Fullskaleförsök med dagvattenfilter, Nacka Kommun Talare: Henrik Alm, Sweco Järlasjö Inte god status idag Näringsrik, kemiskt påverkad Åtgärder i sjöar uppströms Åtgärder för urbant dagvatten 1 Försök med dagvattenfilter Syfte med utvärderingen Ger brunnsfiltren tillräcklig rening? Alternativ till skärmbassäng Tillfälle att utvärdera filter i full skala Nacka, Trafikverket, Sweco, Svenskt Vatten Dagvattnets föroreningsinnehåll? Driftserfarenheter 3 Vilka föroreningar finns det? Fokus har länge varit på - kväve, fosfor (total) - kadmium, krom, koppar, nickel, bly, zink (ofiltrerad) - suspenderad substans Senaste 1 åren - lösta metaller - vattendirektivsämnen (främst ytvatten) - samband vissa metaller suspenderad substans 5 6 1
Schabloniserat Vad beror föroreningsförekomst i ett specifikt dagvatten på vid en precis tidpunkt eller som medelhalt över en period? Årsmedelhalt (AMC) - Markanvändning (specifikt) - Markanvändning (generellt) Medelhalt över period - Nederbörd (generellt) - Nederbörd (specifikt) - Förorening (generellt) - Förorening (specifikt) Medelhalt per regntillfälle (EMC) Ögonblicksbild (stickprov) Slumpmässigt Repeterbart 7 Hultgren, Hultman och Stenberg (1974). Exempel på vanliga värden på föroreningshalter i dagvatten, KTH 8 2-veckorsmedelvärden 2-veckorsmedelvärden och årsmedel,7,7,6,6,5,5,4,4,3,3 Årsmedel (.27 mg/l),2,2,1,1 Årsmedel och Riktvärde,7 Dagvatten P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg SS olja BaP (utan basflöde) mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Villaområden.15 1.3 7 15 62.3 3 5.1 34.3.4,6 Flerfamiljshus.3 1.6 15 3 1.7 12 9.3 7.7.4,5 Centrumbebyggelse.28 1.9 2 22 14 1. 5 9.5 1 1.5.9 Industriområden.3 1.8 3 45 27 1.5 14 16.7 1 2.5.13,4 Handelsområden.25 1.5 3 3 14.9 13 7.1 1 1.3.13 Parkeringsplatser.1 1.1 3 4 14.5 15 4.5 14.8.6 Vägar 1 ÅDT.14 2.4 4 23 43.3 7 4.8 66.8.1 Vägar 1 ÅDT.18 2.4 12 38 16.3 11 8.8 87.8.2,3,2 Riktvärde (.16 mg/l) Årsmedel (.27 mg/l) Vägar 25 ÅDT.24 2.4 26 64 37.4 18 14.8 12.9.3 Parkmark.12 1.2 6 15 25.3 3 2.2 49.2.,1 Skog.4.75 6 7 15.2 1 1.1 34.1. Example of annual mean concentration for different land uses (StormTac, 212). RTK (29) 1M VU 11 2
Rikt-, 2-veckorsmedel- och årsmedelvärden,7,6,5,4 First Flush (IFP) Definitioner 8% av föroreningsbelastningen avrinner med de första 2% av avrinningen. Urbonas & Stahre (1993), Bertrand-Krajewski et al (1998),,3,2,1 Riktvärde (.16 mg/l) Årsmedel (.27 mg/l) Lee et al. (22) 5% av föroreningsbelastningen avrinner med de första 25% av avrinningen. Wanielista and Yousef, 1993 14 First Flush en vandringssägen? 4 regntillfällen i USA ingen first flush avseende turbidiet, ph, total-kväve, löst fosfor och ortho-fosfat däremot för COD, BOD5, TDS (2 um), TKN och zink små hårdgjorda områden uppvisar oftare first flush, Projektområdet Dagvatten från Essingeleden (Fredhäll) uppvisar ingen first flush olika löslighet, avrinner olika samband snarare med regnintensitet? inte generellt, inte för alla ämnen Miljö- och kostnadseffektivt att dimensionera för ett delflödet ändå? 2 delområden Recipient Järlasjön Hårt exploaterat utan rening Totalt monterades ca 5 filter 15 Filter Slamsugning 2 ggr/år Filterbyte, filteranalys (5-7 mån) Avrinningsområde Norra Filter av bark och träflis Hela Värmdövägen och gator i bostadsområdet leds via brunnar med filter. (ca 23% av Ared passear filter) Markanvändning Area (ha) Väg (8 ÅDT).65 Villaområde.14 Flerfamiljsbostäder (.54 ha väg) 4.5 Skog 1.1 Skolområde.58 Parkering.39 Bilförsäljning.4 Berg i dagen 1. Summa 8.76 3
Avrinningsområde Södra Resultat Vägytan med brunnar leds via filter + viss del av vägytan som avleds via diken till brunn. (ca 93% av Ared passear filter) Markanvändning Area (ha) Väg (9 ÅDT).75 Skog.88 Summa 1.63 Analys av filtermaterial Norra resultat P1 - juni januari (7 mån) P2 - januari juni (5,5 mån) Ämne Enhet Ref.prov Kyrkviken Norra, P1 Kyrkviken Norra, P2 Kyrkviken Södra, P1 Kyrkviken Södra, P2 N-tot mg/kg TS 234 285 7 336 669 P-tot mg/kg TS 245 19 173 19 163 Cd mg/kg TS.44.69.21 1.5.12 Cr mg/kg TS.22.57 2.1 1.1 3.5 Cu mg/kg TS 2.61 4.1 6.1 6.3 16 Hg mg/kg TS.19.56.26.4.24 Ni mg/kg TS.22.92 1.5 1. 2.2 Pb mg/kg TS.49.72 1.2.9 1.7 Zn mg/kg TS 32 28 31 34 4 oljeindex mg/kg TS 143 6563 154 6557 22 B(a)p mg/kg TS * * * * * PAH16 mg/kg TS * * * * * DEHP mg/kg TS * * * * * *värden under detektionsgräns.. Norra halter jämfört med riktvärden Ämne Enhet Årsmedelhalt Årsmedelhalt Riktvärde (utan filter) (13% via filter) Fosfor µg/l 16 11 16 Kväve µg/l,9 1,7 2, Södra resultat Bly µg/l 15 9 8 Koppar µg/l 125 59 18 Zink µg/l 27 15 75 Kadmium µg/l,15,11,4 Krom µg/l 26 11 1 Nickel µg/l 12 9 15 Kvicksilver µg/l,17,2,3 Susp.sub mg/l 223 215 4 Oljeindex mg/l 1,3 1,4 BaP µg/l,8,3,3 Ämne Enhet Årsmedelhalt Årsmedelhalt AA-MKN (utan filter) (13% via filter) Bly µg/l,16,3 7,2 Koppar µg/l 12 18 4 Zink µg/l 52 48 3-8 Kadmium µg/l,5,4,8-,25 Krom µg/l,8,9 3 Nickel µg/l 1,9 3,9 2 Kvicksilver µg/l <detektion <detektion,5 DEHP µg/l 7,6 1,6 1,3 Nonylfenol ng/l 159 14 3 Oktylfenol ng/l 76 41 1 TBT ng/l <detektion <detektion,2 4
Södra halter jämfört med riktvärden Ämne Enhet Årsmedelhalt Årsmedelhalt Riktvärde (utan filter) (ca 93 % filter) Fosfor µg/l 38 28 16 Kväve mg/l,9 1,15 2, Bly µg/l 39 21 8 Koppar µg/l 195 124 18 Zink µg/l 766 424 75 Kadmium µg/l,3,2,4 Krom µg/l 95 41 1 Nickel µg/l 38 18 15 Kvicksilver µg/l,5,4,3 Susp.sub mg/l 833 743 4 Oljeindex mg/l 3,3 3,8,4 BaP µg/l,4,1,3 Ämne Enhet Årsmedelhalt Årsmedelhalt Referens -värden (utan filter) (ca 93 % filter) Bly µg/l,2 7,2 Koppar µg/l 9,6 12 4 Zink µg/l 37 46 3-8 Kadmium µg/l,4,3,8-,25 Krom µg/l,6 3,6 Nickel µg/l 1,5 3,6 2 Kvicksilver µg/l <detektion <detektion,5 DEHP µg/l 13 16 1,3 Nonylfenol ng/l 917 215 3 Oktylfenol ng/l 73 156 1 TBT ng/l 2,4 <detektion,2 Naturlig årsvariation vs filtereffekten Skillnad i nederbördsmängd och nederbördsintensitet Skillnad i flöden Naturlig årsvariation och filtereffekt Skillnad i nederbördsmängd och nederbördsintensitet Skillnad i flöden mellan åren Antag att filtrens reningseffekt är 1%, så borde (max)förändringen vara 25% respektive 9%. (förutsatt samma föroreningsinnehåll i allt mätt dagvatten) Naturlig variation och filtereffekten Naturlig variation Skillnad i nederbördsmängd och nederbördsintensitet Skillnad i flöden mellan åren Förändring Naturlig Filtereffekten Norra Södra förändring 1% 23% 93% 5% 11.5% 46.5% % % % -1% -23% -93% Filtereffekten Antag att filtrens reningseffekt är 1%, så borde (max)förändringen vara 25% respektive 9%. förutsatt samma föroreningsinnehåll i allt mätt dagvatten Ämne Enhet Period Period med Förändring utan filter filter Nederbörd mm 59 635 25% Filtereffekten borde vara större i södra. Högre föroreningsgrad samt större andel via filter Flöden m 3 - Norra 13 17 3% - Södra 1 1 1 2 1% 5
Periodvariation + Filtereffekt Förändring Naturlig Filtereffekten Norra Södra förändring 1% 23% 93% 5% 11.5% 46.5% % % % -1% -23% -93% 5% 1% 62% 96% 5% 5% 56% 73 % 5% % 5% 5% 5% -1% 44% 27% HALTER Norra Södra Fosfor + 34 + 25 Kväve - 93-33 Bly + 4 + 45 Koppar + 53 + 37 Zink + 45 + 45 Kadmium + 27 + 39 Krom + 57 + 57 Nickel + 25 + 53 Kvicksilver - 19 + 2 Susp.sub + 4 + 11 Oljeindex + 21-12 BaP + 68 + 76 Ämne Södra Norra Bly + 79 Koppar + 14-26 Zink + 9-24 Kadmium + 14 + 19 Krom - 2-496 Nickel - 13-133 Kvicksilver - - DEHP + 418-82 Nonylfenol + 35 + 77 Oktylfenol + 41 + 79 MÄNGDER Norra Södra Fosfor + 12 + 15 Kväve - 155-5 Bly + 21 + 38 Koppar + 38 + 29 Zink + 27 + 38 Kadmium + 3 + 31 Krom + 44 + 51 Nickel + 1 + 47 Kvicksilver - + 1 Susp.sub - 27 Oljeindex - 5-25 BaP + 58 + 73 Ämne Norra Södra Bly + 73 Koppar - 99-42 Zink - 21-4 Kadmium -14 + 9 Krom - 35-571 Nickel - 169-162 Kvicksilver - DEHP + 73-27 Nonylfenol + 18 + 75 Oktylfenol + 26 + 77 Slutsatser Dagvattnet är förorenat Ytterligare rening fordras Svårt att täcka in avrinningsområden med filter Bildyta - Välj Infoga bild Totalhalten (metaller) minskade perioden så filter användes a halter (metaller) ökade perioden då filter används Mycket eller lite filter verkar inte påverka resultatet för många ämnen Visst mönster för ackumulering i filter Frågor? Henrik Alm, Sweco 8 695 63 78 Henrik Alm, 8 695 63 78 Driftserfarenheter (alltid dyrt och krångligt) Henrik Alm, Dagvatten och Ytvatten, Stockholm 34 6