Verktyg för att bestämma polycykliska aromatiska föreningars tillgänglighet och mobilitet. Anja Enell

Transkript

1 Verktyg för att bestämma polycykliska aromatiska föreningars tillgänglighet och mobilitet Anja Enell

2 PACs = Polycyclic aromatic compounds Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) Syre-innehållande PAHs (xy-pahs) 1-Indanone 1-Acenaphthenone 9-Fluorenone CH 3 Anthracene-9,10-dione 2-Methylanthracenedione 4H-Cyclopenta[def]phenanthrenone Benzo[a]fluorenone 7H-Benz[de]anthracen-7-one Kväve-innehållande PACs (N-PACs) Benz[a]anthracene-7,12-dione N N N N Quinoline Naphthacene-5,12-dione 6H-Benzo[cd]pyren-6-one Benzo[h]quinoline Acridine Carbazole Kemikalier i fokus,

3 Fördelning av PAH i ett markvattensystem Kemikalier i fokus,

4 Fördelning av PAH i ett markvattensystem Enbart en mindre andel är tillgänglig Kemikalier i fokus,

5 Fördelning av polära PACs i ett markvattensystem Kemikalier i fokus,

6 Fördelning av polära PACs i ett markvattensystem En större andel är tillgänglig Kemikalier i fokus,

7 Fördelningskonstanter C W =konc i vattnet C S C W C S =konc i jorden Kemikalier i fokus,

8 Fördelningskonstanter K d = C s /C w C S K TC = K d / f TC K d C W C S C W K TC = the organic carbon normalized partitioning coefficient f TC = the mass fraction of total organic carbon Kemikalier i fokus,

9 Laktester platsspecifika K d -värden platsspecifika riktvärden Kemikalier i fokus,

10 Analyser - Verktyg Totalkoncentration i jorden, C soil Innehåll av totalt organiskt kol, TC Porvattenkoncentration, C pw Laktest Passiv provtagare Kemikalier i fokus,

11 Jämvikt Luftflöde LUFT Jordpartiklar mättad zon rganiskt kol kol Black carbon BCF Lip Nedbrytning K SC K TC K BC K P Porvatten C W MPassiv- provtagare K PC K DC DC Advektion dispersion Laktest Porluft H Advektion dispersion Grundvattenflöde Grundvatten Kemikalier i fokus,

12 Laktest: ER-H The ER-H method: chemical Equilibrium Recirculation column test for Hydrophobic organic compounds Ca 0,5kg jord vatten (+CaCl 2 och NaN 3 ) Återcirkulation av vatten i 7 dagar Vatten som ska analyseras samlas i en reservoar (ingen filtrering) C pw = fritt löst + bundet till kolloider och DC Kemikalier i fokus,

13 Laktest: ER-H Kemikalier i fokus,

14 Jämvikt LUFT Jordpartiklar Porvatten Porluft mättad zon rganiskt kol kol Black carbon BCF Lip K SC K TC K BC K PM C W K PC K DC DC K P Passivprovtagare Passiv- M provtagare H Grundvattenflöde Grundvatten Kemikalier i fokus,

15 PM = polyoxymetylen Passiv provtagare: PM PM-metoden: a) blanda: 10 g jord + PM strip + 35 ml CaCl2 + NaN3 (biocid). b) Skaka i 28 dagar c) Extraktion av PM d) C pw = C pom / K pom Mäter den fritt lösta fraktionen av C pw där K pom = PM fördelningskoefficienten Kemikalier i fokus,

16 Passiv provtagare: PM Kemikalier i fokus,

17 Beräkning av fördelningskoefficienter Litteraturvärden erhållna från oktanol-vattenfördelning tex: log K TC = 0.98*logK W Ett alternativ är Raoult s Law Coal Tar-model : K TC =(S L * MW TC ) -1 REF: Arp, H.P.H., Lundstedt, S., Josefsson, S., Cornelissen, G., Enell, A., Allard, A.S., Berggren Kleja, D.: Native xy-pahs, N-PACs, and PAHs in Historically Contaminated Soils from Sweden, Belgium, and France: Their Soil-Porewater Partitioning Behavior, Bioaccumulation in Enchytraeus crypticus, and Bioavailability. Environmental Science & Technology, 2014, vol 48, no 19, pp Kemikalier i fokus,

18 Resultat log K TC om vi använder PM om vi använder ER-H Measured log K TC (Using PM) log K TC (soil and PM measurements) vs. Raoult's Law Prediction PAH - and N- PAH 1:1 line Measured log K TC (Using ER-H) log K TC (soil and ER-H measurements) vs. Raoult's Law Prediction PAH - and N- PAH 1:1 line Predicted log K TC Predicted log K TC Kemikalier i fokus,

19 Resultat biotillgänglighet Biouptake experiments with Enchytraeus crypticus (4 weeks exposure) Bio-uptake experiments performed by Swedish Environmental Research Institute (IVL). (Arp et al., 2014) Kemikalier i fokus,

20 Slutsatser Våra resultat visar tydligt att den partikelbundna fraktionen kan leda till missvisande resultat då laktestet används för K TC -beräkningar. Jordpartiklar LUFT Porvatten Porluft Fördelen med PM är att endast den fritt lösta koncentrationen mäts. Men laktestet kanske ändå ger en god uppskattning av den koncentration som finns tillgänglig för transport (summan av fritt löst + bundet till DC+ bundet till PC) mättad zon rganiskt kol kol Blac k carbo n Grundvattenflöde BCF Lip K SC K TC K BC K PM Passiv-provtagare K PC C W Laktest K DC Grundvatten DC =? H Kemikalier i fokus,

21 Tips på rapporter om laktester och passiva provtagare Föroreningsspridning tillämpning och utvärdering av metoder IBRACS final report (Integrating Bioavailability in Risk Assessment of Contaminated Soils: opportunities and feasibilities) Berggren Kleja et al Kommer att publiceras inom kort på Artiklar om passiva provtagare och PACs Rapport 5834, 5862 & 5863 Elert et al Laktest för organiska föroreningar Josefsson, S., Arp, H.P.H., Berggren Kleja, D., Enell, A., Lundstedt, S: Determination of polyoxymethylene (PM) water partition coefficients for oxy-pahs and PAHs. Chemosphere, 2015, vol 119, pp Arp, H.P.H., Lundstedt, S., Josefsson, S., Cornelissen, G., Enell, A., Allard, A.S., Berggren Kleja, D.: Native xy-pahs, N-PACs, and PAHs in Historically Contaminated Soils from Sweden, Belgium, and France: Their Soil-Porewater Partitioning Behavior, Bioaccumulation in Enchytraeus crypticus, and Bioavailability. Environmental Science & Technology, 2014, vol 48, no 19, pp Varia 595 Enell et al 2009 Kemikalier i fokus,