Introduktion från starten till idag Jiri Marsalek, Canadian Center for Inland Waters

Transkript

1 Hantering av föroreningar i dagvatten Internationella erfarenheter och svenska utmaningar Seminarium arrangerad av IWA Sverige, Föreningen Vatten, Svenskt Vatten och Dag&Nät (Luleå tekniska universitet) november 2012 i Stockholm. Referat skrivet av Stina Adielsson, redaktör för Dagvattenguiden, Introduktion från starten till idag Jiri Marsalek, Canadian Center for Inland Waters Jiri började med att definiera dagvatten som ytavrinning från urbana områden och berättade om vattnets kretslopp och hur det förändras vid urbanisering. Den första publikationen om föroreningar i dagvatten kom 1964 enligt Jiri. Den har följts av många fler. På 80-talet gjordes ett stort miljöövervakningsprojekt där forskarna undersökte vilka föroreningar som fanns i dagvattnet i 29 amerikanska städer. På 90-talet började man sortera ut ämnen som kunde ha effekt på människors hälsa och på det akvatiska livet. Under 2000-talet tillkom forskning om mikroföroreningar och de många organiska ämnen som kommer från mänsklig påverkan. Jiri gav också exempel på studier av toxicitet för olika ämnen och jämförde med riktvärden för sediment. Föroreningar i dagvatten kommer från deposition, från ytor inom avrinningsområdet och från markanvändning. Jiri visade en figur (PP nummer 22) som pekade på att sedimentbelastningen på en recipient är som störst när ett område urbaniseras. När området väl är helt utbyggt, med mycket hårdgjord yta, minskar sedimentbelastningen. En akut toxisk påverkan på vattenlevande organismer orsakad av dagvattenföroreningar bedömde Jiri som aktuell endast inom några minuter efter ett utsläpp och att det i första hand är ett lokalt problem. När det gäller bakterier i dagvatten visar forskning att fåglar står för det största bidraget. En viktig faktor som Jiri lyfte fram var att minska källorna till föroreningar i dagvatten. Ett framgångsrikt exempel på det är när bly togs bort från bensinen. Här krävs modiga politiker och en ökad medvetenhet hos allmänheten. Som exempel på en källa som behöver minska nämnde Jiri klorid från saltning av vägar vintertid, men det är svårt att argumentera för minskad saltning när motståndarna hävdar att saltningen räddar liv i trafiken. I ett naturligt system som t.ex. en skog eller äng bildar några få procent av den totala nederbörden ytavrinning, medan i en tät stadsbebyggelse kan ytavrinningen utgöra 80-90% av nederbörden. För att efterlikna det naturliga systemet gäller det att skapa trög avledning av regnvattnet. Jiri framhöll att vi måste jobba med dagvattenlösningar som han klassade som low implact developments, förkortat LID. Inte helt olikt vårt svenska begrepp LOD (min personliga anmärkning). LID innebär ett landskapsbaserad synsätt på hållbar stadsutveckling som innefattar strategier för att behålla de naturliga systemens hydrologi och ekologi. Exempel på LID-åtgärder är gröna tak, infiltrationsytor, ovan- eller underjordiska magasin,

2 återanvända regnvatten, förbättra grundvattenbildningen, behålla vegetationen och undvika att ansluta hårdgjorda ytor till ledningssystemet. LID-åtgärder kräver skötsel och det kan finnas svårigheter med det speciellt om åtgärderna har utförts på privat tomtmark. Som komplement till LID-åtgärderna lyfte Jiri fram de konventionella metoderna; dagvattendammar, anlagda våtmarker och buffertzoner. Slutsatsen från föredraget var att dagvatten och föroreningar i dagvatten är viktiga faktorer att ta hänsyn till för att skydda miljön. Det behövs fortsatt forskning inom området. Jiri tycker att det är viktigt att fortsätta mäta föroreningar i dagvatten. Det är också viktigt att använda det han kallar best management practices inom källkontroll, LID-åtgärder och konventionella metoder. Vi behöver så snabbt som möjligt skaffa oss erfarenheter av hur olika LID-lösningar fungerar, säger Jiri. Dagvatten en