Bantat kontrollprogram avsett för beräkning av nuvarande och framtida kvicksilverspridning från Nedsjön till Silverån

Transkript

1 Bantat kontrollprogram avsett för beräkning av nuvarande och framtida kvicksilverspridning från Nedsjön till Silverån INLEDANDE RESONEMANG OM KONTROLLPROGRAMMETS UTFORMNING Bakgrundsinformation om kvicksilverproblematiken i Nedsjön har redogjorts för i ett tidigare framtaget kontrollprogram. Kostnaderna för det kontrollprogrammet överskred kraftigt den budget som anslagits, varför ett bantat kontrollprogram presenteras här som innebär analyskostnader på maximalt kr. Ett minimikrav är att de prover som analyseras skall kunna ge en god beräkning av storleken av den nuvarande spridningen av kvicksilver från Nedsjön till Silverån och Hulingen. Helst skall det även vara möjligt att prognostisera framtida spridning av kvicksilver baserat på antaganden om förändringar i vattenflöden och temperatur. Man har anledning att misstänka att det sker en betydande metylering av kvicksilver i Nedsjön, eftersom sjöns sediment innehåller cellulosafiber. Cellulosafiber stimulerar anaeroba mikroorganismer vars aktivitet leder till metylering av kvicksilver. Det finns därför anledning att undersöka i vilken utsträckning kvicksilver sprids i form av metylkvicksilver från Nedsjön. Det vore av intresse att göra mätningar i Nedsjön som belyser hur kvicksilver mobiliseras från sedimenten och vilka förhållanden som påverkar detta. Sådan information vore till hjälp vid en bedömning av hur förändrade förhållanden kan påverka kvicksilverspridningen från sjön. Likaså vore det intressant att göra mätningar som visar hur metylkvicksilverproduktionen i sjöns sediment och vatten påverkas av olika faktorer. Detta skulle emellertid bli för dyrt och måste slopas eller skjutas på framtiden. Målet att beräkna exporten av kvicksilver och metylkvicksilver från sjön kan uppnås genom att göra mätningar av total- och metylkvicksilverflödet i Silverån uppströms och nedströms Nedsjön. Genom att även mäta vattenföring och temperatur kan man skapa modeller för hur kvicksilverspridningen från Nedsjön kommer att förändras vid förändringar i flöden och temperatur. Av stor vikt är att kunna beräkna koncentrationen av total- och metylkvicksilver vid höga vattenflöden och hög temperatur. Anledningen till detta är att en stor del av den årliga exporten av total- och metylkvicksilver troligen sker under relativt kortvariga perioder av höga flöden, i synnerhet när dessa sammanfaller med hög temperatur. Temperatur och vattenflöde kan antas vara styrande variabler för de processer som i sin tur styr spridningen av total och metylkvicksilver från Nedsjön. Dessa processer är dels fysikaliska såsom resuspension av sediment, termisk desorption av kvicksilver från sediment och utträngning av vattenmassa, och dels mikrobiella processer såsom nedbrytning av organiskt material (fiber) till vilket kvicksilver är bundet, reduktiv upplösning av järn- och manganoxider som även de binder kvicksilver, samt sulfidkomplexering och metylering av kvicksilver (Fig. 1). 1

2 Genom att göra mätningar som är mer direkt relaterade till spridning och meylering av kvicksilver än temperatur och vattenflöde kan man ytterligare styrka och verifiera modeller för hur spridningen och metyleringen av kvicksilver beror av vattenflöde och temperatur. Sådana mätningar är främst koncentrationen i vattnet av organiskt material (TOC), partiklar (susp), järn och mangan, fosfor, sulfat och syre. Figur 1. Schematisk bild som visar att vattenflöden och temperatur styr fysikaliska och mikrobiella processer som i sin tur styr mobiliseringen och metyleringen av kvicksilver. Notera att kvicksilvermetylering leder till mobilisering av kvicksilver. Utöver mätningar i Silveråns vatten uppströms och nedströms Nedsjön bör sedimenterande material undersökas med hjälp av sedimentfällor. Dessa ger tidsintegrerade mått på graden av kvicksilverkontaminering av de partiklar som transporteras i ån. Detta är ett bra komplement till vattenprovtagningarna som bara visar vilka förhållanden som råder vid enskilda tidpunkter. För att kunna bedöma partiklarnas ursprung bör förutom THg, koncentrationen av TOC, TN, Fe, Mn, S, P, Al och Sc mätas. KONTROLLPROGRAM Vattenprov Vattenprov tas vid 24 tillfällen (c:a 2 ggr/månad) uppströms respektive nedströms Nedsjön. Man bör välja platser där vattendjupet är lågt, eftersom det då är lättare att erhålla representativa vattenprover för hand. Det är också viktigt att provtagningspunkten nedströms 2

