cu Total fluoranthene mot total 16 PAH 22.09.2015 Teknologidagene 2015, Trondheim
Total kons. av 16 PAH (µg/l) 1. Feltovervåkningsprogrammet, Resultater forts. Liten korrelasjon mellom PAH og ÅDT ÅDT 22.09.2015 Teknologidagene 2015, Trondheim
kons. av Cu (µg/l) 1. Feltovervåkningsprogrammet, Resultater forts. Rimelig sammenheng mellom metaller og ÅDT Best korrelasjon ved høyere ÅDT > 80,000, Løst Cu Total Cu ÅDT ÅDT 22.09.2015 Teknologidagene 2015, Trondheim
1. Feltovervåkningsprogrammet, Input i HAWRAT Ingen sterke sammenhenger mellom EMC og enkeltfaktorer Nøkkelfaktorer som påvirker forurensningsstoffer i vegavrenning og som er lagt inn i HAWRAT: 1. Årsdøgntrafikk (ÅDT) 3 ÅDT-grupper: >10 000 and <50000 >50 000 and <100000 >100 000 2. Klimaregion 4 klimaregioner (kaldt/vått, Kaldt/tørt, Varmt/vått, Varmt/tørt) 3. Sesong (måned) 4. Maks nedbørintensitet 5. Lengden på foregående tørrværsperiode 21 Nedbørsområder 22.09.2015 Teknologidagene 2015, Trondheim
2. Fastsettelse av vegavrenningsspesifikke grenseverdier (runoff specific tresholds: RST) Basert på Akutte toksisitetstester (24 timer) Forsøk m/13 arter (inkluderte alger, evertebrater og fisk) taxa som er representative i hovedtypen av elver og bekker i Storbritannia Ved varierende hardhet (10, 20-25, 75, 250 mg CaCO 3 ) Grønnalge Kiselalge Selenastrum capricornutum Synedra delicatissima Vanlig damsnegl Storkulemusling Bekkedøgnflue Fjærmygg Hundeigle Ferskvannstangloppe Vårflue Lymnaea peregra Sphaerium corneum Baetis rhodani Chironomus riparius Erpobdella octoculata Gammarus pulex Hydropsyche pellucidula Hvitfinnet steinulke Trepigget stingsild Ørekyt Mort Ørret Cottus gobio Gasterosteus aculeatus Phoxinux phoxinus Rutilus rutilus Salmo trutta
2. Fastsettelse av vegavrenningsspesifikke grenseverdier (runoff specific tresholds: RST) Overskridelse av RST for de 340 Avrenningsepisodene (fra delprosjekt 1)
3. Sedimentbundne forurensningsstoffer Hovedformål Studere hvordan partikler fra vegavrenning oppfører seg i resipienten Finne ut hvilke faktorer som bestemmer om partikler spres eller sedimenteres Bestemme effekter av de kontaminerte sedimentene Feltarbeid og laboratorieforsøk 22.09.2015 Teknologidagene 2015, Trondheim
Hovedegenskaper ved dataverktøyet Krever relativt lite stedsspesifikke data Trinnvis risikovurderingssystem slik at unødvendig arbeid unngås Sile ut steder med lav risiko på et tidlig stadium Trafikklys-prinsipp for rapportering Rød: Indikerer uakseptabel påvirkning Orange: behov for ytterligere vurdering eller ekspertvurdering Grønn: Indikerer akseptablel påvirkning. Ikke behov for ytterligere vurderinger Identifisere tilfeller der det er behov for rensetiltak og graden av rensing/sedimentering som er nødvendig 22.09.2015 Teknologidagene 2015, Trondheim
Når skal risikovurderingssystemet brukes? Den laveste ÅDT som ligger til grunn for undersøkelsene er 11000 For veier med ÅDT på mindre enn 10 000 Bør kontakte de overordnede vegmyndighetene for å klargjøre om en risikovurdering er nødvendig Når vegavrenningen potensielt kan påvirke sensitive vannforekomster bør risikovurderingen alltid utføres Sites of special scientific interests (SSSIs) Spesielt viktige verneområder RAMSAR våtmarker Water protection zones (WPZs) Vannforekomster med laksefisk 22.09.2015 Teknologidagene 2015, Trondheim
