NOTAT 30. september 2016 Sak: Forventet konsekvens for Follafoss havneområde og B ei t stadfjorden ved framtidig økt produksjon ved MM Karton Folla Cell AS Innledende kommentar MM Karton FollaCell AS slipper ut renset prosessavløp til vannfo rekomsten Follafoss havneområde. S annsynligvis påvirkes også vannforekomsten Beitstadfjorden av disse utslippene. NIVA har nylig vurdert tilstanden i disse vannforekomstene (Walday m.fl. 2016), der den økologisk e tilstanden ble funnet å være «god»(klasse II) på alle de undersøkte stasjonene, bortsett fra på to makroalgestasjoner på grunt vann i Follafoss havneområde der tilstanden var «moderat»(klasse III) og dermed ikke tilfredsstillende i henhold til vannforskriften s krav om minst «god» tilstand. Årsaken til dette er antagelig en kombinasjon av næringssaltpåvirkning og ferskvannspåvirkning. Follafoss havneområde har tydelige spor av historiske utslipp av flis som nå ligger på bunnen utenfor fabrikkområ det. NIVAs oppdrag har gått ut på å vurdere miljøkonsekvenser av framtidige forventede økte utslipp fra MM Karton Folla Cell AS på de to vannforekomstene. Dette forutsetter blant annet at man kjenner størrelsen på og betydningen av de tidligere utslippene i området, både de fra MM Karton Folla Cell selv og fra annen aktivitet i området, og (omtrent) hvor store de framtidige utslippene fra bedriften vil bli. For å kunne vurdere den faktiske framtidige tilstanden i de to vannforekomstene, må de samlede fremtidige utslippene i området legges til grunn. Dette siste ligger langt utenfor NIVAs oppdrag her. Alle vurderinger i det foreliggende notat er basert på utslippsdata gitt av bedriften. Det er flere påvirkere i samme område. Det slippes ut ferskvann fra en regulert elv og fra en k raftstasjon. Det er også et avløpsutslipp fra et kommunalt rensea nlegg. I tillegg er det av renning fra landbruk og et settefiskanlegg som produserer ca. 10 millioner smolt i året. Det er oppgitt at settefiskanlegget har planer om å øke produksjon en til 20 millioner smolt i året, som da antagelig medfører større utslipp. Disse forhold kompliserer selvfølgelig en fastsettelse av årsakssammenhenger mellom dagens tilstand og påvirkere i resip ienten, og da følgelig hvordan endring er i é n av påvirkernes utslipp vil påvirke fjorden i fremtiden. Store variasjoner i utslippsmengder fra MM Karton FollaCell i årene forut for den s iste undersøkelsen i 2015 ( Figur 1 ) og en antatt treghet i miljøresponsen gjør det også vanskeligere å finne sam menhenger mellom miljøtilstand og utslippsmengder i fjorden. På bakgrunn av dette vil det være en betydelig usikkerhet i vurderingen av fremtidig påvirkning på resipienten ve d endr ede utslipp fra MM Karton Folla sine aktiviteter. 1
Figur 1. Årsgjennomsnittlig innrapportert utslipp fra MM Karton FollaCell AS i perioden 2002-2015. Nåværende grenseverdier for utslipp per døgn og per tonn produsert mass er angitt med hhv. blå - og rød - stiplede linjer. Dagens utslipp og forventet framtidig utslipp MM Kartons avløpsvann slippes ut i et rør som ender på 20 m dyp. I enkelte tilfeller kan det f orekomme at avløpsvannet trenger helt opp til overflata, men det innlagres normalt dypere. Bedre innsikt om innlagringsdyp krever beregninger, som inkluderer data på saltholdighet - og temperatursjiktning i resipienten, og ligger utenfor dette oppdraget. Vi kan imidlertid med sikkerhet si at det ferske