komplex blandning Camilla Westerlund, Vattenmyndigheten Bottenvikens vattendistrikt Camilla inledde med att säga att variationer i tid och rum gör dagvatten till ett komplext område. Markanvändning, aktiviteter och val av material och produkter är viktiga faktorer som påverkar dagvattnet. Det finns även årstidsvariationer, t.ex. att metaller transporteras mycket bundet till partiklar under vintern och mer i löst form under sommaren. Camilla visade också på olika mönster för när under ett regntillfälle som de mesta föroreningarna kommer. Ett scenario är det så kallade first flush (smutspuls) som innebär att de mesta av föroreningarna kommer i början av regntillfället, man brukar säga att den första 20 procenten av volymen transporterar ungefär 80% av föroreningarna. Det är omdebatterat hur vanligt detta scenario verkligen är. Ett annat scenario är en jämn transport av föroreningar med regnvattnet och ett tredje scenario är en fördröjd transport så att det mest av föroreningarna kommer på slutet av regntillfället. Alla dessa variationer gör det svårt att provta dagvatten. Frågor att fundera igenom innan provtagningen är: var, när, hur och vad ska analyseras. Samma frågor kan man ställa sig om rening av föroreningar. Det är viktigt att reda ut vem som äger frågan tyckte Camilla och efterlyste en nationell samordning kring dagvattenfrågan. Miljörisker kopplade till dagvatten Lian Lundy, Middlesex University, UK I Storbritannien har myndigheterna jobbat mycket med den kvantitativa aspekten av dagvatten efter de omfattande översvämningar som inträffade år Nu finns både lagstiftning och rutiner för att inkludera dagvatten i planeringen. När det gäller kvantitet är utmaningen att hantera tillfällen med stora regnmängder som inträffar sällan. När det gäller kvaliteten på dagvatten handlar det mer om tillfällen med relativt lite regn, men som förekommer ofta. Lian visade exempel på olika gränsvärden och riktvärden som finns att tillgå, t.ex. vattendirektivets miljökvalitetsnormer (som inte gäller för dagvattnet i sig utan för recipienten).

3 Lian föreslog ett tankesätt i tre steg för att värdera risker med föroreningar i dagvatten. Steg ett: finns det en källa? Steg två: finns det en transportväg? Steg tre: finns det en mottagare? Vi tar bakterier som exempel. En källa till bakterier är felkopplingar med spillvattennätet, transportvägen finns genom dagvattenledningsnätet till en sjö. Sjön är mottagaren och i sjön badar och leker människor, som också räknas som mottagare. Om alla tre stegen är uppfyllda kan vi klassa problemet som en miljörisk att ta itu med. Tankesättet går att använda i olika skalor, både på nationell nivå och för ett specifikt avrinningsområde. Lian och hennes kollegor arbetar fram ett verktyg som bygger på ett rankingsystem. Verktyget ska användas som beslutsstöd för vilka ämnen i dagvatten man ska prioritera att jobba med och hur de ska åtgärdas. Verktyget bygger på att, på en skala från ett till fem, klassa: hur stor påverkan ett ämne kan förväntas ha, hur allvarliga konsekvenserna kan bli och sannolikheten för att det ska inträffa. I första hand ska man använda mätdata att grunda sin bedömning på, i andra hand får man göra en så kallad expertbedömning, d.v.s. gissa så gott man kan. Översikt över olika reningsmetoder. Vilka metoder lämpar sig var? Jiri Marsalek, Canadian Center for Inland Waters Jiri visade exempel på ett stort antal metoder, för närmare information om dem hänvisar jag till PP från hans presentation. Jag lyfter här fram några saker som jag uppfattade som viktiga i föredraget. En poäng som Jiri framhöll var att satsa på att utjämna flödet eftersom man då kan designa sitt system för lägre flöden, vilket blir billigare. Resultat från flera forskningsstudier visar att det är stor skillnad på hur mycket reduktion av föroreningar olika anläggningar ger. Olika ämnen reduceras olika mycket och en viss sorts anläggning ger olika mycket