Cu & i Stockholmsmiljön

Transkript

1 Cu & Zn i Stockholmsmiljön 1

2 Metaller i vatten var kommer det ifrån Koppar och zinks påverkan på miljön Koppar och zink, liksom andra metaller, är en naturlig del av jordskorpan och vår miljö. Metallerna förekommer inte bara i jord och bergarter utan också luft, vatten och biosfären samt i växter, djur och människor. Koppar och zink rör sig i naturliga cykler genom miljön. Regn, snö, is, sol och vind leder till errosion av bergarter och jord. Vind och vatten bär med sig zink och koppar till floder, sjöar och hav, där de lagras i sediment eller transporteras vidare. Varje år transporterar en medelstor svensk flod över tio ton metall till havet genom naturlig nötning och urlakning från berggrund och jord. Både koppar och zink, liksom järn, är essentiella metaller, vilket innebär att de är livsnöd vändiga för människor, djur och växter. För denna typ av metaller har kroppen ett eget reglersystem, som gör att upptaget regleras av behovet. Metallrika mineraler bryts ur gruvor och förädlas till metaller som sedan används i mängder av olika varor och tillämpningar i vårt samhälle. En del tillämpningar leder till viss nötning eller korrosion som kan frigöra metall. Den metall som frigörs binds dock snabbt igen i mark och sediment där den åter mineraliseras. Vattenlevande organismer kan påverkas av för höga halter av metaller i vatten och sedi ment, om metallen förekommer i biotillgänglig form. Av denna anledning mäts metallhal terna kontinuerligt för att säkerställa att dessa är under de nivåer där en effekt kan ses. För att en metall ska kunna tas upp av organismer så krävs det att den är biotillgänglig. Den metall som är bunden i svårlösliga föreningar är inte biotillgänglig, vilket innebär att den inte kan tas upp av organismer och därmed har liten eller ingen inverkan på miljön. Mycket forskningsarbete har genomförts för att fastställa miljöeffekterna från olika metaller. På Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm har man studerat vad som händer med koppar och zink som exponeras i utomhusmiljö. Studierna har visat att den största delen av bildade korrosionsprodukter är starkt bundna till metallytorna. En viss andel av dessa oxiderade metaller frisätts till omgivningen på grund av inverkan av miljön, t.ex. under en regnskur. Merparten av den metall som frisätts binds snabbt upp till en svårtillgänglig kemisk form av organiskt och oorganiskt material i dagvattnet. Även fasta ytor som tex. trottoarmaterial och betong i dag vattensystemen fungerar som effektiva sänkor för frisatta metaller.1 Total- och biotillgängliga halter Total metall I lösning Biotillgänglig Totalhalter omfattar alla förekomstformer av ett ämne, dvs både löst och partikelbunden fraktion. Löst halt definieras som den fraktion av ett vattenprov som filtrerats genom ett,45 μmfilter. Biotillgänglig halt definieras som den fraktion och förekomstform av ett ämne som kan tas upp av en biologisk organism. 2 3