avløpsvannet stiger opp i vannsøylen og at det spres og fortynnes betydelig med den relativt sterke strømmen som går frem og ti lbake langs land (strømmålinger har vist en gjennomsnittlig strømhastighet fra 5-15 m dyp på ca. 7-15 cm/s over en periode på 28 dager, med hovedretning mot øst på 5 m dyp og mot sør - vest ved 15 m dyp (Havbrukstjenesten 2008). Mens strålen med avløpsvann stiger oppover i vannsøylen fortynnes den effektivt. Dette kalles primær fortynnin g. Etter at avløpsvannet er inn lagret og ikke stiger mer, skjer videre fortynning ved horisontal spredning. Dette kalles sekundær fortynning. Bunnen i utslippsområdet skråner langsomt utover fra utslippet ut mot dypere vann. Omtrent 500m fra utslippet er det 150m dypt, og det skråner videre ned mot største dyp på drøye 200 meter. Vårt utgangspunkt i vurderingen av fremtidig tilstand er at nåværende tilstand er et resultat av de siste 14 årenes utslipp (2002-2015). Tidligere utslipp var høyere og dagens tilstand kan også være preget av dem, men bortsett fra fiberavsetningene på bunnen i nærområdet til bedriften, tror vi utslippene før 2002 er av mindre betydning for dagens tilstand. 2
Tabell 2 oppsummerer utslippene fra bedriften i to perioder; 14-årsperioden fra 2002 til 2015 og de to siste årene (2014-2015) med full produksjon og sammenligner disse med gjeldende utslippsgrenser. På bakgrunn av gjennomsnittsverdiene for utslippene framgår det at utslippene i snitt for hele perioden 2002-2014 har vært over nåværende grenseverdier for alle parameterne (KOF, SS, total N og total P), men at de i 2014-2015 har vært lavere og ligget under grenseverdiene. I Tabell 1 er det vist hvor store de framtidige utslippene vil være i forhold til de historiske utslippene i perioden 2002-2015 og perioden 2014-2015, hvis det forutsettes at de framtidige utslippene vil være på nivå med de foreslåtte utslippsgrensene for en produksjon opp til 155 000 tonn/år og opp til 180 000 tonn/år. Siden de foreslåtte utslippsgrensene ved 180 000 tonn/år forutsetter at renseanlegget oppgraderes, vil utslippene av SS, N og P reduseres betydelig. Utslipp av metaller er ikke inkludert i beregningene som MM Karton har gjort av fremtidige utslipp, men bedriften antar at de vil stige proporsjonalt med produksjonen. Det kan være noe redusert produksjon i deler av året pga. bl.a. planlagt vedlikehold og reparasjoner, og det er derfor antatt 360 driftsdøgn er år. Tabell 1. Antatte årlige utslipp (360 driftsdøgn) og estimert prosentvis endring i utslippet i forhold til de gjennomsnittlige utslippene i perioden 2002-2015 og 2014-2015. Beregningene er gjort av bedriften selv. Parameter Framtidige utslipp (155 000 tonn masse/år) Endring Endring Utslipp ift. snitt ift. snitt 2002-2015 2014-2015 Framtidige utslipp (180 000 tonn masse/år) Endring Endring Utslipp ift. Snitt ift. Snitt 2002-2015 2014-2015 tonn/år (%) (%) (tonn/år) (%) (%) KOF total 2952 41 44 3096 48 51 SS (>70 µm) 151-13 5 6,5 a) -96-95 N total 86 14 46 34-54 -42 P total 13 0 63 2,2-85 -75 a) I MM Kartons utslippssøknad gitt som SÄ GF/A 450 kg/d, her omregnet til >70µm med en faktor 25, som er oppgitt av bedriften. 3
