Metodik för miljöriskbedömningar

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Metodik för miljöriskbedömningar"

Adam Pettersson
för 7 år sedan
Visningar:

1 Metodik för miljöriskbedömningar Celia Jones, Kemakta Konsult Ann-Sofie Allard, IVL Michael Gilek, Södertörns Högskola Jonas Gunnarsson, Stockholm University Tryggve Persson, SLU Michiel Rutgers, RIVM Förbättrade miljöriskbedömningar (2006) Tillämpning av metodik för miljöriskbedömning på utvalda förorenade områden (2009) Metodik för miljöriskbedömning (2009)

2 Aim of project Developand applya methodfor assessmentof risks to the environmentfrom contaminatedareas. Include all stages in the risk assessment process Simple and detailed risk assessment Allow site specific risk assessment Deal with the uncertainties in a risk assessment Direct Surface water

3 Ecosystems are not more complex thanwe think They are more complex than we canthink* *Egler 1979 Picture from Michiel Rutgers, RIVM, NL Tiered approach Screening with guideline values Higher tiers: Increasingly site specific More detail Decreasing uncertainty

4 Three lines of investigation TRIAD (Liberation) 1. Chemistry(soil, groundwater) Concentration Mobility Bioavailability 2. Ecotoxicology Toxicitytests Biouptake 3. Ecology Functions Microbialand Integrated evauation toxicity chemistry risk ecology

5 Test matrix Kemi Ekotoxikologi Ekologi nivå 1 Gallring nivå 2 nivå 3 Jämförelse av föroreningshalter med riktvärden Laktester (även sekventiella lakning). Biotillgänglighetstester eller modeller. Bioupptagstester eller modeller Gallringstester (tex Microtox, PAM) på jord ochgrundvatten Grobarhet, växter Växter, rot- och skott tillväxt Akuta tester, evertebrater Evertebrater, tillväxt och reproduktion Akvatiska organismer (tester på grundvatten) alg, evertebrater (tex Daphnia, Nitochra ) Fältbesök - flora undersökning Kol och kväveomrsättning Basrespriation Undersöknignar av markdjur Undersökningar av mikrobiella samhällen (tex CLPP) Chemistry- Stage 1 Evaluation of data from chemical analyses Kemi As Pb Ba Cd Co Cr Cu Sb Zn Mo Ni Benämning Filtrer µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l G G G B <0, Dricksvatten Brunn 1 Dricksvatten Brunn G1 ( ) NEJ G11 ( ) NEJ G2 ( ) NEJ Bedömningsgrunder i µg/l As Pb Ba Cd Co Cr Cu Sb Zn Mo Ni Mycket lågt 1 <0.4 <0.2 <0.01 <0.3 <0.5 <5 <0.7 Lågt Måttligt Högt Mycket högt 5 >75 >15 >1.5 >75 >45 >300 >225 MPC(RIVM ) >260 >1.1 >30 MPC(RIVM ) SRC(RIVM ) SRC(RIVM ) CCME 730

6 Guideline values Kemi Ecotox tests NOEC LOEC Tolerable risk probability density Statistical model 2% NOEC Hazardous Concentration PAF/Guideline values Kemi Use of SSDs to calculate potentially affected fraction of species Use of guideline/benchmark values(based on SSDs) PAF (potentially affected fraction) HC Concentration in soil (mg/kg)

7 Framtagning och tillämpning av riktvärden Kemi Level of protection Method (SSD or Safety factor) Which parameters (NOEC,ECx)? Underlying data extent, quality Underlying data, relevance Safety factor? Microbial processes Bioaccumulation Combined effect of several contaminants Kemi Scalingof measuredcontaminantconcentration(tp, between0 och 1) based on guideline values. Can be adjusted for background concentrations. (PAF can be used directly). Combinedrisk = 1-((1-TP 1 )*(1-TP 2 )..(1-TP n )) 1.2 Kombinerad risk - Krylbo, TP-värden map jordhalter och olika jämförvärde TP (MKM) TP (5*MKM) Combo-PAF 1.0 Kombinerad risk E44 E58 F32 F39 F64 F71 G43 G47 G61 G66 G69 K47 K56 L44 L60 L65 L68 M50 N43 O50

8 Chemistry stage 2/3 Mobility of contaminants; leaching tests, porewater Evaluation: Leachablefraction(in mg/kg) and soil guidelinevalues. Normal mobilityin databasefor guidelinevalues? Pore-waterconcentrationand guidelinevaluesfor water Kd-values Kombinerad risk (Response Addition), Krylbo TP-värden map utlakad andel och riktvärdet KM, PAF-värden map utlakad andel och RIVM-data för jord Kemi Metaller(H2O)-PAH(MeOH) Metaller(H2O)-PAH(H2O) Metaller(H2O)-PAH(MeOH)-RIVM Kombinerad risk E44 E58 F64 G69 K56 L60 L68 M50 N43 O50 Chemistry, Stage 2. Bioavailability tests Kemi Gut Fluid Extractions 1. Worm collection & dissection 2. Incubation and centrifugation

9 Ecotoxtests Toxicitet Test combined effect of all contaminants Test battery (cover rangeof functions, trophic levels, taxonomic groups, behaviour) Tests on whole soil relevant bioavailability In vivo In vitro in somecases(evaluationproblem) Ecotoxicity Stage 1 Toxicitet Screening tests: texmicrotox, Rotas Tests on soil extract, groundwater, eluate from leaching tests R 2 = R 2 = reduktion i luminescens R 2 = reduktion i luminescens destillerat vatten sötvatten As (mg/kg TS) PAH (total) mg/kg TS