3 Koppar och zink bra och godkända byggmaterial Koppar och zink, liksom varmförzinkat stål, är bra byggmaterial som ger hållbara konstruktioner med lång underhållsfri livslängd. Ingen av de väletablerade miljöcertifieringssystemen för byggnader såsom BREEAM, LEED eller Miljöbyggnad har någon begränsning för användande av koppar, zink eller zinkbelagda produkter. Koppar och zink är BASTA-godkända. Zink och koppar används bland annat som fasadmaterial. Ett exempel är AE-hallen på Stockholms mässan i Älvsjö som har en fasad av varmförzinkat stål. Flera andra byggnader runt Stockholm, bland annat kvarteret Tappen i Annedal och kvarteret Abisko i den miljöprofilerade Djurgårdsstaden har varmförzinkade fasader. REACH register för kemikalier Reach-förordningen har utvecklats för att skydda miljön och människors hälsa och för att säkerställa företagens konkur renskraft och utvecklingsförmåga.reach handlar om registrering, utvärdering, tillstånd och begränsningar av kemiska ämnen. Ämnen som inte är registrerade får inte släppas ut på EU-marknaden enligt REACH. Tillverkarna ansvarar för att produkterna som de säljer är regist rerade och uppfyller alla de krav som den Europeiska Kemikalieinspektionen ECHA fastställt. Boliden, som levererar en stor mängd av den koppar och zink som används i Norden, har registrerat sina produkter i enlighet med förordningen. Mätningar och riktvärden Stockholmsmässan Koppar är ett populärt tak- och fasadmaterial, speciellt i Stockholm som är känt för sina vackra koppartak. Exempel på kopparfasader är bland annat Sven-Harrys konstmuseum i Stockholm. I Uppsala finns det miljöcertifierade EPA-huset som vunnit Upsala Nya Tidnings Stadsmiljöpris. När det gäller metaller som koppar och zink är det ofta halterna i vatten och sediment som mäts när man vill avgöra statusen i en viss miljö. Den uppmätta halten kallas totalhalt, men det är inte den som kan påverka omgivningen. För att veta hur miljön påverkas måste man beräkna eller mäta hur stor del av totalhalten som är biotillgänglig, det vill säga kan tas upp av organis mer. Man behöver även ta reda på den naturliga bakgrundshalten för det aktuella området. Inom EU läggs mycket arbete på att kartlägga hur olika ämnen och kemikalier påverkar miljön. Omfattande studier har utförts när det gäller koppar och zink där man kunnat fastställa värden under vilka ingen effekt på miljön fås. Svenska myndigheter har valt att sätta säkerhetsfaktorer på EU:s riktvärden, vilket gör att riktvärdena är lägre i Sverige än i de andra länderna i Europa. Koppar- och zinkhalterna i vårt land är så låga att de vanligtvis ligger under riktvärdet, trots säkerhetsfaktorer. I de fall koppareller zinkhalten upplevs förhöjd då totalhalten beaktas, beräknar man den biotillgängliga halten och drar bort den naturliga bakgrundshalten. Studier har visat att koppar- och zinkhalterna i Stockholms vatten och sediment är under gällande riktvärden.2 Sven-Harrys konstmuseum 4 EPA-huset i Uppsala 5

4 Koppar och zinks miljöeffekter, låga och väldokumenterade Emissioner av koppar och zink Emissioner av koppar till mark och luft uppgick år 212 till totalt 281 ton. Största enskilda källa utgör båtbottenfärger med 14 ton. Läckage från skogsmark, övrig mark och jordbruksmark uppgår till ca 1 ton, dagvatten 38 ton och deposition på sjöyta 14 ton. Enskilda avlopp, kommunala avloppsreningsverk och industri står för en liten del med 2,5 ton, 5,5 ton respektive 1 ton. Totalt uppskattades emissioner av zink till cirka 76 ton under 212. Som källa dominerade utsläpp från skogsmark med på 324 ton zink. Tillskott genom atmosfärisk deposition på vatten utgjorde uppskattningsvis ca 145 ton och dagvatten 112 ton. Utsläpp från övrig mark uppskattades till 11 ton och jordbruk 39 ton. Enskilda avlopp, små reningsverk och små industrier bidrog totalt sett mycket lite till totala emissioner av zink. Emissioner av koppar i Sverige 212 Ton Cu/år Emissioner av zink i Sverige 212 Ton Zn/år Källa: Naturvårdsverket Dagvatten Jordbruksmark Skogsmark Övrig mark Deposition på sjöyta Enskilda avlopp Karv diffus Industri diffus Båtbottenfärg Källa: Naturvårdsverket Dagvatten Jordbruksmark Skogsmark Övrig mark Deposition på sjöyta Enskilda avlopp Karv diffus Industri diffus 6 7