Tabell 2. Årsproduksjon av masse og de årlige utslippene fra MM Karton FollaCell AS i perioden 2002-2015 og i perioden 2014-2015. Utslippsgrenser i nåværende utslippstillatelse og, fra bedriftens side foreslåtte omsøkte utslippsgrenser for en årsproduksjon på 155 000 tonn masse (Trinn 1) og 180 000 tonn masse (Trinn 2). Parameter Enhet 2002-2015 2014-2015 Utslippsgrenser; årsgjennomsnitt Snitt Maks Min Snitt Maks Min Gjeldende Trinn 1 Trinn 2 Årsproduksjon 1000 tonn/år 91 131 34 130 131 130 130 155 180 Vannmengde m 3 /tonn 19,1 21,1 16,2 16,3 16,3 16,2 - - - 1000 m 3 /år 1782 2134 568 2130 2134 2126 - - - kg O2/tonn 22 27 13,0 16,0 19,1 13,0 21 22 20 KOF total tonn O2/d 5,8 7,6 3,7 5,7 6,8 4,6 6 (7 3 ) 9,5 (11 3 ) 10,0 (12 3 ) mg/l 1130 1357 794 985 1177 794 - - - kg SS/tonn 1,72 4,3 0,72 1,1 1,23 0,97 1,2 1,2 1,0 SS (>70 µm) kg SS/d 480 1400 180 400 440 350 300 1 (400 3 ) 480 1 (550 3 ) 515 2 (600 3 ) mg SS/l 93 235 32 68 75 60 - - - kg N/tonn 0,70 1,48 0,17 0,46 0,55 0,36 0,6 0,6 0,30 N total kg N/d 207 362 100 163 198 127 200 300 150 mg/l 36 71 7,9 28 34 22 - - - kg P/tonn 0,153 0,84 0,039 0,061 0,076 0,046 0,13 0,13 0,02 P total kg P/d 36 82 13,0 22 27 16,0 35 60 10 mg/l 7,6 40 2,4 3,7 4,7 2,8 - - - 1) Målt som det som samles opp på et filter med poreåpning på 70 µm. 2) Målt som det som samles opp på et GF/A-filter (poreåpning på 1,6 µm). 3) Flytende månedsmiddel. 4
Suspendert stoff Tilførsler av partikulært materiale til det marine miljø omfatter både naturlige partikler (erosjonsprodukter, organiske partikler av marin og terrestrisk opprinnelse) og partikler som skyldes menneskelige aktiviteter (kloakkutslipp og industrielt avløpsvann). Økt partikkeltilførsel til det marine miljø fører til økt turbiditet i vannmassen og til økt sedimentering, avhengig av partiklenes størrelse. Små partikler (μm-størrelse) har lang oppholdstid i vannmassen og sedimenterer bare der hvor det er lave strømhastigheter (Skei 2000). Hvis mengden av partikler som tilføres en vannmasse som følge av menneskelig aktivitet er stor, vil dette kunne føre til stor sedimentering (hypersedimentering) og nedslamming av fastsittende organismer. Dette er ofte observert i nærheten av punktutslipp for partikulært materiale. Konsekvensen av dette kan være at fastsittende organismer dør. Hvis tilførselen av partikler skjer i overflatevannet kan økt turbiditet føre til nedsatt fotosyntese og mindre biologisk produksjon. Hvis de tilførte partiklene har et høyt innhold av organisk materiale kan en miljøkonsekvens være stort oksygenforbruk i vannmassen i forbindelse med nedbrytning av det organiske materialet. I slike tilfeller vil det kunne oppstå oksygensvikt i grenseflaten mellom sediment og vann. MM Karton har et betydelig utslipp av suspendert stoff, som vi forutsetter består hovedsakelig av organisk materiale. I 2014 og 2015 var utslippet hhv. 161 og 127 tonn, som ga en gjennomsnittlig konsentrasjon av suspendert stoff i avløpsvannet på 68 mg/l over de to årene (Tabell 3). Utslippet fra MM Karton Folla skjer på 20 meters dyp og vil gradvis sedimentere ut mens det spres og fortynnes. Vi antar derfor at organismer på grunt vann (f.eks. blåskjell og strandsnegl) i liten grad vil være påvirket av utslippet av suspendert stoff. I sjøvann er innholdet av suspendert stoff vanligvis 1-2 mg/l i overflatevann og < 1 mg/l i vannmassen under brakkvannslaget. Sammenlignet med disse verdiene er konsentrasjonen av partikler i avløpsvannet fra MM Karton høy, men som nevnt vil utslippet raskt fortynnes når det kommer ut i sjøen. Den ekstra tilførselen av suspendert stoff til Beitstadfjorden, som skyldes utslippet fra MM Karton, var i 2015 på 127 