HAWRAT: Highways Agency Water Risk Assessment Tool
Miljøkonsekvensvurdering: akutt toksisitet Trinn 1: Vurdering av vegavrenningen før utslipp i resipient i forhold til «Runoff Specific Thresholds» (RSTs). Input HAWRAT: ÅDT >10 000 and <50000 >50 000 and <100000 >100 000 Klimaregion varmt/tørt (> 3 C, < 800 mm) varmt/vått (> 3 C, > 800 mm) kaldt/vått (< 3 C, > 800 mm) kaldt/tørt (< 3 C, < 800 mm) Nedbørsområde 21 steder (10 års nedbørsdata ~ 1000 nedbørsepisoder) Resultater HAWRAT: Løselig [Cu] og [Zn] (EMC) i vegavrenningsvannet for hver nedbørsepisode Antall episoder der EMC overskrider 24 timers RSTs beregnes og sammenliknes med maksimalt antall overskridelser som tillates per år 1 gang per år Pass (low toxicity) > 1 gang per år Fail (potentially toxic)
Miljøkonsekvensvurdering: akutt toksisitet Trinn 2: Det tas hensyn til fortynningseffekten i resipienten. Input HAWRAT: EMC i avrenningsvannet for Cu og Zn fra trinn 1 spesifikke data for avrenningsområdet areal og andelen tette flater som drenerer til utløpet generelle data for resipienten Bl.a vannføring,(q 95 ) (m 3 /s) hardhet i vannet (mg CaCO 3 /l) ligger utløpet i eller mindre enn 1 km oppstrøms et verneområde: Ja/nei Resultater HAWRAT: Løselig [Cu] og [Zn] (EMC) i resipienten for hver nedbørsepisode Antall episoder der EMC overskrider 6 og 24 timers RSTs beregnes og sammenliknes med maksimalt antall overskridelser som tillates per år Årlige gjennomsnittskonsentrasjoner av løst Cu og Zn i resipienten beregnes (må sammenliknes med AA-EQS)
Miljøkonsekvensvurdering: akutt toksisitet Trinn 3: Det legges inn tiltak som medfører en viss renseeffekt og/eller utjevning Input HAWRAT: Eksisterende og/eller foreslåtte tiltak Behandling/rensing av løst Cu og Zn Utjevning (fordrøyning) Resultater HAWRAT: Løste [Cu] og [Zn] (EMC) i vegavrenningen for hver nedbørsepisode etter tiltak Løste [Cu] og [Zn] (EMC) etter ytterligere fortynning i resipienten Antall episoder der EMC overskrider 6 og 24 timers RSTs beregnes og sammenliknes med maksimalt antall overskridelser som tillates per år Samme frekvens som i trinn 2 Årlige gjennomsnittskonsentrasjoner av løst Cu og Zn i resipienten etter tiltak beregnes og sammenliknes med AA-EQS
Miljøkonsekvensvurdering: kronisk toksisitet Trinn 1: Vurdering av sediment i utløpsrøret i forhold til PEL (probable effect level). Input i HAWRAT: ÅDT Klimaregion Nedbørsområde Resultater: EMSC (g/kg) av Cd, Cu, Zn, Tot PAH, fluoranten, Pyren, Antracen og phenantren for hver nedbørsepisode Antall episoder der EMSC overskrider PEL beregnes og sammenliknes med maksimalt antall overskridelser som tillates per år 1 gang per år Pass (low toxicity) > 1 gang per år Fail (potentially toxic)
Miljøkonsekvensvurdering: kronisk toksisitet Trinn 2: Det tas hensyn til sannsynligheten for og graden av sedimentering. Er delt i 2 trinn: Trinn 1: skrivebordbasert Input i HAWRAT: vannføring,(q95) (m3/s) Base flow index (BFI) Estimert elvebredde (fra kart) Nedstrøms innsjø innen 100 m: Ja/nei reduksjon av hastighet ligger utløpet i eller mindre enn 1 km oppstrøms et verneområde: Ja/nei Resultater: Strømhastighet ved lav vannføring > 0.1 m/s (ikke nedstrøms innsjø el verneoråde) Pass > 0.1 m/s (nedstrøms innsjø el verneoråde) konsultasjon 0.1 m/s (akkumulering) Bestem graden av sedimentering» DI < 100 (ikke nedstrøms innsjø el verneoråde) Pass» DI < 100 (nedstrøms innsjø el verneoråde) konsultasjon» DI 100 (høy sedimentering) fail (gå til del 2 i trinn 2)
