Bearbejdning af målinger af regnbetingede udledninger af Npo og miljøfremmede stoffer fra fællessystemer i forbindelse med NOVA 2003

Sammenfattende artikel

Bedre viden om forurening fra regnudledninger fra fællessystemer

Manchet:

I forbindelse med måleprogrammet NOVA 2003 er der målt på 146 stoffer i regnafstrømningen fra fællessystemer, dvs. afløbssystemer der afvander både regn- og spildevand. De nye danske målinger er vurderet og suppleret med andre danske og internationale undersøgelser. På den baggrund er der skønnet typiske koncentrationsintervaller for 8 tungmetaller og 16 miljøfremmede organiske stoffer. Koncentrationsintervallerne kan bruges til at beregne hvad man må forvente vil blive udledt fra typiske fællekloakerede oplande i Danmark. For de øvrige stoffer er den tilvejebragte viden opstillet og systematiseret så den kan bruges til beregning af konkrete scenarier, men den eksisterende viden tillader ikke opstilling af typiske intervaller af koncentrationer for disse stoffer.

Baggrund og formål: Ny viden om stofkoncentrationer

Det er kendt, at stofkoncentrationer i afstrømning i fællessystemer under regn varierer kraftigt og at en væsentlig del af variationen ikke kan forklares deterministisk men må fortolkes statistisk som en tilfældig variation. I forbindelse med det nationale overvågningsprogram for vandmiljøet, NOVA 2003, var det planlagt at udtage prøver af i alt 27 regnvandshændelser i afløbssystemer til både regn- og byspildevand fordelt på tre oplande i perioden 1997-2000. Prøven skulle analyseres for de 146 stoffer nævnt i NOVA 2003s program for spildevand foruden NPO-stoffer.

Selv under optimale forhold vil der være store usikkerheder ved en så begrænset prøvetagning. Dette projekt har bearbejdet de indsamlede måledata og sammenstillet dem med andre måledata i dansk og international litteratur for at kunne opstille så repræsentative koncentrationsintervaller for stofafstrømning som muligt. Ønsket er at kunne opstille koncentrationsintervaller for så mange NOVA 2003 stoffer som muligt, således at man kan udregne forureningen fra danske fællessystemer under regn så godt som muligt. Det er fra starten klart, at koncentrationsintervallerne i nogle tilfælde vil være endog meget store fordi der er tale om stoffer hvor der ikke forefindes ret mange målinger.

Undersøgelsen: Brug af både danske og udenlandske undersøgelser

Alle relevante danske data om regnbetingede udledninger fra afløbssystemer og nyere undersøgelser om tungmetaller og miljøfremmede organiske stoffer fra begge typer af afløbssystemer og sedimenter er blevet indsamlet, kvalitetskontrolleret og bearbejdet.

Herudover er der gennemført et litteraturstudie for at inddrage udenlandske erfaringer og stofkoncentrationer. På baggrund af den indsamlede information er opstillet forventede koncentrationsintervaller for regnafstrømning og overløb fra fællessystemer under regn for alle de stoffer hvor den nødvendige viden skønnes at være til stede.

Hovedkonklusioner: Det er muligt at opstille koncentrationsintervaller for 24 stoffer

Der er ikke nogle af de tre oplande fra selve NOVA 2003 måleprogrammet, der på alle punkter lever op til kravene til prøvetagning og repræsentativitet af oplandet. De væsentligste mangler ved hvert opland er:
Analyseresultaterne er ikke blevet bearbejdet og udleveret
Prøverne har ikke været udtaget flowproportionalt og består stort set af spildevand
Afløbssystemet har områder hvor regnvand og spildevand afledes hver for sig, hvilket påvirker koncentrationsniveauet

Det sidstnævnte opland er bearbejdet detaljeret alligevel fordi der da er tale om prøver fra en oplandstype, der er hyppigt forekommende i Danmark; oplandet består af et ældre afløbssystemer med fælles afledning af regnvand og spildevand med nyere separatkloakerede oplande tilknyttet. Dette opland ligger i Frejlev, en forstad til Aalborg.

De to øvrige oplande er ikke benyttet i opstilling af skønnede intervaller for koncentrationer. Derfor er data fra en række andre undersøgelser inddraget for at kunne supplere oplysningerne fra oplandet i Frejlev. De øvrige (få) danske undersøgelser af regnafstrømning fra fællessystemer er inddraget, mens fokus har været på at søge at få kendskab til kilderne til regnafstrømningen og koncentrationen i afstrømningen fra disse kilder.

Kvaliteten af datamaterialet for hvert stof i NOVA 2003 måleprogrammet er vurderet med henblik på at klassificere det efter hvilken type af data der er tilgængelige og hvilken type af beregning der ideelt set kan foretages med den tilgængelige viden.