tonn. Vi forutsetter her at 50 % av det suspenderte stoffet er karbon, og utslippet vil da tilføre 63,5 millioner gram C pr. år til resipienten. Naturlig sedimentering i et fjordområde er i størrelsesorden 30g C/m 2 /år. Det er komplisert å spå fortynningen av det partikulære materialet ute i resipienten. Denne vil blant annet være avhengig av i) utsynkingshastighets-fordelingen 1 til partiklene (denne er ikke bestemt), ii) strømningshastigheten og iii) utsynkingen av naturlig partikulært materiale i området. Vi kjenner ikke spredningen av det nåværende utslippet, og vet derfor ikke hvilken ekstra belastning utslippet representerer i de ulike deler av fjorden, men vi vet at stasjonene som er undersøkt i sjøsonen klarer å opprettholde «god» tilstand med nåværende belastning. Det vi også kan gå ut fra er at spredningen/ influensområdet til utslippet fra MM Karton vil være likt også ved økt produksjon, så sant ikke den fysiske utformingen av utslippet eller vannhastigheten i det endres. Vi må sette opp noen forutsetninger for de videre beregninger: 1. Naturlig sedimentering i fjordområdet er 30g C/m2/år. 2. 50 % av det suspenderte stoffet i utslippet er karbon 1 Hvis alle partiklene synker raskt og med tilnærmet lik hastighet vil de spres over et langt mindre område enn hvis utsynkingshastigheten varierer i stor grad. Utsynkingshastigheten (uten å ta høyde for strømningsforholdene) er avhengig av partiklenes størrelse, egenvekt og vannets tetthet (som igjen er avhengig av saltinnholdet og temperaturen). 5
3. Strømhastighet er 11 cm/s og hovedretningen er langs med kystlinjen og varierende med dyp. 4. Alt suspendert stoff sedimenterer ut innenfor influensområdet, med lik sedimentasjon i hele området. Vi beregner organisk tilførsel for tre influensområder av ulik størrelse (0,5 x 2 km, 1 x 5 km og 2 x 10 km) ved dagens (2015) utslippssituasjon, og de foreslåtte utslippsgrenser for Trinn 1 og Trinn 2. Ut fra vårt meget forenklede regnestykke ser en at størrelsen på influensområdet har stor betydning for den organiske belastningen per arealenhet (Tabell 3) og at en derfor har behov for best mulig kjennskap til spredningen av utslippsvannet for å kunne vurdere den organiske belastningen ved endrede utslipp. Fremtidig Trinn 2 med bruk av BAT vil gi en marginalt større tilførsel av karbon enn det vi her forutsetter som naturlig tilførsel. I et stort influensområde vil også forskjellen i organisk belastning være liten mellom de tre ulike utslippsnivåene. Våre beregninger er blant annet basert på forutsetningen at sedimentasjonen av det suspenderte stoffet er helt lik innenfor influensområdet, noe vi vet ikke er korrekt. Vi har ikke tilgang på den nødvendige kunnskap om fordelingen av partiklenes størrelse og egenvekt i utslippsvannet for å kunne bestemme deres utsynkingshastighet. Tabell 3. Organisk tilførsel til bunnen basert på ulike utslippsmengder av suspendert stoff. Organisk tilførsel i gram karbon per m 2 og år, vist for naturlig tilførsel og 3 utslippsnivåer (2015 (127 tonn), trinn 1 (175 tonn) og trinn 2 (6,5 tonn)), og for 3 ulike størrelser på influensområdet. Beregnede verdier er basert på en rekke forutsetninger, se tekst ovenfor. Influensområde Naturlig (g/m 2 /år) +dagens utslipp (g/m 2 /år) +fremtidig Trinn 1 (g/m 2 /år) +fremtidig Trinn 2 (g/m 2 /år) 0,5 x 2 km 30 94 106 33 1 x 5 km 30 43 45 31 2 x 8 km 30 34 35 30 Det er verdt å merke