Miljøkonsekvensvurdering: kronisk toksisitet Trinn 2: Det tas hensyn til sannsynligheten for og graden av sedimentering. Trinn 2: feltbefaring Input i HAWRAT: Bredde (bunn og overflate) (m), Dybde (m) hellningsgrad (m/m), langsgående helningsgrad (m/m) beregnet manning s n Resultater: Strømhastighet ved lav vannføring > 0.1 m/s (ikke nedstrøms innsjø el verneoråde) Pass > 0.1 m/s (nedstrøms innsjø el verneoråde) konsultasjon 0.1 m/s (akkumulering) Bestem graden av sedimentering» DI < 100 (ikke nedstrøms innsjø el verneoråde) Pass» DI < 100 (nedstrøms innsjø el verneoråde) konsultasjon» DI 100 (høy sedimentering) fail Graden av sedimentering (%) som trengs for å komme under grenseverdien
Miljøkonsekvensvurdering: kronisk toksisitet Trinn 3: Det legges inn tiltak som medfører sedimentering Input HAWRAT Eksisterende eller planlagte sedimenteringstrinn Resultater: Ny sedimenteringsindex i resipienten etter tiltak» DI < 100 (ikke nedstrøms innsjø el verneoråde) Pass» DI < 100 (nedstrøms innsjø el verneoråde) konsultasjon» DI 100 (høy sedimentering) fail
Miljøkonsekvensvurdering: kronisk toksisitet (1 år) Siste del av Metode A: Sammenlikne årlige gjennomsnittskonsentrasjoner av løst Cu og Zn med AA-EQS Metode A Metode B Løst [Cu] og [Zn] < AA-EQS Pass Løst [Cu] og/eller [Zn] > AA-EQS Fail Gå til metode B (detaljert risikovurdering) Miljøkvalitetsstandarder for CU og Zn i UK Hardhet (mg/l CaCo 3 ) EQS for løst Cu (µg/l) EQS for løst Zn (µg/l) 0-50 1 >50-100 6 >100-250 10 7.8 >250 28
Miljøkonsekvensvurdering: kronisk toksisitet (1 år) Metode A Metode B Detaljert risikovurdering: metode B Det tas hensyn til at den biotilgjengelige konsentrasjonen av Cu og Zn avhenger av vannkvalitet Trinn 1: Sjekker biotilgjengelighet for Cu og Zn, biotilgjengelighetsmodeller/forenklede BLM Input i Modellen (på UK EA hjemmeside): Minst 5 lokale vannprøver spredt over 6 mnd ph Hardhet (Ca) DOC Resultater 1) Sammenlikn biotilgjengelig [Zn] med EQS biotilgjengelig [Zn] > EQS fail (gjennomfør tiltak) biotilgjengelig [Zn] < EQS sammenlikn biotilgjengelig [Cu] med EQS biotilgjengelig [Cu] < EQS ) Pass biotilgjengelig [Cu] > EQS Fortsett til trinn 2
Konklusjon HAWRAT er et systematisk trinnvis risikovurderingssystem som skal være i overenstemmelse med kravene i vannrammedirektivet Tar hensyn til avrenningsspesifikke økotoksikologiske grenseverdier for biota samt AA-EQS Tar hensyn til hydrologiske forhold i resipienten (Vannmengde/fortynning, strømningshastighet og sedimentasjonsgrad) Tar hensyn til vannkvalitet i resipienten (Ca-nivå; ved detaljert risikovurdering v/ bruk av BLM, Ca, DOC, ph etc) Modellen som ligger til grunn forklarer bare en relativt liten del av variasjonen i de observerte konsentrasjonene av forurensningsstoffene (Total Cu, 59.5%, løst Cu 37.8%) - Generelt dårlig korrelasjon mellom ÅDT og forurensningsnivåer - Mange andre faktorer spiller inn (har ikke tatt hensyn til vind) Ved bruk i andre land må stedspesifikke faktorer legges inn. Kan være et godt utgangspunkt for videreutvikling 22.09.2015 Teknologidagene 2015, Trondheim
Takk for oppmerksomheten 25