5 Halten av koppar och zink i Sveriges sjöar Halten av koppar och zink i Riddarfjärden 1 % För att kunna bedöma risker med koppar och zink i vattenmiljö är det viktigt med vetenskapligt underbyggda metoder som baseras på aktuella fakta och är förankrade i EU:s gemensamma lagstiftning. Nytt sedan ett par årtionden är kunskapen om att metallers biotillgänglighet avgör vilken risk de utgör i de miljöer de uppträder. Sedan 215 är svenska bedömningsgrunder för både koppar och zink baserade på biotillgängliga halter. De mätningar som under en lång följd av år har gjorts av totalhalterna av koppar och zink i svenska sjöar och vattendrag och som redovisas nedan visar med få undantag låga och minskande halter. Totalhalt av koppar i sjöar i procent år -211 Havs- och vattenmyndigheten, HaV, är en statlig miljömyndighet som arbetar för att skapa en hållbar förvaltning av hav, sjöar och vattendrag. Tillsammans med länsstyrelserna har HaV utvecklat en databas, VISS (VattenInformationsSystem Sverige), I VISS finns klassningar och kartor över alla Sveriges större sjöar, vattendrag, grundvatten och kustvatten. VISS redovisar också data från mätningar i Riddarfjärden. Dessa data visar att halterna av koppar och zink ligger långt under uppsatta riktvärden för god ekologisk status. Norrmalm Kungsholmen Gamla stan Riddarfjärden Långholmen Södermalm 75 % Koppar i Riddarfjärden 25 % µg/l 4,14 Mätperiod Antal mätningar 69 Klassificering God 1 Tillförlitlighet A (mycket bra) % Mycket låg halt 1999 Låg halt Måttlig halt Hög halt Mycket hög halt 211 Motivering och metod för bedömningen: Kopparhalten mäts 12 gånger per år vid Centralbron i Stockholm inom nationell miljöövervakning i delprogrammet Flodmynningar. Medelhalten mellan 27 och 212 var 4,14 μg/l (totalhalt). Fortsättningsvis kommer både mätresultat och riktvärden att anges som biotillgänglig halt, i enlighet med Havs- och vattenmyndighetens uppdaterade föreskrifter. Källa: Naturvårdsverket Data: VISS 1 % Totalhalt av zink i sjöar i procent år -211 Zink i Riddarfjärden 75 % µg/l 6,89 Mätperiod Antal mätningar 69 Klassificering God 2 Tillförlitlighet A (mycket bra) 25 % Motivering och metod för bedömningen: Zinkhalten mäts 12 gånger per år vid Centralbron i Stockholm inom nationell miljöövervakning i delprogrammet Flodmynningar. Medelhalten mellan 27 och 212 var 6,89μg/l (totalhalt). Fortsättningsvis kommer både mätresultat och riktvärden att anges som biotillgänglig halt, i enlighet med Havs- och vattenmyndighetens uppdaterade föreskrifter. % Data: VISS Mycket låg halt Låg halt Måttlig halt Hög halt Mycket hög halt µg/l = mikrogram per liter Källa: Naturvårdsverket 8 9

6 Koppar och zink i slam Koppar och zink förekommer i många produkter och i livsmedel. Av denna anledning hanteras koppar och zink även i våra vattenreningsverk, och förekommer i det avloppsslam som ofta används för gödsling av trädgårdar och åkrar. Fältförsök har visat att slamgöds ling ökar markens mullhalt, jämfört med mark som inte fått något slam. För en bra tillväxt behövs koppar och zink, som tas upp av fröer, frukter och rotfrukter till en lämplig nivå. Genom livsmedel och foder får människor och djur därmed i sig den mängd av koppar och zink som behövs för att kroppen ska fungera. Långtidsstudier har visat att det inte finns några tydliga skillnader i metallhalter i grödor från slamgödslade respektive icke-slamgödslade försöksområden. Konstgödsel berikas med koppar och zink och mängden är då högre än vad som förekommer i avloppsslammet. Koppar och zinkhalter i avloppsslam i Stockholm under åren µg/g ts (torrsubstans) Zink 15 Gränsvärden koppar 1 Gränsvärden zink 6 mg/kg ts Koppar 5 8 mg/kg ts