For 24 stoffer opstilles koncentrationsintervaller, der dækker det interval, som det forventes, at der bliver udledt via regnbetingede udledninger fra typiske fælleskloakerede oplande i Danmark. Disse koncentrationsintervaller er angivet i tabel 1. Koncentrationsintervallerne er i praksis så store, at de ikke kan bruges til at udregne den konkrete udledning fra et enkelt opland. Det der er muligt at beregne er for disse stoffer enten et bud på den årlige nationale udledning via overløb fra fællessystemer under regn eller lave scenarie-beregninger på en konkret opland for at sammenligne med andre kilder til en konkret forurening. Intervallerne gælder for overløbsvand og koncentrationerne er dermed ikke direkte sammenlignelige med koncentrationsintervaller for NPO-stoffer. I faktaboksen er forskellen mellem overvand og overløbsvand defineret.

For de øvrige stoffer er viden endnu mindre end for de 24 stoffer. Ved beregninger på disse stoffer skønnes det at være muligt at foretage beregninger af udledningen for forskellige scenarier på nationalt niveau, mens beregninger på det enkelte konkrete opland vil være forbundet med endog meget stor usikkerhed.

Tabel 1
Skønnede koncentrationsintervaller for overløbsvand for de stoffer, hvor det skønnes muligt at opgive intervaller.

Stofgruppe

Skønnet interval
µg/l

Tungmetaller

 

Arsen (As)

1,5-15

Bly (Pb)

10-70

Cadmium (Cd)

0,1-1,5

Chrom (Cr)

0,5-40

Kobber (Cu)

4-200

Kviksølv (Hg)

0,05-0,2

Nikkel (Ni)

1-20

Zink (Zn)

100-500

Aromatiske kulbrinter

 

Dimethylnaphthalenes

0,1-0,5

1- Methylnaphthalen

0,01-0,1

2-Methylnaphthalen

0,01-10

Naphthalen

0,05-5

Trimethylnaphthalenes

0,1-1

Phenoler

 

Nonylphenoler

0,1-5

Polyaromatiske kulbrinter (PAH)

 

Acenaphthen

0,01-1

Benzo(a)pyren

0,01-0,5

Benzo(e)pyren

0,01-0,5

Benzo[b+j+k]fluoranthene

0,01-0,5

Fluoren

0,01-1

Indeno(1,2,3-cd)pyren

0,02-0,5

Phenanthrene

0,01-0,5

Blødgørere

 

Butylbenzylphthalat (BBP)*

0,1-5

Di(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP)

1-20

Dibutylphthalat (DBP)*

0,1-10


Projektresultater: Oversigt over kilder og deres bidrag

Der er i Danmark foretaget en del undersøgelser af separat kloakeret vejvand, ikke mindst fra motorveje. Undersøgelserne har fokuseret på tungmetaller, men der er også enkelte undersøgelser af organiske miljøfremmede stoffer og toksicitet. I forbindelse med denne undersøgelse er det skønnet, at disse undersøgelser som udgangspunkt er af et væsentligt omfang, og at de for nogle stoffer kan danne basis for vurdering af selve regnafstrømningen inden opblandingen med spildevand i fællessystemet.

På tilsvarende vis vurderes, at der er foretaget tilstrækkelige undersøgelser af dansk spildevand til at det ikke vil bidrage væsentligt at inddrage udenlandske undersøgelser; den ekstra information vil være usikker idet sammensætning af spildevand varierer kraftigt mellem forskellige lande på grund af forskelle i forbrugsmønster. Der er dog stadig mange stoffer, hvor der kun er meget få målinger.

Der foreligger et omfattende internationalt litteraturstudie på regnafstrømning fra separate regnvandssystemer fra små overflader og vejvand. Dette litteraturstudie afrapporteres særskilt som et Miljøprojekt, men resultaterne har været inddraget i nærværende undersøgelse.

I forbindelse med nærværende projekt er der også søgt målrettet i den åbne litteratur efter undersøgelser af primært miljøfremmede organiske stoffer, men også tungmetaller i overløb fra fællessystemer under regn. Endelig er den sparsomme litteratur på undersøgelser af biofilm og sedimenter i fælleskloakerede afløbssystemer gennemgået.

Der er to hovedresultater fra oversigten over kilder og deres bidrag:
Der er generelt tale om meget store variationer på de samme stoffer, såvel mellem forskellige undersøgelser, men også ved flere målinger på samme opland.
Det er vanskeligt at opstille sædvanlige massebalancer for stofferne baseret på de enkelte bidrag. For de stoffer hvor der forefindes væsentlig information om koncentrationer i udledningen overvurderes udledningen når de enkelte bidrag adderes.

Opstilling af typiske koncentrationsintervaller

Alle stofferne klassificeres i forskellige kategorier afhængigt af den tilgængelige information. Der er lavet en opdeling i følgende kategorier:

Kategori 1: Stoffer eller stofgrupper, for hvilke typetal for overvand kan beregnes ud fra danske målinger i tilløb til overløbsbygværker i overensstemmelse med de etablerede retningslinier. Eksempler på stoffer i kategori 1 er NPO-stoffer.

