Ekologisk riskbedömning, exempel Fönsterfabriken, Sundsvalls kommun Charlotta Tiberg, Dan Berggren Kleja, Anja Enell, Pär-Erik Back, Michael Pettersson På säker grund för hållbar utveckling
Riskbedömning förorenad mark Generella riktvärden för förorenad mark (NV rapport 5976) Hälsa Markmiljö Spridning Fönsterfabriken 180504 2
Riskbedömning av markmiljö Utgår från miljöbalken och riksdagens miljömål. NV har vägledningsmaterial. Rapport 5977, Riskbedömning av förorenade områden Rapport 5976, Riktvärden för förorenad mark Fönsterfabriken 180504 3
Riskbedömning markmiljö Naturvårdsverkets utgångspunkter, NV-rapport 5977, Kap 1.3 Kort och långt tidsperspektiv (från nu till 100-tals/1000-tals år). Markmiljön bör skyddas så att ekosystemets funktioner kan upprätthållas i den omfattning som behövs för den tänkta markanvändningen. Kap 2, Riskbedömning Exempel på markfunktioner är nedbrytning av organiskt material, cirkulation av N och P samt syreproduktion. Inte oacceptabla risker för hotade/skyddsvärda arter. Fönsterfabriken 180504 4
Riskbedömning markmiljö Generella riktvärden utgår från att markfunktionen upprätthålls om de flesta arter inom området skyddas: Känslig markanvändning (KM), föroreningsnivå där minst 75 % av arterna skyddas Mindre känslig markanvändning (MKM), föroreningsnivå där minst 50 % av arterna skyddas Fördelningsmetoden om det finns tillräckligt med data Säkerhetsfaktormetoden om begränsat med data Fönsterfabriken 180504 5
Riskbedömning markmiljö Generella riktvärden baseras på ekologiska tester av en rad arter. Dataunderlaget litet = osäkra/konservativa värden. Platsspecifika riktvärden för markmiljö är svårt att ta fram med riktvärdesmodellen. Markmiljö styrande för generella riktvärden för många ämnen, särskilt vid MKM. Biotillgänglighet (matrisberoende, förändras med tiden) Sekundäreffekter (särskilt viktigt för stora områden och bioackumulerande ämnen) Fönsterfabriken 180504 6
Fönsterfabriken 180504 7
Varför är biotillgängligheten viktig? De riktvärden som gäller för skydd av markmiljön är baserade på toxikologiska data som tagits fram genom att spika naturliga jordar med förorening Resulterar i att all förorening är biotillgänglig och lösligheten normalt är högre än i jord från förorenade områden. Konservativa riktvärden som tenderar att överskatta risken för markorganismerna. Fönsterfabriken 180504 8
Ekologisk riskbedömning Markens ekosystem ska ha förmåga att utföra de funktioner som förväntas inom den tänkta markanvändningen (t ex nedbrytning av organiskt material, cirkulation av näringsämnen). Denna förmåga beror på två funktioner: Markens potentiella kvalitet, förutsättningar (textur, organisk halt, näringsinnehåll etc, viktigt) Markens innehåll av tillgängliga föroreningar (toxicitet) Fönsterfabriken 180504 9
Metodik för fördjupad ekologisk riskbedömning Triad-metoden Fönsterfabriken 180504 10
Triad-metoden Tre undersökningslinjer som läggs ihop och skalas mellan 0 och 1: Kemimätning totalkoncentrationer eller biotillgängliga koncentrationer (jämförs med riktvärden) Toxikologiska tester med jord från lokalen (jämför med referensprov) Ekologiska undersökningar på lokalen (jämför med referensprov) I och med referenskorrigering, ren toxisk effekt undersöks. Fönsterfabriken 180504 11
Varför triadmetodiken? 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) Tar hänsyn till både potentiell markkvalitet och effekter av föroreningar (kemi, toxikologi, ekologi). Fönsterfabriken 180504 12
Potentiell markvalitet SF-Box In Ut 0-1 1-5 Ur Rapport (Tiberg mfl 2019) Fönsterfabriken 180504 13
Kemiledet, toxisk potential och IRV-kemi En metod som kan användas för att uppskatta den toxiska effekten hos blandföroreningar Beräkningen innebär både en skalning av koncentrationen relativt ett valt riktvärde (här motsv. MKM-skydd), men också en normalisering till en skala mellan 0 och 1. Förklaring finns i Rapport (Tiberg et al. 2019) Fönsterfabriken 180504 14
Ekologiledet ekologiska undersökningar, IRV-ekologi Markfauna av olika storlek, till exempel maskar, nematoder, andra marklevande djur. Antal Diversitet Representativa index Markfunktioner till exempel nedbrytning av organiskt material och kväveomsättning. Resultaten jämförs med resultat från referensprover med motsvarande markkvalitet. Markkvaliteten bestäms med SF-box. Referensproverna får stor betydelse. Mer info i Rapport (Tiberg et al. 2019) Fönsterfabriken 180504 15
Föreslagen metodik Potentiell markkvalitet Effekt av föroreningar SF-Box Kemi, Toxisk potential (TP) sammanlagd toxisk effekt. Ekologi, (toxikologi) Gruppera provpunkter i markklasser Identifiera prover med låg TP och använd dessa som referensprover för respektive markklass Beräkna IRV-kemi från TP. Skala ekologi- och toxikologileden genom att jämföra mätningar på förorenade prover med mätningar på referensprover, ger IRV-ekologi, IRV-toxikologi Beräkna ett sammanlagt IRV för kemi-, ekologi- och toxikologileden, IRV-Diad (0-1) SGI skriver på en vägledning om denna metodik som ska bli klar 2019. Vägledningen bygger på erfarenheter från: Rapport Fönsterfabriken 180504 16
Tillämpning av ekologisk riskbedömning med Triad-metodiken på Fönsterfabriken, Sundsvall (Fördjupad markekologisk riskbedömning Skönsmon 2:12, fd Kubikenborgs sågverk och Sundsvalls fönsterfabrik; Tiberg m fl. 2019) Fönsterfabriken 180504 17
Skönsmon 2:12, Fönsterfabriken Samarbete med Sundsvalls kommun Kombinerat utrednings- och forskningsprojekt Fönsterfabriken 180504 18
Tidigare undersökningar, PAH-H 0-0,5 m djup Verksamhet: Sågverk (doppning), Fönsterfabrik mm, MKM-område Föroreningar: PAH, metaller, andra org föroreningar Huvudstudie: Platsspecifika riktvärden map hälsa, indikerar att markmiljön och PAH-H är styrande för sanering med uppskattad kostnad 20-22 Mkr Fönsterfabriken 180504 19
Analyser och mätningar Markkvalitetsparametrar - Marktextur, kväve- och fosfathalt, ph, och halt organiskt kol Kemiska undersökningar - 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 Fönsterfabriken 180504 20
Provtagningsstrategi Provtagning 50 punkter Dela in området utifrån PAH-halter i tidigare undersökningar. Tätare provtagning där högre PAHhalter förväntades. Provtagning rutor 20 20 cm till 20 cm djup. Provtagning 20-50 cm, för analys av PAH och metaller. Fönsterfabriken 180504 21
Provtagning september 2017 Fönsterfabriken 180504 22
Resultat totalhalter Fönsterfabriken 180504 23
PAH-H 50 provpunkter 0-20 cm djup Fönsterfabriken 180504 24
PAH-H 50 provpunkter 20-50 cm djup Fönsterfabriken 180504 25
Koppar 0-20 cm djup Fönsterfabriken 180504 26
Zink 0-20 cm djup Fönsterfabriken 180504 27
Bly 0-20 cm djup Fönsterfabriken 180504 28
Markkvalitet och referensprover Fönsterfabriken 180504 29
Resultat markkvalitet Fönsterfabriken 180504 30
Referensprover Fönsterfabriken 180504 31
Kemiledet, IRV-kemi Fönsterfabriken 180504 32
Kemiledet - toxisk potential (TP) TP kan beräknas utifrån totalhalter eller biotillgängliga halter. Biotillgängliga halter på Fönsterfabriken För metaller beräkning (Soil PNEC calculator) För PAH ett labbtest PAH, Cu, Pb och Zn lades ihop till TP. Ger ett integrerat riskvärde för kemi (IRV-kemi) som är kemiledet i Triadmetodiken. IRV-kemi ger värde mellan 0 och 1 där 1 är hög risk. Fönsterfabriken 180504 33
IRV-Kemi Fönsterfabriken 180504 34
Inbindning av PAH, Kd-värde Resultat från Fönsterfabriken Fönsterfabriken 180504 35
Ekologiledet, IRV-ekologi Fönsterfabriken 180504 36
Ekologiska undersökningar - Daggmaskar (makrofauna) - Hoppstjärtar (mesofauna) - Nematoder (mikrofauna) - Kväveomsättning - Kolmineralisering Flera indikatorer för varje del. Räknas ihop till IRVmakrofauna, IRV-mesofauna, IRV-mikrofauna etc som i sin tur vägs ihop till IRV-ekologi. Fönsterfabriken 180504 37
Artantal MI(2-5) BF/TOT Exempel - Nematoder 40 35 30 25 20 15 10 5 0-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 IRV kemi IRV mikrofauna 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 IRV kemi 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 IRV kemi 0,0-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 IRV kemi Fönsterfabriken 180504 38
IRV-Ekologi Fönsterfabriken 180504 39
IRV-Diad Fönsterfabriken 180504 40
IRV-Diad Fönsterfabriken 180504 41
Jämförelse Utgångspunkt i samma skyddsvärde (fungerande markfunktion, 50 % skydd). Olika resultat beror till stor del på biotillgänglighet. Resultaten stöds av Koc-värden och mätningar av upptag i mask som visar på låg biotillgänglighet. Fönsterfabriken 180504 42
Sammanfattning resultat Diad Sekundäreffekter beaktades mer översiktligt genom beräkningar. Ingen oacceptabel risk. Fönsterfabriken 180504 43
Slutsatser Riskbilden för markmiljö ändras. Betydligt mindre åtgärdsbehov med avseende på markmiljö. Risk för markmiljö inom mindre del av område H. Revidera riskbedömning för hälsa och spridning Markmiljö begränsar inte Mer data, data för biotillgänglighet. Fönsterfabriken 180504 44
Rapporter och vägledningar Rapport på www.swedgeo.se Rapport om markmiljöns skyddsvärde, övergripande: Markmiljöns skyddsvärde - En härledning med utgångspunkt i miljöetik och lagstiftning Kommande Vägledningar Övergripande vägledning om riskbedömning av markmiljö inklusive värderingsfrågor Markekologisk riskbedömning (bla TRIAD-metodiken) Fönsterfabriken 180504 45
Fönsterfabriken 180504 46
Inskickade frågor Hur lång nedbrytningstid har t ex PAH i jord ovan grundvatten utan tät markyta? Kan man göra något för att öka nedbrytningshastigheten, blanda in bakterier eller organiskt material? Vilka faktorer ska vi tänka på när vi bedömer om massornas kvalitet för en bra markekologisk miljö? När kan marken bedömas sakna markekosystemfunktion av andra skäl än föroreningsinnehåll? Hur ska vi tänka kring cocktaileffekter? Finns det något bra test för att kontrollera effekter före och efter? Hur ska vi tänka kring risker och effekter om vi lämnar kvar föroreningar en bit ned i markprofilen? Hur ska vi tänka om marken är ren, men grundvattnet är förorenat då det ligger i en spridningszon från ett uppströms område? Hur ska vi tänka om föroreningen ligger och flyter på grundvattenytan, men marken ovanför är ren men innehåller troligen flyktiga ämnen från föroreningen nedanför. När vi ska bedöma ringa risk till KM massor hur ska vi resonera kring markekofunktion? Vad är det som skiljer sig mellan ren jord med 100% funktion och KM jord som har 75%? Vilka faktorer kan försämra eller förbättra markekofunktionen? Fönsterfabriken 180504 47
Gruppen PAH PAH-L PAH-M PAH-H Ju fler ringar desto mer hydrofob (vattenskyende) Fönsterfabriken 180504 48
Nedbrytning och fastläggning av PAH Nedbrytningstid: Stor variation inom gruppen PAH. Större = svårare att bryta ned. Tillgänglighet i marken har stor betydelse. Kan ta 100-tals år för PAH-H i syrefattig miljö med få mikroorg och mkt TOC. Organiskt material: Gör PAH mindre tillgängligt för nedbrytning men kan samtidigt gynna mikroorganismer som kan bidra till nedbrytning. Typ av organiskt material spelar stor roll, mkt antopogent kol (tex svart kol) så blir fastläggningen jättemkt högre än om enbart naturligt kol (typ humus). Tillsätta/stimulera mikroorganismer: Finns flera avhandlingar som visar att det går att bryta ned PAH under rätt förutsättningar. Tillgängligheten begränsar. Lättillgängligt bryts ned men hårt bundet blir kvar. Fönsterfabriken 180504 49
Vägledning om hantering av förorenade massor Nu: Om ringa risk eller mer, det blir en platsspecifik bedömning baserat på totalhalter och lakning. Beakta markanvändning, recipienter, ev framtidsscenario med annan markanvändning. Handbok 2010:1 om återvinning av avfall i anläggningsarbeten håller på att revideras. NV har regeringsuppdrag att ta fram allmänna regler för vissa avfallsverksamheter, bl a återvinning av avfall för anläggningsändamål (troligen vissa specialfall). 28 sept 2019 Korttidsstöd i deponi- och avfallsfrågor via SGI, Peter Flyhammar peter.flyhammar@swedgeo.se (liknande sätt som för förorenad mark). Fönsterfabriken 180504 50