| Introduktion til kildesporing af miljøfremmede stoffer i kloaknet 4. Våd kildesporing4.1 Generelle overvejelser og oplysninger 4.1 Generelle overvejelser og oplysninger Våd kildesporing er en tids- og omkostningstung aktivitet, hvis indhold skal nøje afstemmes med sit formål og det ønskede resultat. Den bør kun igangsættes efter en tør kildesporing. På baggrund heraf kan det afgøres, om der allerede er tilstrækkelig information i forhold til det konkrete formål. Før en våd kildesporing igangsættes, skal det overvejes, om resultatet f. eks. skal være en orientering om niveauet i udvalgte oplande i kommunen, lokalisering af enkeltkilder eller opstilling af overordnede massebalancer for hoved- og deloplande. Prøvetagningsudstyr, -metodik og -intensitet bør nemlig afstemmes i forhold til den ønskede præcision, dokumentation etc. Figur 4.1 giver et overblik over elementerne i våd kildesporing. : Se her Figur 4.1 Elementer i våd kildesporing. Strategien for prøvetagning afhænger af det ønskede resultat, karakteristiske egenskaber ved problemstoffet og ved den måde stoffet udledes på, samt økonomien. Afhængig af hvor specifikt man vil henføre stoffet til en bestemt kilde, kan kildesporingen blive mere eller mindre omfattende. Muligvis stammer stoffet fra en så genkendelig industriel proces eller så lille et delopland, at der kan tages direkte kontakt til en eller få udledere, og der er slet ikke behov for en egentlig våd kildesporing. Ved måling i kloaknettet bør en strategi omfatte en fase (baseret på den tørre kildesporing), hvor der udvælges knudepunkter, prøvetyper og metoder til måling afhængig af de aktuelle forhold. Herefter gennemføres målinger i udvalgte knudepunkter i oplandet. Efter vurdering af resultatet kan prøvetagningen justeres og sporingen kan gentages i en eller flere omgange i kloaknettet eller der kan direkte skrides til aktion over for problemet. Hvis resultaterne "skal bruges i Byretten" vil tilsyn på den enkelte virksomhed være en del af sporingen, og her kan det være vigtigt for den nødvendige dokumentation, at der vælges laboratorier, som er akkrediteret til prøvetagning og analyse. Kildesporingen kan munde ud i en monitering af forholdene, efter at der er skredet ind over for udledningen. Strategien for prøvetagning til kildesporing for forskellige stoftyper må justeres mht. til type af kilde (industri, hushold, regnvand), sandsynligt udledningsmønster, særligt fordelagtige prøvematricer (vand, suspenderet stof, kloakhud) set i lyset af det enkelte stofs karakteristika samt eventuel omdannelse af stoffet undervejs i kloaknettet. Herunder er en "checkliste", som bør indgå i valg af strategi for våd kildesporing i lokale oplande: Se her Efter sammenholdelse af informationen fra den tørre kildesporing, resultatet af overvejelse om strategi og ressourcer i forhold til det ønskede resultat vælges de specifikke metoder med hensyn til:
Valg af knudepunkter vil være afhængigt af det aktuelle opland. En kildesporing vil i hver runde nok typisk omfatte 3-5 knudepunkter, f. eks. 2-4 deloplande og en prøve fra en brønd nedstrøms et overløbsbygværk (så der er sikret god opblanding). Spildevandskort og -planer er ikke altid helt opdaterede og en tæt kontakt til den relevante afdeling i kommunen vil hjælpe til at vælge de bedst egnede brønde. Det gælder også praktiske krav til plads og indretning i brønden samt evt. trafikale problemer. Til brug for den våde kildesporing vil relevant information omfatte forhold, som kan få indflydelse på valget af den indsamlede fase (vand, slam m.m.), indsamlingsmetodik, opbevaring af prøver osv. Det vil især være stoffets