reduktion olika månader, olika år och olika för olika platser. Kort sagt är det svårt att veta hur mycket reduktion man ska förvänta sig vid byggnation av en viss anläggning på en viss plats. Ett annat problem som Jiri lyfte fram är att många anläggningar fungerar bra i början, eftersom de fungerar som sedimentfällor och därmed reducerar mycket av den partikelbundna transporten av föroreningar. Men efter ett tag finns så mycket sediment i anläggningen att det börjar transporteras ut igen och då blir dagvattenanläggningen en källa för föroreningar till recipienten. Eftersom det är stora variationer i hur olika dagvattenanläggningar fungerar, krävs mycket forskning för att dra generella slutsatser om hur det egentligen är bäst att bygga. Det är ett stort problem tycker Jiri. Det viktigaste för att få bra dagvattenrening är att satsa på underhåll av anläggningarna. De flesta anläggningar behöver inspekteras ett par gånger per år. Kostnaden för att ta bort sediment från dammar varierar mycket eftersom det beror på hur förorenat sedimentet är. Ett sediment som inte innehåller så mycket föroreningar kan kanske användas som fyllmaterial på lämplig plats, men ett starkt förorenat sediment kanske måste deponeras.

4 Dagvattenanläggningars långtidsfunktion Godecke Blecken, LTU Dag&Nät Godecke visade på fler stora undersökningar där det entydiga resultatet var att många dagvattenanläggningar, främst sådana som bygger på infiltration, inte fungerar. Bland problemen nämndes felaktigt utförande, för mycket erosion och sedimentation samt problem med igensättning. Godecke visade många bilder med dagvattenanläggningar där det var uppenbart att de inte fungerade och hans viktigaste poäng var att anläggningar måste underhållas. Han använde liknelsen att ingen bygger ett reningsverk och kastar bort nyckeln till det i förvissning om att det nu kommer att sköta sig självt. Forskarna vid Dag&Nät jobbar med några långtidsuppföljningar av dagvattenanläggningar. En avslutad undersökning av permeabel asfalt visade att om asfalten underhålls så har den potential att fungera under många år. Mer om den undersökningen finns på dagvattenguidens hemsida. En våtmark och en infiltrationsanläggning i Växjö ska undersökas 18 år efter etableringen. Drift och underhåll av dagvattensystem Kristin Karlsson, Örebro kommun Kristin visade bilder och berättade om sedimentborttagning ur en dagvattendamm. Vattenytan sänktes och sedimenten lyftes upp med grävskopa. Planen var att placera sedimentet intill dammen, men p.g.a. den höga vattenhalten rann sedimenten tillbaka ner i dammen. Lösningen blev att lasta sedimentet direkt på lastbilar och frakta bort. Det blev en kostsam lösning då bara en liten mängd sediment kunde lastas på varje lastbil eftersom marken runt dammen annars fått stora körskador. Kristin påpekade att det också är viktigt att ta hand om vattenfasen (som avvattnas från sedimenten) när man ska tömma en damm. Örebro kommun har 20 våta dammar och 3 utjämningsmagasin. Den första dammen byggdes 1993 och den har inte underhållits alls sedan dess. Nu har kommunen tagit fram en skötselplan för samtliga dammar. Förra året rensades en stor kulvert från sediment och i år var det tänkt att en dagvattendamm skulle rensas. Det blöta vädret har dock satt stopp för det eftersom marken inte kunde bära de tunga maskinerna. Så hanteras dagvatten från trafikerade ytor internationella exempel Magnus Billberger, Trafikverket Dagvatten innebär många utmaningar för väghållaren och det finns en praxis i Sverige för hur man ska hantera vägdagvatten som Magnus inte tycker är bra. Ett exempel är att användning av den rationella metoden (förenklad beräkningsmodell för vattentransport) ibland leder till absurda överskattningar av flöden. Det i sin tur leder till att det byggs dagvattendammar som