7 Slamanvändning på åkermark Halterna av koppar och zink i slam har diskuterats. I figurerna nedan redovisas halterna av de två metallerna ställt mot gällande gränsvärden för slamanvändning i jordbruket inom EU, rådande svenska gränsvärden samt de förslag till stegvis sänkning av gränsvärden som presenterats som alternativ i en rapport av Naturvårdsverket (rapport 658). Av figurerna kan man tydligt utläsa att även med det mest strikta gränsvärdet som presenterats i Naturvårdsverkets förslag så ligger rådande halter i svenskt slam väl under dessa nivåer. Kopparhalter i svenskt slam mg/kg ts (torrsubstans) EU (86/278/EEG) gränsvärde Cu mg/kg ts Nuvarande svenskt gränsvärde Cu Det striktaste gränsvärdeförslaget av olika scenarier i utredning NV 658/213 Kopparhalt i slam i Sverige Källa: Ragnvaldsson, D. Envix Nord AB, Sweden 216 Zinkhalter i svenskt slam mg/kg ts EU (86/278/EEG) gränsvärde Zn - 25 mg/kg ts Nuvarande svenskt gränsvärde Zn Det striktaste gränsvärdeförslaget av olika scenarier i utredning NV 658/213 Zinkhalt i slam i Sverige Källa: Ragnvaldsson, D. Envix Nord AB, Sweden

8 Frågor & svar Referenslista 1. Finns det några risker med att använda koppar och zink som byggmaterial? Svar: Nej. Både koppar och zink är väl beprövade byggmaterial. Produkter av koppar och zink har mycket lång livslängd, är underhållsfria och kan återvinnas till 1 procent. Inget av de väletablerade miljöcertifieringssystem som finns rekommenderar någon begränsning i användandet av koppar och zink. 2. Finns det några myndigheter som har utfärdat restriktioner mot att använda koppar och zink som byggmaterial? Svar: Nej det gör det inte. Det finns inga myndigheter i vare sig EU eller Sverige som har utfärdat några restriktioner mot att använda koppar eller zink. 3. Utgör koppar- och zinkhalterna i avloppsslammen i Stockholm ett problem? Svar: Nej. Koppar- och zinkhalterna i Stockholmsslammen har varit nedåtgående sedan 197-talet och ligger idag under fastställda riktvärden. En viss mängd koppar och zink i slam som sprids på åkermark är dessutom nödvändigt, då människor, växter och flertalet organismer behöver dessa metaller för att fungera, medan grödorna behöver det för att växa. Det finns några få procent av Sveriges åkerareal där det av naturliga skäl finns höga bakgrundshalter av metaller och där spridningen av slam har begränsats. Det betyder inte att metaller i avloppsslam skulle utgöra något generellt problem. Kopparhalter i matjord 29, Mörkblå, blå och gröna områden bedöms ha kopparbrist (8 mg/kg). Koppargränsvärdet för gödsling är 4 mg/kg. 3 1) Critical review: Copper runoff from outdoor copper surfaces at atmospheric conditions, Y.S. Hedberg, J.F. Hedberg, G. Herting, S. Goidanich, I. Odnevall Wallinder, Environmental Science and Technology, 48, , DOI 1.121/es4441s (214) Occurrence and Fate of Corrosion Induced Zinc in Runoff Water from External Structures, S. Bertling, I. Odnevall Wallinder, C. Leygraf, D. Berggren Kleja, The Science of the Total Environment, 367, 2 3, , (26) The interaction between concrete pavement and corrosion induced copper runoff from buildings, B. Bahar, G. Herting, I. Odnevall Wallinder, K. Hakkila, C. Leygraf, M. Virta, Environmental Monitoring and Assessment, 14, (28) Cu in storm water runoff from a naturally patinated roof and a parking space variations in load during a rain event in Stockholm, Sweden Jönsson, A. IVL report B, IVL Svenska Miljöinstitutet AB (213) Long-term use of galvanized steel in external applications. Aspects of patina formation, zinc runoff, barrier properties of surface treatments and coatings and environmental fate, D. Lindström, I. Odnevall Wallinder, Environmental Monitoring and Assessment, 173: , (211) Storm water runoff measurements of copper from a naturally patinated roof and from a parking space. Aspects on environmental fate and chemical speciation.i. Odnevall Wallinder, Y. Hedberg and P. Dromberg, Water Research, 43, (29) 2) Ni, Cu, Zn, Cd and Pb in sediments in the city-centre of Stockholm, Sweden, Origins, deposition rates and bio-availability Jönsson, A., IVL report B 213, IVL Svenska Miljöinstitutet AB (211) 3) Tillståndet i svensk åkermark och gröda, Naturvårdsverket rapport 6349, s. 87 (21) 14 15

9 För mer information: