Platsspecifik ekologisk riskbedömning

Transkript

1 Platsspecifik ekologisk riskbedömning Dan Berggren Kleja m fl. SGI & SLU Kontakt: dan.berggren.kleja@swedgeo.se

2 Bakgrund och metodöversikt Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

3 Vad skall skyddas? Markens ekosystem ska ha förmåga att utföra de funktioner som förväntas inom ramen för den tänkta markanvändningen (t ex nedbrytning av organiskt material och cirkulation av kväve och fosfor) (NV Rapport 5977) Men denna förmåga beror på två faktorer: Markens innehåll av föroreningar (toxicitet) Markens potentiella kvalitet (textur, organisk halt, näringsinnehåll, ph etc.) Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

4 Föroreningseffekt kan bestämmas med Triad-metodiken Triad-metoden bygger på en sammanvägning av resultaten från tre undersökningslinjer: kemiska mätningar, ekologiska undersökningar och toxikologiska tester. Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

5 Varför Triad-metodiken? Genom en sammanvägning av tre oberoende undersökningsled, tillförlitligare riskbedömning Rekommenderades inom Hållbar sanering (Gielek m fl. 2009, NV Rapport 5928) Är en officiellt rekommenderad metodik i andra länder, t ex Nederländerna Finns som ISO-standard (19204:2017) Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

6 Principen för Triad-metodiken bygger på skalning Tre undersökningslinjer som alla skalas mellan 0 och 1: Kemimätning som skalas mot riktvärden (totalkoncentrationer eller biotillgängliga koncentrationer ) Toxikologiska tester med jord från lokalen (jämför med referensprov) Ekologiska undersökningar (jämför med referensprov) I och med referenskorrigering, ren toxisk effekt undersöks Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

7 Hur välja referensprover i de biologiska undersökningsleden? Samma potentiella markkvalitet men utan toxiska föroreningar ISO-standard (19204:2017) ger endast allmän vägledning Inom Applicera utvecklades ett multikriterieverktyg (SF-Box) för att identifiera markprover med samma potentiella markkvalitet baserat på: textur, ph, halt organiskt kol, kväve och fosfat Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

8 Potentiell markkvalitet kan bestämmas med SF-Box CM Clay Silt Texture 0-1 In Sand OM/OC AW AW_Score OC_Score Ut N ph C/N N_Score ph_score Index Class P P_Score CM innehåll av grovt material (>2 mm), OM organiskt material, OC organiskt kol, N totalkväve, P tillgänglig fosfat, AW tillgängligt vatten, C/N kol/kväve-kvot. AW_Score, OC_Score, N_Score, ph_score och P_Score är beräknade värden för tillgängligt vatten, organiskt kol, kvävestatus, ph, och tillgänglig fosfat. Volchko, Y. et al. (2018) The Updated Version of SF Box: A method for soil quality classification as a basis for applicable site-specific Seminarium Tillämpad environmental riskbedömning, assessment Göteborg of 15 contaminated maj 2019 soils. Technical 8Note. Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden.

9 Triad-metoden Kemiska mätningar - toxisk potential (TP) och val av referensprover Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

10 Vad är toxisk potential? En metod som kan användas för att uppskatta den toxiska effekten hos blandföroreningar TP för ett ämne β motsvarar riktningskoefficienten i SSD-funktionen som ligger till grund för riktvärdet, normalt ca 0,4 Beräkningen innebär både en skalning av koncentrationen relativt ett valt riktvärde, men också en normalisering till en skala mellan 0 och 1. Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

11 Vad är toxisk potential? Om ämnen med olika toxiska mekanismer skall adderas antas responsadditionsprincipen gälla TTTT tttttt = 1 ((1 TTTT PAH ) (1 TTTT Cu ) (1 TTTT PPPP ) (1 TTTT ZZZZ )) TP tot har ett värde mellan 0 och 1 Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

12 Ta gärna hänsyn till biotillgängligheten De riktvärden som gäller för skydd av markmiljön är baserade på toxikologiska data som tagits fram genom att spika naturliga jordar med förorening. All förorening är biotillgänglig och lösligheten därför normalt högre än i jord från förorenade områden. Konservativa riktvärden som tenderar att överskatta risken för markorganismerna. Biotillgängligheten varierar mellan och inom försökslokaler, måste bestämmas platsspecifikt. Se för metodik för tungmetaller och PAH. Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