Kategori 2: Stoffer eller stofgrupper, for hvilke typiske koncentrationsintervaller vil kunne skønnes ud fra danske målinger direkte på overløbsvand fra fælleskloakerede områder. Eksempler på stoffer i kategori 2 er tungmetaller og de fleste pesticider.

Kategori 3: Stoffer eller stofgrupper, for hvilke typiske koncentrationsintervaller vil kunne skønnes udfra data, som findes i den åbne internationale litteratur vedrørende koncentrationsniveauer i udledninger fra fælleskloakerede områder. Der er kun enkelte stoffer i kategori 3 fordelt med eet stof i hver stofgruppe.

Kategori 4: Stoffer eller stofgrupper, for hvilke typiske koncentrationsintervaller vil kunne skønnes på baggrund af data, som findes i dansk og international litteratur vedrørende koncentrationsniveauer i kilderne samt de processer som styrer opblandingsforhold mv. i kloaksystemet. Eksempler på stoffer i kategori 4 er de halogenerede alifatiske kulbrinter og chlorphenoler.

Kategori 5: Stoffer eller stofgrupper, for hvilke koncentrationsintervaller ikke kan skønnes på baggrund af nuværende viden. Eksempler på stoffer i kategori 5 er de fleste aromatiske kulbrinter og halogenerede aromatiske kulbrinter.

Viden om stoffet er mest detaljeret ved kategori 1 og mindst ved kategori 5, også fordi der for stoffer i kategori 1 også findes information svarende til de lavere kategorier. Det er væsentligt at pointere, at "typetal for overvand" kun kan beregnes for kategori 1 stofferne. For de øvrige stoffer er der tale om koncentrationsintervaller med et variationsområde så stort, at der ikke er mening i at skelne mellem overvandskoncentrationer og overløbsvandskoncentrationer.

Principielt kan de forskellige kategorier benyttes til forskellige niveauer af beregninger, således at en god viden om et stof i kategori betyder, at man kan foretage beregninger i et konkret opland. I praksis er det dog ikke lykkedes at opstille koncentrationsintervaller der er relevante til brug for beregning af udledninger i konkrete enkelte oplande; dertil er usikkerheden for stor. At et stof tilhører kategori 2 betyder derfor i praksis blot, at der foreligger nogle danske målinger af en vis kvalitet, se tabel 2.

Tabel 2
Skønnede mulige beregninger med de forskellige kategorier. Usikkerheden bliver væsentligt mindre når man rykker en søjle til højre. Parenteserne angiver, at sådanne beregninger kan foretages med rimelighed, såfremt den store usikkerhed på resultatet indgår i vurderingen.

 

Oplandsniveau

Nationalt niveau

 

Enkelt- hændelser

Årlig udledning

Årlig udledning

Relativ vurdering af kildestyrke

Kategori 1: DK Overvand

(X)

X

X

X

Kategori 2: DK overløbsvand

 

(X)

X

X

Kategori 3: Internationalt overløbsvand

 

 

(X)

X

Kategori 4: Data om kilder

 

 

 

(X)

Kategori 5: Ingen målinger

 

 

 

 


Sammenligning med tidligere undersøgelser

I forvejen eksisterer kun sådanne koncentrationsintervaller for 4 tungmetaller, bly, kobber, zink og cadmium. Disse koncentrationsintervaller er opstillet i Miljøprojekt 136 fra 1990. Inden projektet blev påbegyndt var forventningen, at koncentrationen af bly var faldet fordi brugen af blyholdig benzin er ophørt og at koncentrationen af kobber er steget på grund af introduktionen af asbestfri bremser. Der var ikke nogle forventninger til, at indholdet af de to sidste tungmetaller skulle have ændret sig. Disse antagelser har vist sig at holde stik.

Miljøstyrelsen (1990): Bearbejdning af danske måledata af regn og stoftransport. Miljøprojekt 136. Miljøstyrelsen, København.

Faktaboks til forklaring af fagudtryk under overskriften projektresultater: Forskel på overvand og overløbsvand

Ved udledninger fra fællessystemer skelnes normalt mellem overløbsvandskoncentrationer og overvandskoncentrationer. Overløbsvandskoncentrationen er den gennemsnitlige koncentration i det vand, der faktisk udledes i en konkret situation. Overvandskoncentrationen derimod kan ikke måles direkte, men er den koncentration der fremkommer ved at man måler den totale stofafstrømning under en regnhændelse og fratrækker den stofafstrømning, der ville være afstrømmet, hvis det havde været tørvejr. Overvandskoncentrationen repræsenterer dermed principelt summen af regnafstrømningen fra byoverflader samt bidraget fra sedimenter og biofilm i afløbssystemet.