XRF som verktyg vid undersökning av förorenade båtuppläggningsplatser

Transkript

1 XRF som verktyg vid undersökning av förorenade båtuppläggningsplatser - mätningar på mark och båtskrov Maria Lagerström Institutionen för miljövetenskap och analytisk kemi (ACES)

2 Upplägg 1. Bakgrund Bottenmålning Föroreningssituationen på båtuppläggningsplatser för fritidsbåtar 2. XRF-tekniken 3. Undersökning av 2 båtuppläggningsplatser (Cu, Zn) Båtuppläggningsplatserna, bakgrund Mätning på båtskrov Mätning på mark

3 1. Bakgrund

4 Bottenmålning Varför bottenmåla? Förhindra påväxt av alger och andra organismer på båtbotten Påväxt leder till högre bränsleförbrukning och lägre hastighet Designade för att vara giftiga Dagens färger innehåller höga halter Cu och Zn. Gamla färger innehöll hormonstörande ämnet TBT (tributyltenn) och kan finnas kvar som underliggande lager.

5 Båtägarnas val av båtbottenfärg Enkätundersökning för säsongen 2012: 1879 båtägare på 14 lokaler 1/3 av båtägarna på ostkusten målar med en färg som inte är godkänd för deras båt eller deras vatten 10% av båtägarna på västkusten målar med fartygsfärg Rapport till Västra Götalands län, 2014 Bland borstvättar och fartygsfärger en studie av fritidsbåtsägares attityder till och användning av olika antifoulingtekniker

6 Färgavskrap på marken Färgavskrap i samband med underhåll samlas sällan upp Metaller lakar ut från färgflagorna på marken Markundersökningar vid färre än 2% av alla båtuppläggningsplatser i Sverige (Eklund&Eklund, 2014) Foto: M. Elfström Mätningarna visar att det är vanligt med metallhalter >> MKM

7 Färgavskrap på marken (forts) Inte bara ett problem i Sverige Dansk miljörapport från 2003 Vid skrapning av en båt på 30 fot (ca 9 m) avlägsnas i snitt: 3,5kg material vid bortskrapning av översta färglagret 10kg material vid bortskrapning ner till primern Foto: B. Eklund Det bortskrapade materialet hade i snitt en kopparhalt på 22%! Miljøstyrelsen 2003, miljøprojekt Nr. 772 Afvaskning og afslibning af biocidholdig bundmaling I forbindelse med vedligeholdelse af lystbåde på land

8 Slutsatser Marken: Användning av giftiga båtbottenfärger leder till förorening av båtuppläggningsplatserna Mätningar endast vid ett fåtal av alla båtuppläggningsplatser i Sverige Båtarna: Många båtägare målar med förbjuden färg Gamla lager TBT-färger läcker fortfarande gifter till miljön Ingen möjlighet till kontroll

9 2. XRF-tekniken

10 FPXRF Field Portable X-ray Fluorescence Handhållen XRF-apparat Screening-verktyg Används för mätning av metaller såsom Cu, Zn, Pb, Sn, As, Mätning av tenn (Sn) kan vara indikation på TBT. Resultat i realtid Korta analystider Låg kostnad jämfört med kemiska analyser

11 XRF fluorescensteknologi X-ray tube Detector K Shell L Shell

12 Ett instrument, flera applikationer Applikation Analystid Mätning direkt i fält Båtskrov 30 sek Ja Jord 2 min Ja

13 3. Undersökning av 2 båtuppläggningsplatser Maria Lagerström, Matz Norling, Britta Eklund

14 Två båtuppläggningsplatser vid Mälaren Flottvik (Sigtuna & Märsta BK) Rosersbergs BK

15 Rosersbergs BK Ca 3700 m 2 Verksam i 50 år Varvet rymmer ca 50 båtar

16 Flottvik (Märsta BK & Sigtuna BK) Ca m 2 Platsen rymmer ca 400 båtar Verksam i 5-50 år

17 Gradvis utbyggnad av Flottviksvarvet Originalvarvet Efter utbyggnad (Märsta BK) Olika delar har olika ålder

18 Båtskrov Flottvik Märsta båtklubb, MBK 59 båtar Sigtuna båtklubb, SBK båtar Koppar (Cu) Zink (Zn) Andel båtar (%) MBK Cu SBK Cu Andel båtar (%) MBK Zn SBK Zn < >10000 µg/cm 2 0 < >10000 µg/cm 2 Tenn (Sn) Bly (Pb) Andel båtar (%) MBK Sn SBK Sn Andel båtar (%) MBK Pb SBK Pb 0 < >10000 µg/cm2 0 < >10000 µg/cm 2

19 Slutsatser båtskrov De två båtklubbarna har likartade halter på båtskroven Endast en liten andel (10-20%) av båtarna är omålade trots förbud sedan 1992 De flesta båtar har höga halter Cu och Zn Ca 20% av båtarna har tennhalter över 100µg/cm 2 kan vara indikation på gamla lager med TBT-färg

20 Mätning på mark (Flottvik & Rosersbergs BK) Mätningsstrategi Systematisk slumpmässig provtagning: Ca mätningar per plats (1 dags arbete) Insamling av prov vid minst 10% av mätpunkterna för kemisk bekräftelseanalys

21 Bekräftelseanalys 2 frågeställningar: 1. Hur tillförlitliga är XRF:ens mätningar? Mäter vi korrekt? 2. Hur representativa är de? Mätpunkterna i fält endast 6mm 2 medan de insamlade ytproverna har en yta på ca 10x10cm. Kemisk analys Uppslutning i syra och analys på ICP-OES (SS , 7M HNO3 125 C i autoklav, 30 min) XRF mätning på labb Siktade prover (<2mm) Frystorkade och malda Mätning i zippåsar XRF - mätning i fält Större stenar, vegetation avlägsnas Tillplattning av marken Mätning direkt på marken

22 Mäter vi korrekt? (exempel: Cu) Kemisk analys XRF på labb Mycket god tillförlitlighet! Statistiskt fastställd korrelation Lutning: 1.00

23 Är mätpunkterna representativa för ett insamlat prov? (exempel: Cu) Kemisk analys XRF i fält Källor till skiljaktigheter: Mätpunkterna i fält är endast 6mm 2 medan den kemiska analysen görs på ett insamlat prov på ca 100mL Ojämn markyta Olika kornstorlekar Färgflagor ojämnt utspridda Fukt i marken Lutning: 1.09 God representativitet!

24 Rosersbergs BK (Cu) Gränsvärden KM 80 mg/kg MKM 200 Hälften av mätpunkterna överstiger gränsvärdet för MKM 25% av punkterna ligger över 800mg/kg Högsta mätpunkten: mg/kg Höga värden hittas till störst del där båtar förvaras och underhålls Lägre värden i gångar och transportsträckor

25 Rosersbergs BK (Zn) Gränsvärden mg/kg KM 250 MKM 500 Hälften av mätpunkterna överstiger gränsvärdet för MKM 25% av punkterna ligger över 2000mg/kg Högsta mätpunkten: mg/kg

26 Flottvik (Cu) 5 år 9 år 50 år

27 Flottvik (Zn) 5 år 9 år 50 år

28 Föroreningsnivån kopplad till verksamhetens ålder? Medelvärde för respektive område: MKM MKM Ju tidigare åtgärder desto bättre!

29 Slutsatser markmätningar Varierande halter Höga halter av både Cu och Zn återfinns Halterna är kopplade till aktiviteterna på båtuppläggningsplatsen högre halter där båtarna förvaras och underhålls Halterna är kopplade till verksamhetens ålder

30 Regler för insjöar sedan 1992 För båtar med huvudsaklig förtöjningsplats i Bottenviken och i insjöar finns det inga godkända båtbottenfärger. I dessa vatten får man bara använda sådana färger som inte kräver godkännande

31 Tack för att ni lyssnade! Frågor?

32 Båtskrov Flottvik och Västerås Cu Zn Andel båtar (%) MBK Cu SBK Cu Västerås Cu Andel båtar (%) MBK Zn SBK Zn Västerås Zn µg/cm 2 µg/cm 2 Sn Pb Andel båtar (%) MBK Sn SBK Sn Västerås Sn Andel båtar (%) MBK Pb SBK Pb Västerås Pb µg/cm 2 µg/cm 2

33 Fördelning av metaller på båtskrov, Lögarängen, Västerås (197 båtar) Procent, % Koppar (Cu) < > Procent, % Bly (Pb) < > Procent, % Zink (Zn) Procent, % Tenn (Sn) < > < > 1000 ACES, Institutionen för tillämpad miljövetenskap

34 Stora variationer mellan båtarna Exempel på sammansättning hos olika båtar, mätvärden i µg/cm 2 Koppar Zink Tenn Bly ,5 4, ,3 5, , , Vi tycker det vore bra att ha ETT värde som kan visa farlighetsstatusen hos båtskrovet ACES, Institutionen för tillämpad miljövetenskap

35 Viktning av metallerna baserat på värdena för känslig markanvändning, KM Metall KM värde mg/kg TS Viktnings koefficient Koppar (Cu) 80 0,048 Zn (Zn) 250 0,015 Tenn (Sn) 1* 1,905# Bly (Pb) 50 0,076 * Har använt finskt riktvärde. # Antar att 50 % av tennet är i organisk form ACES, Institutionen för tillämpad miljövetenskap

36 Sammanlagd viktad farlighet (Cu, Zn, Sn, Pb) (197 båtar) Var ska gränserna för rött, gult och grönt sättas? Vi vill ha samarbete med myndigheter och båtorganisationer med att ta fram en modell för certifiering av båtar ITM, Institutionen för tillämpad miljövetenskap

37 Slutsatser Det finns en stor spridning bland mängden farliga metaller bland båtarna Den kalibrerade XRF-modellen för båtskrovsmätning fungerar bra för att mäta halten metaller i färgen på båtskrov Det vore bra om vi tillsammans med myndigheter kan enas om ett viktningssystem för de element som lätt kan påvisas med XRF-tekniken för att ta fram en certifieringsmodell för båtskrov ACES, Institutionen för tillämpad miljövetenskap