at dagens (2015) tilstand i bunnsedimentene mht. innhold av organisk karbon (TOC) var «Svært god» på de tre sedimentstasjonene som ble undersøkt. Tilstanden for bunnfauna var «god» på de samme stasjoner og tilfredsstilte således også vannforskriftens krav. Avstanden fra MM Kartons utslipp til de nærmeste sedimentstasjonene (SCE4 og SCE5) er ca. 1 km (Figur 2) og dette gir en indikasjon om at nåværende størrelse på influensområdet for utslippene av suspendert stoff er avgrenset til et område mellom disse stasjonene og land. 6
Figur 2. Oversikt over økologisk (høyre halvsirkel) og kjemisk tilstand (venstre halvsirkel) i 2015 for alle stasjoner i Beitstadfjorden (figur fra Walday et al. 2015). KOF Kjemisk oksygenforbruk (KOF), viser hvor mye oksygen som går med til kjemisk nedbrytning. KOF angir dermed mengden kjemisk nedbrytbart organisk stoff i vann. KOF vil derfor ofte være relatert til utslipp av suspendert stoff med høyt organisk innhold. Utslippet av KOF var i snitt 2052 tonn/år i perioden 2014-2015, og i sammenligning med dette antas fremtidige utslipp å øke med ca. 44 og 51 % for hhv. Trinn 1 og Trinn 2. Dette vil følgelig øke oksygenforbruket i vannforekomsten. 7
Oksygentilstanden på 150 m dyp utenfor bedriften var i hht. vannforskriftens klassifisering «svært god» (4,71 ml/l) i 2015. Det er også påvist gode oksygenforhold høyere opp i vannsøylen (Walday et al. 2016). Basert på dagens gode oksygenforhold, topografi og kjente strømforhold i fjorden antar vi at fremtidige produksjonsplaner for MM Karton (Trinn 1 og Trinn 2) ikke vil gi noe kritisk oksygenforbruk i mesteparten av vannsøylen. Beregning av utslippets innlagringsdyp og spredning ville gi mer kunnskap om hvor i vannforekomsten det kan forventes effekt av økte KOF-utslipp. Næringssalter Det ble i 2015 vist «moderat tilstand» på 2 makroalgestasjoner i strandsonen inne i vannforekomst «Follafoss havneområde». Det er sannsynlig at dette skyldes en kombinasjon av ferskvanns- og næringssaltpåvirkning. Øvrige stasjoner hadde «god tilstand». I vannsøylen ble samlet tilstand (neqr) klassifisert som «god», men siktdyp og flere av næringssaltene som inngår i klassifiseringen var i «moderat» tilstand (fosfat og nitrat sommerstid, total-fosfor og nitrat vinterstid). Både siktdyp og næringssaltnivåer indikerer derfor forhøyede næringssaltutslipp til de to vannforekomstene. Det er også mulig at siktdypet er påvirket av utslipp av suspendert stoff. Fremtidig produksjonsendring i hht. Trinn 1 vil medføre en betydelig økning i næringssaltutslippene: ca. 50 % for nitrogen og ca. 70 % for fosfor, mens Trinn 2 vil medføre en kraftig reduksjon i forhold til dagens utslipp. En gjennomføring av Trinn 1, med dagens tekniske utslippsløsninger, vil øke tilførselen av næringssalter opp i den eufotiske sonen. Dette medfører antagelig at tilstanden i øvre vannsøyle og strandsone utenfor bedriften reduseres, med fare for at vannforekomsten ikke lenger oppnår «god» tilstand. En endring av utslippsarrangementet som medfører dypere innlagring av utslippet vil trolig redusere faren for at utslippet når den eufotiske sone og dermed redusere risikoen for at vannforekomsten ikke skal oppnå «god» tilstand. Før en eventuell endring av utslippet bør det gjøres innlagringsberegninger for å bestemme optimalt utslippsdyp. En gjennomføring av Trinn 2 vil gi lavere utslipp av næringssalter enn dagens produksjonsnivå gjør