Opløselighed og fordeling Når et stofs vandopløselighed er høj, vil det almindeligvis findes opløst i vandfasen, og er opløseligheden lav, er det sandsynligvis fordelt, så mest er bundet på det suspenderede stof i spildevandet. Det kan være vanskeligt at skille de to faser fuldstændigt ad, og alene af den grund anvendes ofte vandprøver som repræsenterer den samlede prøve (total vandprøver). Da de miljøfremmede stoffer også har ret lav vandopløselighed er det typisk mest relevant at indsamle prøver, hvor partikelfasen er med. Stoffer, som er positivt eller negativt ladet, har betydelig større vandopløselighed end det tilsvarende stof uden ladning, og man skal være opmærksom på at opløseligheden påvirkes af pH. Ioniske stoffer (dvs. positivt eller negativt ladede molekyler, hhv. kationer og anioner) kan danne komplekser med mod-ioner, og komplekset kan være meget mindre vandopløseligt end begyndelsesstoffet. F.eks. er det velkendt, at LAS danner komplekser med calcium, som så fælder ud. Der findes også andre komplekser, som kan vanskeliggøre kildesporingen, blandt andet kan kationiske detergenter danne komplekser med den anioniske detergent LAS, som så ikke kan måles med visse målemetoder. I spildevand er der generelt gunstige betingelser for kemisk og biologisk nedbrydning af organiske stoffer, især hvis en prøvetagning foregår over flere dage. Hydrolyse er ofte en ret hurtig proces, men er ikke virksom for flertallet af relevante stoffer. Biologisk nedbrydning er relativt langsom, men vil påvirke langt flere stoffer, da de fleste organiske stoffer kan omdannes. Biologisk nedbrydning af miljøfremmede stoffer hæmmes ved lav temperatur, og ved langvarige prøvetagninger vil køling af prøvemateriale derfor være hensigtsmæssig. Dette vil også nedsætte fordampningen af flygtige stoffer. Der indsamles ofte døgnprøver, som konserveres dagligt, men en prøve opsamlet over en uge kan under normale forhold udmærket anvendes til kildesporing. Flere af de kildesporingsrelevante miljøfremmede stoffer er reelt grupper af flere stoffer. Det gælder LAS, NPE og PAH, og sammensætningen af gruppen kan afspejle et bestemt udledningsmønster. Hvad angår NPE kan der f.eks. udledes ren nonylphenol et sted, mens der andet sted udledes NPE med lange ethoxykæder. En måling af forholdet mellem de specifikke stoffer kan give oplysning om kildens karakter eller afstanden til den, mens en standard analysemetode kun vil angive det samlede indhold af NPE. Prøvetagning Ved valg af prøvetagningsmetode er det mindre vigtigt, hvilken metode der vælges, blot der på baggrund af målingerne kan opstilles en mere eller mindre præcis massebalance. Valgmulighederne er derfor afhængige af kvaliteten af de eksisterende data, behovet for præcision og de aktuelle forhold i kloaknettet (samt naturligvis de ressourcer, som er til rådighed). I særlige tilfælde kan stikprøver anvendes til kildesporing, hvor flow og sammensætning af spildevandsstrømmen er kendt. De mest almindelige prøvetagere er flow- og tidsproportionale vakuumprøvetagere, som automatisk suger en prøve op i en beholder afhængigt af hhv. vandføringen eller tiden. En flowproportional prøve udtages hyppigere eller med større volumen ved stigende flow, mens den tidsproportionale prøve er udtaget med ens tidsintervaller. Afhængig af omstændighederne kan prøven bestå af delprøver udtaget i løbet af et par timer eller over flere uger. Der findes prøvetagere med plads til et større antal prøver, men ofte skal prøvetagerens funktion alligevel inspiceres dagligt eller døgnprøver skal konserveres. Valg af metode Tidsproportional prøvetagning er en velkendt teknik, som dog er følsom over for svingninger i vandføringen. Flowproportional prøvetagning er mest avanceret og giver mest præcise resultater, men har i praksis hidtil ikke været så velegnet i store rørdiametre eller vandføringer (især problematisk under regnvejr ved fælleskloakering). Til måling af vandføring og flow-proportional prøvetagning er der dog kommet ringmålere frem, som løser nogle af disse problemer.