10 Ecotoxicity Stage 2/3 Worm reproduction Toxicitet a kokonger/mask (relativt kontrollprov) R 2 = As i jord (mg/kg) Ekotox Steg 2/3 Växttester Toxicitet PAH total klöver % grodda 0,9 y = 0,0002x + 0,1064 0,8 R 2 = 0,6615 0,7 0,6 0,5 Series3 0,4 Linear (Series3) 0,3 0,2 0, As klöver % grodda 0,9 y = 0,0003x + 0,2127 0,8 R 2 = 0,0088 0,7 0,6 0,5 Series1 0,4 Linear (Series1) 0,3 0,2 0,

11 Battery of tests needed Toxicitet korrelationkoefficient (n=20) Gräs rot skott Hel växt % grodda Längre tillväxt rot Längre tillväxt blad/stam Längre tillväxt hel växt Klöver rot skott Hel växt % grodda Längre tillväxt rot Längre tillväxt blad/stam Längre tillväxt hel växt As PAH tot Mask Kokonger / mask % % Kläckta % Överlevande Biouptake Kemi Toxicitet Measured in field samples Measured in lab tests Correlationwith bioavailability (mg/kg torrvikt skott) / (mg/kg TS jord) Upptagsfaktor, As Referens Giftboden Släntkrön Våtmark, nära ledning Våtmark, mittemellan Våtmark, Svartån Generella modell BAF Engelskt rajgräs rot Krom 3, R 2 = ,5 2 1,5 1 0,5 0 N43 L60 M50 L68 G69 As Cr Cu BAF i maskar biotillgänglig i mark (mg/kg)

12 Correlation, combinedrisks; chemistry and ecotoxicititet Toxicitet Kemi Mälarstranden kombinerat effekt, toxicitet aska ej aska kombinerat effekt, kemi Ecology, Stage 1 ekologi

13 EcologyStage2? Community level physiological profiles Microbial ecology ekologi PCA samples Kryllbo, Sweden, 2007 Explanation axes: 1st axes: 27.0% 2nd axes: 19.7% 3rd axes: 13.4% Variable P Arsenic PAH 0.17 ph sandy 0.29 %OM As<100 As>100<200 As> F71 F71+N43 ph M50 sandy E44 E58 L68 L60 N43 O50 G69 Total PAH F64 Arsenic %OM (LOI) K Ecology Stage 3 Soil functions ekologi 0,5 Basal respiration (mg CO 2 -C g -1 C d -1 ) 0,4 0,3 0,2 0,1 0, Total PAH (mg kg -1 TS)

14 Ecology Stage 3 Soil fauna ekologi Individual density Biomass Composition Indicator groups, e.g. Mites Nematodes Springtails V1 V4 V7 ekologi V2 V5 Mikrobi-detritivorer V8 Herbivorer ovan mark Predatorer V3 Fungivorer V6 V9 Relativ biomassa hos olika funktionella grupper i Västerås

15 Integrated assessment Scalingof results(0-1.0) with referenceto Control or reference sample(eg% reduction) Assessment criteria(e.g. nematode index) Confidence/weighting Combine results within each line of investigation Combine results from all lines of investigation Calculation of deviation Triad matrix tier 1 (basic level) Triad Aspect Parameter Sample A B C Chemistry Sum TP metals Toxicology Microtox Ecology nematods biomass Integrated risk deviation risk risk risk Deviation factor most important!!

16 Tier 2 Sample Triad Aspect Parameter A B C Chemistry Sum TP metals Toxicology Microtox Lettuce germ Lettuce growth Bait lamina integration Ecology nematods biomass nematods MI integration chemical risk: toxicity risk: ecology risk: Integrated risk deviation Triad Aspect Parameter A B C Chemistry TP bioavailable Toxicology Microtox Bait lamina test Worms growth Worms survival Worms reproduction Lettuce germination Lettuce growth integration Tier 3 Ecology Arthropods asex. reprod Arthropods fungiv. grazers Arthropods predators MO thymidine incorp MO biomass MO nitrification protozoans nematods biomass nematods MI integration chemical risk: toxicity risk: ecology risk: Integrated risk deviation

17 Kemi Toxicitet Ekologi allvarlig måttlig ingen Chemistry Toxicity Ecology Integrated Kemi Nivå 3 Ekotoxikologi Nivå 3 Ekologi Nivå 3 Integrated Nivå 3 G66 G66 G66 G66 E44 E44 E44 E44 L65 L65 L65 L65 K56 K56 K56 K56 O50 O50 O50 O50 G61 G61 G61 G61 E58 E58 E58 E58 L60 L60 L60 L60 M50 M50 M50 M50 G47 G47 G47 G47 G69 G69 G69 G69 F39 F39 F39 F39 G43 G43 G43 G43 L68 L68 L68 L68 L44 L44 L44 L44 F71 F71 F71 F71 F32 F32 F32 F32 N43 N43 N43 N43 K47 K47 K47 K47 F64 F64 F64 F

Relevanta dokument

TRIAD-metoden Metodik för platsspecifik ekologisk riskbedömning. Celia Jones Renare Mark-seminarium om Skydd av Markmiljö 2014-10-09

TRIAD-metoden Metodik för platsspecifik ekologisk riskbedömning Celia Jones Renare Mark-seminarium om Skydd av Markmiljö 2014-10-09 Metodik för miljöriskbedömning Att utveckla en metodik för bedömning