3 Nedsjön ligger tillräckligt långt ner för att inblandningen av vatten från Nedsjön skall ha blandats ut i åvattnet. Följande mätningar görs på ofiltrerat vatten: Total Hg, metyl Hg, TOC, TN (total kväve), suspenderade ämnen (partikelhalt GF/F-filter), glödförlust, Fe, Mn, Al, Ca, Cd, Cu, Sc, S, K, P, sulfat, aluminium, syrgashalt och temperatur (direktvisande instrument), ph och konduktivitet. Följande mätningar görs på filtrerat vatten: Total Hg och metyl Hg (0.45 µm), absorbans (254 eller 420 nm, 0,45 µm), Fe, Mn, Al, Ca, Cd, Cu, Sc, S, K och P (0.2 µm), Sedimentfällor Två sedimentfällor uppströms respektive nedströms Nedsjön utsätts där sedimentationsförhållanden råder. Fällorna töms en gång i månaden. Följande mätningar görs på det sedimenterade materialet: Torrvikt, total Hg, TOC, glödförlust, Fe, Mn, Al, Cd, Cu, Sc, S, P. (Metyl Hg mäts inte för metyl Hg kan bildas och brytas ner i fällorna.) Vattenstånd och vattenföring upprättas för daglig mätning (eller ännu högre upplösning) va vattenföringen. Om även vattentemperaturen kan måtas med samma upplösning är det en fördel. Minst två peglar utsätts för att mäta vattenståndet i ån samt i Nedsjön. ANALYSKOSTNADER 1. VATTEN 1.1 Total Hg och mety Hg i ofiltrerat vatten, IVL Göteborg provtagn. prov/gång prov Kostn/prov Kostn/station Ovan Nedsjön Nedan Nedsjön Summor: Total Hg och metyl Hg i ofiltrerat vatten, IVL Göteborg provtagn. prov/gång prov Kostn/prov Kostn/station Ovan Nedsjön Nedan Nedsjön Summor:

4 1. 3. Element i ofiltrerat vatten (Fe, Mn, Al, Ca, Cd, Cu, Sc, K, S, P), Växtekologen, LU provtagn. prov/gång prov Kostn/prov Kostn/station Ovan Nedsjön Nedan Nedsjön Summor: Element i filtrerat vatten (Fe, Mn, Al, Ca, Cd, Cu, Sc, K, S, P),Växtekologen, LU provtagn. prov/gång prov Kostn/prov Kostn/station Ovan Nedsjön Nedan Nedsjön Summor: TOC/TIC, total N, sulfat (anjoner), ph, kondukt. i ofiltrerat vatten, Växtekologen, LU provtagn. prov/gång prov Kostn/prov Kostn/station Ovan Nedsjön Nedan Nedsjön Summor: Susp (GF/F), glödförlust i ofiltrerat vatten, Växtekologen, LU provtagn. prov/gång prov Kostn/prov Kostn/station PÅ PÅ Summor: Absorbans (254 nm) i filtrerat vatten, Växtekologen, LU provtagn. prov/gång prov Kostn/prov Kostn/station PÅ PÅ Summor: SUMMA ANALYSKOSTNADER FÖR VATTENPROVER:

5 2. SEDIMENTERANDE MATERIAL Total Hg, IVL, Göteborg provtagn. prov/gång prov Kostn/prov* Kostn/station Ovan Nedsjön A Ovan Nedsjön B Nedan Nedsjön A Nedan Nedsjön B Summor: * inkl. torrviksbestämning av hela provet!! Element (Fe, Mn, Al, Cd, Cu, Sc, S, P) Växtekologen, LU provtagn. prov/gång prov Kostn/prov Kostn/station Ovan Nedsjön A Ovan Nedsjön B Nedan Nedsjön A Nedan Nedsjön B Summor: Total C, total N, glödförlust, Växtekologen, LU provtagn. prov/gång prov Kostn/prov Kostn/station PSF PSF PAF PSF Summor: SUMMA ANALYSKOSTNADER FÖR SEDIMENTFÄLLOR: TOTALSUMMA ANALYSKOSTNADER: Olof Regnéll, Lunds universitet Lund