5 är helt torrlagda, året om. Magnus påstår att många anläggningar för rening av trafikdagvatten inte fungerar. Han har tittat mycket på hur andra europeiska länder jobbar med trafikdagvatten. I Frankrike är ett viktigt syfte med dammar som tar hand om trafikdagvatten att samla upp dagvatten vid en olycka. Vid alla sådana anläggningar finns tydliga instruktionstavlor som bl.a. visar hur utloppet ska stängas om olyckan är framme. Det finns även permanent bemannade dagvattenanläggningar. Magnus tycker att det är mycket viktigt att tänka på punktutsläpp, speciellt när vägar går genom vattenskyddsområden. I Tyskland har den ansvariga väghållarmyndigheten kommit fram till att den bästa reningsmetoden för vägdagvatten är infiltration i vägslänten. Även de luftburna föroreningarna kan fångas upp i vägslänten och dessa föroreningar är väl så viktiga som de som transporteras med dagvattnet, menar Magnus. I Schweiz finns en modell för hur man bedömer risken för föroreningar från vägdagvatten. Modellen innebär att ett antal frågor ska besvaras och ju större risk för påverkan, desto djupare utredning får man göra. Det här angreppssättet ger en platsspecifik bedömning av påverkan som Magnus tror är viktig för att nå fram till ett bra resultat. I Norge satsas en del forskningspengar på vägdagvatten och Sverige och Danmark har inbjudits till ett sammarbete inom det området. En viktig slutsats från norska studier är att det behövs reningsanläggningar som inte bara avskiljer de största partiklarna, utan även de mindre. Vi behöver ta reda på vilka som är de biologiskt belastande föroreningarna och hur vi ska få bort dem, säger Magnus. Han menar att det är viktigt att jobba med behovsprövningar. Idag tittar man mest på hur mycket trafik det är och om det finns förbindelse med recipienten. Det räcker inte, man måste också göra kvalificerade recipientbedömningar för att styra åtgärderna. Dag 2 omfattade presentationer av doktorandprojekt vid Luleå Tekniska Universitet, Dag&Nät Bakterier i dagvatten Helena Galfi, LTU Projektet går ut på att undersöka innehåll och variationer i tid och rum av bakterier i dagvatten. Syftet är att få fram schablonvärden för dagvatten. Helen jobbar med mätningar av dagvatten från flera områden i Östersund och följer olika regntillfällen. Resultatet visar hittills att störst mängd suspenderat material (TSS) transporteras från områden med mycket centrumbebyggelse, medan koliforma bakterier transporteras mest från grönområden med stort inslag av naturmark. Dagvatten från de olika områdena visar också skillnader i tidpunkt för när de högsta halterna inträffar: I grönområdet är transporten av TSS störst i början av ett regntillfälle. Mätningarna från centrumområden ger stora skillnader mellan olika

6 regntillfällen, ibland kommer det högst halter TSS i början och ibland senare. Helen har uppmätt högre halter bakterier i grönområden och centrumområden än i bostadsområden. Hon konstaterar att det är många faktorer som påverkar och kommer att fortsätta utvärderingen av data med att göra korrelationsanalyser och modellering. Dagvattenanläggningars långtidsfunktion Ahmed Al-Rubaei, LTU Ahmed har jobbat med en undersökning av permeabel asfalt, mer om den finns på dagvattenguidens hemsida. Ahmed berättade om ett funktionstest av 11 infiltrationsanläggningar i Växjö. Anläggningarna är mellan ett och 14 år gamla. Ahmed har mätt infiltrationskapaciteten i dessa anläggningar och kommit fram till att den varierar, han kommer att fortsätta analysera resultatet. Han har även mätt metallinnehållet i några av filtermaterialen och det visade högst koncentrationer av zink och lägre koncentrationer av bly och koppar. Kadmium påträffades inte alls i filtermaterialet. Slutsatsen är att de faktorer som påverkar infiltrationen är typ av fyllningsmaterialet samt ålder och konstruktion på anläggningen. Dagvattenkvalitet i framtidens klimat Matthias Borris, LTU I framtiden får vi räkna med förändringar av många slag. Nya källor till föroreningar i dagvatten kan tillkomma och fördelningen