Automatisk prøvetagning, hvad enten der er tale om tids- eller flowproportional, rummer mulighed for store ærgrelser, fordi materiellet ikke altid fungerer under hele prøvetagningsperioden. Det kan medføre, at serier af prøvetagninger ikke bliver sammenlignelige, og må kasseres. Tidsproportionale prøvetagere er mindre komplicerede end flowproportionale og er derfor mindre udsatte for nedbrud. Til gengæld kan resultaterne ikke på samme umiddelbare måde omsættes til massebalancer for kloaknettet som resultater fra flowproportionale prøvetagere. Tidsproportionale prøvetagere er i dag billigere og står til rådighed i flere kommuner end flowproportionale, men der udvikles til stadighed nye og formodentlig mere driftsikre prøvetagere, og det anbefales at tage kontakt med firmaer eller kommuner med erfaring i emnet. Nøjagtighed For de fleste automatiske prøvetagere er usikkerheden på prøveopsamlingen i størrelsesordnen 20-30%. Det skal huskes, at der kun tages prøver i et ganske lille tidsrum sammenlignet med det tidsrum, der regnes på (anslået samlet tid ved fire prøvetagninger á 100 mL i timen: samlet max. 5 min.). Prøvetypen Prøvetypen kan f.eks. være (total eller filtreret) vandprøve, prøver af suspenderet materiale og prøver af kloakhud. Ofte indsamles den bundfældede fraktion i prøveoptageren over en tids/flow periode. Den har sammenhæng med slamfraktionen og repræsenterer allerede en opkoncentrering af de fleste stoffer. Materialevalg Miljøfremmede stoffer kan frigives fra mange af de produkter, som kan anvendes i en prøvetager, eller der kan være materialer i prøvetageren som binder stofferne til sig. Disse emner skal tages op med analyselaboratoriet. Analyseparametre Det eller de miljøfremmede stoffer man ønsker at spore, skal naturligvis analyseres, men der er en række sideparametre som med fordel kan inkluderes, da de hjælper fortolkningen af data. Afhængig af valg af prøvetype kan eksempler være tørvægt, organisk kulstof (TOC), suspenderet stof eller turbiditet, flow, pH o. lign. Da mange udledninger er kortvarige, bør disse målinger ideelt set være meget hyppige, og for nogle parametre findes udstyr til kontinuert måling. Analysemetodiske overvejelser Det kan være relevant at anvende andre analysemetoder end standardmetoder, hvis særligt lave (eller høje) koncentrationer skal bestemmes, eller hvis særlige præcise stofmønstre ønskes afsløret. Relevante metoder bør drøftes med analyselaboratoriet når strategien planlægges.
Detektionsgrænse og præcision Analyselaboratoriets detektionsgrænse for slamstoffer kan være tilstrækkelig til også at måle på suspenderet stof opsamlet fra spildevandet, og den kan også være acceptabel for måling på total vandprøver. For filtrerede vandprøver vil der sandsynligvis være tale om specialanalyser, og det må under alle omstændigheder anbefales, at man får afklaret disse problemstillinger med laboratoriet, inden der vælges metoder. Den analytiske præcision er generelt høj (typisk 10-20%) og oftest bedre end andre forhold, som kan påvirke en kildesporing, f.eks,. prøvetagningsusikkerhed (20-30%) eller variationen i indholdet af suspenderet stof (120-450 mg/l i tørvejr ~ faktor 4). Laboratorier Et antal laboratorier udbyder slamanalyser i "pakker", der er relevante for overvågning og afskæringsværdier for miljøfremmede stoffer. Præstationsprøvninger for disse stoffer har vist, at der p.t. kun er en håndfuld kvalificerede kommercielle laboratorier i Danmark, og hvis der er tale om mere specielle stoffer eller analyser af filtreret vand, kloakhud eller lignende anderledes prøvetype, bør der tages kontakt med analyselaboratoriet før igangsættelse af projektet. Nødvendige ressourcer Våd kildesporing kan være en relativt dyr aktivitet. Det er derfor en fordel at komme så langt som overhovedet muligt med tør kildesporing. Ressourcer skal om nødvendigt afsættes til (leje eller køb af) prøvetagningsudstyr, diverse arbejder ved montering (f.eks. opstemninger og ændrede brønddæksler), afspærring af trafik, materiel og mandskab fra andre kommunale afdelinger, (dagligt) tilsyn af prøvetagere og endelig betaling for analyser. Priserne (excl. moms) for leje af prøvetagningsudstyr vil sandsynligvis ligge mellem kr. 1.500 og 3.000 per uge afhængig af typen og vanskelighederne ved opsætning, mens priserne for en "slampakke" med de fire slamstoffer kan ligge fra kr. 3.000 til 5.000 afhængig af laboratoriet, metoden og antallet af analyser. Et samlet overslag på prøvetagning og analyse af prøver vil være 5.000 til 15.000 kroner per knudepunkt. |