og kan bidra til en bedring av vannforekomstenes tilstand. Metaller Utslipp av tungmetaller fra MM Karton antas av bedriften å stige proporsjonalt med produksjonen. I 2015 lå alle stasjonene under grenseverdiene (EQS) for alle vannregion-spesifikke metaller og godt under for EUs prioriterte metaller i begge matrikser (sediment og blåskjell) og totalresultatet for økologisk og kjemisk tilstand ble derfor «God» (Walday et al. 2015). Det må påpekes at dette var en orienterende undersøkelse hvor sediment-resultatene kun var basert på én prøve per stasjon. I forhold til dagen produksjon medfører Trinn 1 en produksjonsøkning på 19 %, mens Trinn 2 er en økning på 38 %. Både Trinn 1 og Trinn 2 vil medføre økte tilførsler av metaller til fjorden fra MM Karton. Hvorvidt denne ekstra tilførsel av metaller til vannet vil gi målbar økning i metallkonsentrasjon i sjø, bunnsediment, blåskjell og annen biota er avhengig av hvor stor den er i forhold til både naturlig og øvrig tilførsel av metaller til fjorden. Konklusjoner På bakgrunn av eksisterende kunnskap blir en vurdering av fremtidig påvirkning på fjorden av endrede utslipp fra MM Karton vanskelig og usikker. Dette gjelder særlig mangelen på kunnskap om den nåværende og fremtidige samlede påvirkningen fra alle utslipp i området, og betydningen av MM Karton sin andel av denne. Det finnes videre lite kunnskap om utslippenes innlagring, spredning og fortynning i resipienten. 8
På bakgrunn av den gode tilstanden på sedimentstasjonene ute i fjorden vil vi imidlertid anta at nåværende størrelse på influensområdet for utslippene av suspendert stoff er avgrenset til fjordområdet mellom sedimentstasjon SCE4 og SCE5, og landet innenfor. En gjennomføring av Trinn 2 gir en kraftig reduksjon av utslippene i forhold til dagens nivå. Vår videre vurdering er at utslippene av næringssalter i hht. Trinn 1 kan bety en forverring av fjordens tilstand. En gjennomføring av Trinn 2 vil imidlertid gi lavere utslipp av næringssalter enn dagens produksjonsnivå og kan bidra til en bedring av vannforekomstenes tilstand, særlig hvis utslippsdypet økes. Andre utslipp i området vil imidlertid kunne redusere effekten av eventuelle tiltak gjennomført av MM Karton. En sikrere vurdering av fremtidige påvirkninger ved endrede utslippsforhold vil kreve 1) innlagringsberegninger for dagens utslipp. Da vil en også kunne beregne optimalt utslippsdyp og -design slik at fremtidig utslippsvann i minst mulig grad blandes inn i den eufotiske sonen. 2) spredningsberegninger for avløpsvannet gir et bedre grunnlag til å vurdere fremtidige påvirkninger av endrede utslippsforhold. 3) karakterisering av partiklenes størrelse og egenvekt i det suspenderte stoffet for å bedre kunne vurdere hvor i fjorden de vil sedimentere ut. For å gi en best mulig vurdering av belastningen på vannforekomstene bør relevante myndigheter fremskaffe og sammenstille utslippstall fra samtlige aktører som har utslipp til det samme område av Beitstadfjorden som MM Karton har. Referanser Havbrukstjenesten 2008. Strømmåling for Follasmolt AS. Notat datert 25. oktober 2008. Skei J. 2000. Konsekvensvurdering vedrørende overutslipp av suspendert partikulært materiale fra renseanlegg for venturislam - Tinfos Titan & Iron, Tyssedal. NIVA-rapport 4197-2000. 11s. Walday M. m.fl. 2016. Tiltaksrettet overvåkning i Beitstadfjorden for MM Karton FollaCell AS. NIVArapport 6992-2016. 53s. 9