mellan källor kan ändras. Anpassningsstrategierna kan ändras och likaså klimatet. Det kanske blir mer människor, fler städer och mer bilar. Eller så ökar bränslepriset så att det blir färre bilar trots att det blir fler människor. Kanske får vi mer grön infrastruktur som minskar påverkan på dagvatten. Klimatet kan ändras så att både temperatur och nederbörd påverkas. Matthias använder en global hydrologisk modell för att simulera vad som händer med halten suspenderat material (TSS) om t.ex. nederbörden ökar. Resultaten visar att transport av suspenderat material ökar mest vid medelintensiva regn, 8-10mm/h under max 60 minuter. Vid riktigt kraftiga regn blir det inte så stora skillnader i föroreningsinnehåll eftersom föroreningarna späds ut. Matthias kommer fortsätta simulera hur klimatförändringarna kan påverka dagvattnet. Vattenavledning för en säker bebyggd miljö Shahab Moghadas, LTU Shahab framhöll att vi behöver dimensionera dagvattnets ledningssystem för både regn och snö, eftersom de volymer som bildas vid snösmältning är viktiga. Syftet med Shahabs projekt är att göra en känslighetsanalys på indata till en snösmältningsmodell. Med andra ord; att

7 undersöka vilka av de parametrar som man matar in i modellen reagerar modellen starkast på. De indata/parametrar som han testat är nederbörd, vind, temperatur, solinstrålning och relativ luftfuktighet. Shahab har kört modellen med en viss procentuell förändring av indata och utvärderat hur de påverkar maxflödet och tidpunkten för maxflöde. Han har kommit fram till att solstrålning och relativ luftfuktighet är de två känsligaste/viktigaste parametrarna. Regn var den minst känsliga parametern, men han påpekar också att när det regnar påverkas luftfuktigheten och den i sin tur är viktig i modellen. Shahab kommer fortsätta sitt arbete med att försöka förbättra modellen och förhoppningsvis använda den för klimatsimuleringar. Biofilter för dagvattenbehandling Godecke Blecken, LTU, presenterade delvis Laila SØbergs arbete Biofilter är namnet på en anläggning för att hantera dagvatten, ett vanligare begrepp är rain garden. Vad det handlar om är ett växtbevuxet infiltrationsdike. Ett biofilter ger fördröjning genom tillfällig magasinering av dagvatten. Det ger även rening genom kemiska, biologiska och mekaniska processer i filtermaterialet och i växterna/rötterna. Biofilter fungerar bra för fosforrening, men inte så bra för kväverening. Det beror på att kväverening (denitrifikation) kräver syrefria förhållanden. Om man bygger biofiltret med ett vattenlås kan man skapa syrefria förhållanden i en del av biofiltret och på det sättet förbättra kvävereningen. Det är ovanligt med biofilter i Sverige, hävdar Godecke, och därför finns det heller inte så mycket erfarenheter. Några av problemen är dålig infiltration på vintern, dålig rening vid kalla temperaturer (läs: på vintern), dålig kunskap om växtarter som passar för svenska för hållanden och hur biofiltren klarar vinterdagvatten som kan innehålla mycket salt och mer lösta metaller. För att biofiltret ska klara vintern bättre kan man öka kapaciteten genom att använda grövre filtermaterial. Det gör att vattnet rinner lite snabbare genom filtret och det minskar risken för att vatten finns stående i filtret när det fryser, vilket i sin tur minskar risken för igensättning. En snabbare vattentransport genom filtret påverkar reningen negativt, men inte i så stor utsträckning. Forskarna har undersökt hur kalla temperaturer påverkar reningen och kommit fram till att rening av metaller och TSS inte påverkas av temperaturen. Däremot minskar reningen av fosfor och kväve. Nu återstår att undersöka vilka växter som passar, de ska tåla både torka och översvämning. Forskarna ska också göra försök med saltpåverkan. Godecke berättar att de söker sammarbete med någon kommun för att testa biofilter i verklig skala. Hittills har försöken gjorts på en meter höga labbfilterkolonner.

