Förekomst och rening av prioriterade ämnen, metaller samt vissa övriga ämnen i dagvatten

Svenskt Vatten Utveckling - Rapport Nr 2010-06 Förekomst och rening av prioriterade ämnen, metaller samt vissa övriga ämnen i dagvatten Henrik Alm, Agata Banach, Thomas Larm 1

Motiven bakom vattenpolitiken Ökad användning av produkter innehållande tungmetaller och organiska kemikalier. Spridning till vattenmiljön. Höga halter kan leda till rubbning av ekosystemens funktion och orsaka skadliga långtidseffekter. En strategi mot förorening av vatten och eliminering av dessa har det i Vattendirektivet upprättats en lista över 33 prioriterade ämnen. Prioriterade ämnen innebär en betydande risk för vattenmiljön För dessa prioriterade ämnen har även MKN antagits. PBT-kemikalier; Persistenta, bioackumulerar, toxiska. Orsakar bl a endokrina (hormonella) störningar. Växtskyddande medel, biocider, metaller samt andra grupper t ex polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och polybromerade flamskyddsmedel (PBDE). 2

Bakgrund Dagvattenanläggningar har tidigare studerats avseende föroreningsförekomst, koncentration och reningseffekter totala fraktioner av näringsämnen, tungmetaller, susp, olja, PAH Bristande underlag främst avseende prioriterade ämnen, lösta metaller och PCB. 3

Syfte Öka kunskapen kring förekomsten av prioriterade ämnen, lösta metaller och PCB i dagvatten. Utvärdera dagvattenanläggningars förmåga att avskilja dessa. Jämföra uppmätta resultat med Vattendirektivets miljökvalitetsnormer (MKN) för ytvatten och föreslagna riktvärden för dagvattenutsläpp. Fanns en årstidsvariation inom förekomst och reningseffekt. Presentation av schablonhalter för dagvatten per markanvändning Thomas Larm. Uppmätta resultat jämförs med modellerade Thomas Larm. 4

Vattendirektivets miljökvalitetsnormer 2008 - nya miljökvalitetsnormer för 33 prioriterade ämnen MKN = statusen en vattenförekomst ska ha 2015. Hjälpmedel för de fem regionala Vattenmyndigheterna vid klassificering och bestämning av kvalitet för avgörandet av kemisk ytvattenstatus. AA-MKN (annual average) - årsmedelvärde - säkra en långsiktig kvalitet hos den akvatiska miljön. Skydd mot långtidsexponering. Tillfälliga halter som överskrider får förekomma. MAC-MKN MKN (maximun allowable concentration) ti -maximalt tillåtna koncentrationen, ti som ger skydd mot korttidsexponering. Begränsa föroreningstopparna. 5

Föreslagna riktvärden för dagvattenutsläpp Framtagna av Riktvärdesgruppen (kommuner, VA-huvudmän, konsulter ) inom det regionala dagvattennätverket i Stockholms län, 2009. Syfte - bedöma reningsbehovet av dagvatten och i kontrollprogram för befintliga reningsanläggningar. Avser årsmedelvärden, då detta är standard för att beskriva ett dagvattens föroreningsinnehåll. 6

Metod Flödesproportionell provtagning. Inlopp och utlopp till Ladbrodammen och Tibbledammen, två kommuner norr om Stockholm. Analyser varannan eller var fjärde vecka. Flödesdata loggades automatiskt och användes för beräkning av totala föroreningsmängder och flödesviktade koncentrationer. Jämförelse av flödesviktade d årsmedelhalter, l inlopp och utlopp, med MKN och riktvärden. Beräkning av reningseffekter. Bedömning av årstidsvariation avseende förekomst och reduktion. Avrinning, nederbörd Flödesprop. prov Tidsstyrda prov Torrperiod Stickprov, basflöde Basflöde 7

Analyserade ämnen 20 stycken grundämnen (totalt och löst). 7 övriga ämnen. 84 organiska förorenande ämnen och ämnesgrupper. 8

Beräkningar och förutsättningar Om ämnet detekterades i inloppet men inte i utloppet sattes utloppsvärdet till halva detektionsgränsen. Reningseffekter beräknades för de ämnen som detekterades minst 5 gånger. 9

Resultat Halter totalt metaller och övriga ämnen Jämförelse med föreslagna riktvärden Ladbrodammen Tibbledammen Cu, Pb, Zn och SS förekom i halter över de föreslagna riktvärdena i inkommande dagvatten. Samtliga utloppshalter låg under riktvärdena. 10

Resultat Halter och andel löst fraktion i dagvattent t Jämförelse av utloppshalter med Vattendirektivets MKN för ytvatten (som för tungmetallerna avser löst fraktion). LÖST! Ladbrodammen MKN (årsmedelvärde) Cd 0.08-0.25* g/l Hg 0.05 g/l Ni 20 g/l Pb 7.2 g/l Tibbledammen *Olika beroende på vattnets hårdhet Cd, Hg, Ni and Pb låg under MKN med god marginal. Pb var främst partikelbunden (1-2% löst). Övriga metaller (vilka oftast undersöks i dagvatten) låg mellan 30-70% i löst form (inlopp). 11