13 Exempel från Fönsterfabriken, Sundsvall Potentiell markkvalitet Potentiell toxisk effekt (toxisk potential) Biologiska mätningar på förorenade prover skalas mot mätningar på referensprover med låg toxisk potential (<0,25) inom varje markkvalitetsklass Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

14 Triad-metoden Förslag på platsspecifik metodik för ekologisk riskbedömning (Applicera) Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

15 Föreslagen metodik Potentiell markkvalitet Effekt av föroreningar SF-Box Toxisk potential (TP) sammanlagd toxisk effekt (respons additiv) Gruppera provpunkter i markklasser Identifiera prover med låg TP och använd dessa som referensprover för respektive markklass Skala ekologi- och toxikologileden genom att jämföra mätningar på förorenade prover med mätningar på referensprover Beräkna ett sammanlagt Triad-riskvärde (0-1) Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

16 Triad-metoden Slutresultatet ett integrerat riskvärde baserat på de tre undersökningslinjerna Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

17 Ett exempel på en Triad-matris Rutgers & Jensen (2011) Site-Specific Ecological Risk Assessment. In: Dealing with Contaminated Sites (Swartjes, F. (ed.). Springer Science+Business Media B.V. Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

18 Tillämpning av riskbedömningsmetodiken på Fönsterfabriken, Sundsvall Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

19 Sågverk (doppning), Fönsterfabrik mm PAH, metaller, andra org föroreningar Huvudstudie indikerade skydd av markmiljön som styrande (MKM-område) Uppskattad saneringskostnad Mkr Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

20 Provtagningsstrategi Provtagning 50 punkter Dela in området utifrån PAH-halter i tidigare undersökningar Tätare provtagning där högre PAHhalter förväntades Provtagning rutor cm till 20 cm djup Provtagning cm, för analys av PAH och metaller Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

21 systematisk slumpmässig provtagningsstrategi Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

22 Provtagning september 2017 Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

23 Analyser och mätningar Markkvalitetsparametrar (SF-Box) - Marktextur, kväve- och fosfathalt, ph, och halt organiskt kol Kemiska undersökningar (Toxisk potential) - Totalkoncentrationer av 16 olika PAH - Totalkoncentrationer av metaller - Koncentrationer av PAH i porvatten (POM-metoden) Ekologiska undersökningar (0-20 cm) - Daggmaskar (makrofauna); antal och arter, upptag av PAH i fettvävnad - Hoppstjärtar (mesofauna); antal och arter - Nematoder (mikrofauna); antal och arter - Kväveomsättning; DNA-baserad bestämning av enzymsystem i nyckelprocesser - Kolmineralisering; Nedbrytning av olika tillsatta substrat med MicroResp TM -metoden Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

24 Riskbilden baserad på totalhalter PAH-H i jord (0-20 cm) >MKM Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

25 Riskbilden baserad på totalhalter Pb i jord (0-20 cm) >MKM Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

26 Resultat av kemiledet i Triad-ansatsen baserade på biotillgängliga halter (IRV-Kemi) Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

27 Stark bindning av PAH:er i jorden K OC = C org /C pw, där C org = konc i mg per kg organiskt C, och C pw = konc i porvattnet i mg per liter Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

28 Stark bindning av metaller i jorden Biotillgänglighetskorrigerade HC50-värden (50 % av arter skyddas) beräknade för varje provpunkt med Soil PNEC calculator och justerade med hänsyn till ph, lerhalt och halt organiskt kol. Metall Platsspecifika HC50- värden, minsta största (mg/kg) Antagen bakgrundshalt (mg/kg) NV MKM (mg/kg) Pb Cu Zn Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

29 Resultat av ekologiledet i Triad-ansatsen (IRV-Ekologi) Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

30 Resultat av sammanvägning av kemi- och ekologileden (Diad) Slutsatser: Möjligen en risk för markekosystemet i en mindre del av H-området. Gör om riskbedömningen med avseende på hälsa och spridning Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj

31 Slutsatser Förslagna metodiken vetenskapligt (SF- Box/Triad) sund. Riskbilden kan förändras dramatiskt om man gör en platsspecifik ekologisk riskbedömning. SGI avser att ge ut en vägledning 2019, inklusive Excelbaserade beräkningsmoduler. Seminarium Tillämpad riskbedömning, Göteborg 15 maj