8 Dagvattensystem - ansvar och planering Richard Newman, LTU, presenterade delvis Annicka Cettners arbete Richard lyfte fram några olika problem kopplade till dagvatten. Olika intressen kan dominera i planeringsprocessen och alla blir inte lyssnade på, det kan leda till alltför ensidiga lösningar. Det är viktigt att balansera de olika rösterna i processen och se till att makten inte bara ligger hos dem med högst röster. Dagvatten kan komma in för sent i planeringen. En anledning till att processer inte fungerar bra kan vara att politikerna inte vill ta risker. Det är viktigt för politiker att visa sig handlingskraftiga och på så sätt hitta lösningar för att möte en framtida fara. Det kan också finnas en rädsla hos t.ex. konsulter att inte verka professionella om de föreslår en obeprövad metod. Richard lyfte också fram ett problem med att tillämpa bästa tillgängliga teknik (best management practice, förkortas ofta BMP) nämligen att man kan fastna i en dålig spiral: Vi har ingen erfarenhet, därför kan vi inte göra något, därför får vi ingen erfarenhet, därför kan vi inte göra något osv. Här är det bråttom att börja göra något för att komma ur spiralen, tyckte Richard. En motsättning som Richard lyfte fram är att vi vill bygga upp system med principer att jobba efter i alla lägen, men en långsiktigt hållbar lösning kräver ofta flexibilitet. Han exemplifierade genom att berättade om stora infrastruktursatsningar i Australien som följde efter den värsta torkan i historien. Politikerna valde att satsat på storskalig beprövad, men oflexibel, teknik. När behovet egentligen var småskalig, flexibel teknik. Ovidkommande vatten i ledningsnätet Oleksandr Panasiuk, LTU I sitt doktorandprojekt ska Oleksandr försöka hitta bra metoder för att spåra ovidkommande vatten, d.v.s. avloppsvatten som läcker in i dagvattennätet. Idag finns i huvudsak tre metoder för att spåra ovidkommande vatten och de har alla stora nackdelar. En metod är att analysera indikatorbakterier. Det fungerar bra om man befinner sig nära källan och det finns många olika bakterier att titta på. Nackdelen är att det tar lång tid att analysera och att det går att säga om bakterierna kommer från människor eller djur. En annan metod är att titta på föroreningar som man vet kommer från människan, t.ex. kaffe. Fördelen är att man då vet att det kommer från människor. Nackdelen är att analyserna är komplicerade och dyra och att man måste leta efter mycket låga koncentrationer. En tredje metod är att mäta temperaturen på dagvattnet t.ex. genom att installera temperaturgivare i ledningssystemet. Det ger en hög upplösning, men är dyrt i startskedet. Oleksandr tittar nu på resultat av vattenanalyser från reningsverk och jämför med mätningar på dagvatten. Idéen är att, med hjälp av statistik, hitta skillnader i mätvärden. Utifrån resultaten ska han sedan utveckla en metod för att spåra ovidkommande vatten och även utvärdera metoden.