Resultat Reningseffekt metaller totalt och löst Ladbrodammen Tibbledammen Reduktionen av totala halter Al, As, Ba, Cd, Co, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb, Zn, Sb och W låg generellt mellan 30-80% i båda dammarna. Reduktionen av den lösta fraktionen var lägre. 12

Årstidsvariation Studien visade att reningseffekten var bättre under sommaren om än god under vintern för de flesta ämnena. 90 Reninggseffe ekt (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 Pb Cu Zn Cd Cr Ni 0 sommarhalvår vinterhalvår Medel Ladbrodammen och Tibbledammen. 13

Resultat Prioriterade ämnen - Ladbrodammen Förekomst och jämförelse med MKN Prioriterade ämnen och PCB detekterades! 34 av 84 analyserade ämnen detekterades. 24 av dessa detekterades minst fem gånger. Monobutyltenn, nonylfenol, PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 118, PCB 153 detekterades i flest prover, minst 10 gånger. DEHP, bens(b)fluoranten, benso(ghi)perylen, indeno(123cd)pyren, pyren, monobutyltenn, dibutyltenn, tributyltenn och tetrabutyltenn förekom i halter över AA-MKN och/eller MAC-MKN i både inlopp och utlopp. 14

Resultat Prioriterade ämnen - Tibbledammen Förekomst och jämförelse med MKN Prioriterade ämnen och PCB detekterades! 29 av 84 analyserade ämnen detekterades. 9 av dessa detekterades minst fem gånger. Monobutyltenn och DEHP detekterades i flest prover, minst 10 gånger. benso(ghi)perylen, e indeno(123cd)pyren, e monobutyltenn, dibutyltenn, tributyltenn, DEHP och nonylfenol förekom i halter över AA-MKN and MAC-MKN i både inlopp och utlopp. 15

Resultat Reningseffekter av prioriterade ämnen Ladbrodammen Reduktionen av DEHP och nonylfenol var negativ. PAH, tennorganiska föreningar och PCB reducerades mellan 70-90 %. Tibbledammen Lika som i Ladbrodammen var reduktionen av DEHP och nonylfenol negativ. Det skedde en reduktion av övriga prioriterade ämnen även om vissa halter fortfarande låg över MKN i utloppen. 16

Varför negativ reningseffekt av DEHP och nonylfenol? DEHP användning i samhället har minskat de senaste 7-8 åren. Har ersatts med 6-10 nya ftalater. I likhet med andra lipofila ämnen som, t ex PCB, minskar alltså transporten till ytvatten/sediment från antropogena källor. Således blir sedimenten en källa och inte en sänka. Resultatet blir då förväntat och borde vara lika även i andra dagvattendammar. Hade nya ftalater t analyserats hade troligtvis t i mönstret t varit annorlunda med högre halter in än ut. DEHP kommer in bundet till större PVC-partiklar (binds bra till partiklar), vilka delvis bryts ner i dammarna och DEHP kommer därmed i lösning eller binds till mindre och mer lättsuspenderade partiklar. Nonylfenol kommer troligtvis in som nonylfenoletoxilat, bryts ner och kommer ut som nonylfenol. Detta är ett känt fenomen in och ut ur reningsverk. 17

Summering av resultat 34 respektive 29 av de 84 analyserade prioriterade ämnena och PCB detekterades vid Ladbrodammen respektive Tibbledammen. Vissa av dessa ämnen förekom i halter över MKN för ytvatten i både inlopp och utlopp. Koppar, bly och zink förekom i koncentrationer över föreslagna riktvärden för dagvattenutsläpp i inkommande vatten medan samtliga utloppshalter låg under dessa värden. Bly visade sig till största t delen vara partikelbunden, övriga lösta metallfraktioner varierade mellan 30-70%. 18

Slutsatser Dagvatten är ett transportmedium för prioriterade ämnen, från urbana områden till recipienter. Många av Vattendirektivets prioriterade ämnen, lösta metaller, PCB och övriga ämnen detekterades i dagvattnet in till och ut från de två dagvattendammarna, med tillrinningsområden av blandad karaktär. I jämförelse med riktvärden för dagvattenutsläpp och miljökvalitetsnormer för ytvatten så överskreds dessa för fler ämnen i inloppen. Dammarnas reningseffekt var generellt god. Dagvattendammar är goda exempel på åtgärder som kan genomföras av kommuner med syfte att uppnå god kemisk ytvattenstatus enligt Vattendirektivet. 19

Tack för att ni lyssnade! agata.banach@sweco.se 20