SOIL PNEC calculator

Transkript

1 IBRACS Integrating Bioavailability in Risk Assessment of Contaminated Soils: opportunities and feasibilities SOIL PNEC calculator Ett Excel-baserat program för beräkning av platsspecifika riktvärden för metaller Jurate Kumpiene, Luleå tekniska universitet Dan Berggren Kleja, SGI Erik Smolders, Fanny Hamels, KU Leuven, Belgien Koen Oorts, Arche Consulting, Belgien

2 Generella riktvärden för metaller i förorenad jord baseras på totala halter som härrörs från toxtester på de mest toxiska metallformerna Men inte alla metallformer är rörliga och tillgängliga för upptag i levande organismer

3 Åldring (omfördelning av metaller i jord över tid) Biotillgänglighet, toxicitet (ph, CEC, OM) McLaughlin, 2002

4 Färska vs gamla föroreningar Färskt tillsatt CuCl 2 70 år åldrad CuSO 4 Oorts et al. Environ Toxicol Chem 26: , 2007.

5 Korrigeringsfaktorer länk mellan extraherbara metaller och toxicitet Tar hänsyn till förändringar i metallbiotillgänglighet och toxicitet beroende på jordegenskaper och metallåldrandet (Smolders et al., 2009): - Metalltoxicitet i förorenad jord i fält vs metalltoxicitet av lösliga metallsalter - Laknings- åldringsfaktor (L/A) empirisk faktor - Förändringar i toxicitet m.a.p. jordegenskaper (ph, ecec, halter av lera och OM)

6 Korrigeringsfaktorer EU REACH (Registration, Evaluation, Autorisation and Restriction of Chemicals) dokumentation (genom European Chemicals Agency, ECHA), 2012

7 Fraction affected PNEC-värden Predicted No-Effect Concentrations (som pseudo-totalhalter av metaller) Baseras på toxdata för landlevande organismer (växter, invertebrater, mikroorganismer) från vetenskapliga publikationer 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 SSD 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Toxicity data HC 5-5% Hazardous Concentration (eller 95% skyddsnivå) 95% skydd mycket konservativa värden

8 PNEC kalkulator Excelbaserat verktyg

9 Input - Metall - Totalhalt (mg/kg) - Jordtyp (val) - Backgrundshalt (mg/kg) - ecec (cmol c /kg TS) - ph (0.01 M CaCl 2 ) - OM (%) - Lera (%) Output - PNEC (mg/kg) - PEC (uppmätt totalhalt, mg/kg) - RCR (Risk Characterisation Ratio PEC/ PNEC) - PAF: Potentially Affected Fraction (%) - del av terrestra arter som förutspås att påverkas vid angiven metallkoncentration (PEC) ADDED approach = backgrundskorrigerad TOTAL approach

10 Anpassning till platsspecifika förhållanden: justering av L/A-faktor Inom IBRACS: Toxicitet för växter (biologisk) Biotillgänglig (toxisk) fraktion via isotopspädningsteknik (kemisk) stabila isotoper 70 Zn, 65 Cu, 62 Ni La Calamine Zn tillsatt till jord var 22 ggr mer toxisk och tillgänglig än i fältprov (IBRACS)

11 justering av L/A-faktor

12 Platsspecifika PNEC-värden, Björkhult L/A faktor = 2.0 (REACH) Prov PG3 PG5 PG9 PG12 PG15 Djup, m Cu, mg/kg dw ph H2O Organiskt kol % Lera, % ecec, cmol c /mg TS (från ph, lera, OK) Total approach PNEC, mg/kg Total conc., mg/kg RCR PAF, % L/A faktor 6.0 (toxicitet för växter) Total approach PNEC, mg/kg Total conc., mg/kg RCR PAF, % L/A faktor 2.3 (via isotopspädningsteknik ) Total approach PNEC, mg/kg Total conc., mg/kg RCR PAF, %

13 Platsspecifika PNEC-värden, La Calamine Loam (sandy loam) Brown (brownish black)* REACH L/A faktor 3 3 Platsspecifik L/A faktor Zn, mg/kg dw ph H2O Organiskt kol % Lera, % ecec, cmol c /mg dw (från ph, lera, OK) Bakgroundshalt Total approach PNEC, mg/kg PEC, mg/kg RCR PAF, % Genom toxicitet för växter 2 Biotillgänglig fraktion via isotopspädningsteknik Riktvärden för Zn I Wallonia: KM=230 mg/kg; MKM=320 mg/kg

14 Platsspecifika KM och MKM Björkhult PG3 PG5 PG9 PG12 PG15 Cu, [mg/kg] PAF 50% = MKM PAF 75% = KM Uppmätt halt I fält Riktvärden för Cu i Sverige: KM=80 mg/kg; MKM=200 mg/kg La Calamine Loam (sandy loam) Peaty soil Zn, [mg/kg] PAF 50% = MKM PAF 75% = KM Uppmätt halt I fält Riktvärden för Zn i Wallonia: KM=230 mg/kg; MKM=320 mg/kg

15 Kostnad vs nytta Isotopspädningsteknik: ca 100 /prov (ca 1000 SEK) Sanering SEK/t Trygghet i beslut om åtgärdsbehov Undvikande av onödig sanering