| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Kilder til jordforurening med tjære, herunder benzo(a)pyren i Danmark

7. Baggrundsniveauet af PAH i jord

Ved analyser af jord med højt organisk indhold (tørv eller spagnum) ses ofte en naturlig baggrund af kulbrinter. Når der analyseres med en uspecifik analysemetode/detektor (GC-FID), giver dette ofte anledning til fejlagtig påvisning af PAH. I sådanne tilfælde bør der udføres GC-MS-analyse for at få bekræftet, om der er indhold af PAH, eller om der er tale om stoffer, der tilhører andre stofgrupper som steroider, E-vitamin, fedtsyrer m.v. /96/.

7.1 Baggrundsniveau i Danmark

Amternes Videncenter for Jordforurening /86/ har udført en statistisk bearbejdning af data indsamlet fra undersøgelser af diffust belastede byområder. Disse undersøgelser er ofte udført i forbindelse med kortlægning af jordforurening på naboarealer til forureningskilder.

Således er der i flere undersøgelser indgået vurderinger af, hvorvidt jordforureninger med bly og PAH aftager med afstanden fra en vej samt i dybden. Denne hypotese er bekræftet for bly, men ikke for PAH. På grund af den begrænsede datamængde er det kommenteret, at PAH-forureningen kan stamme fra mange andre lokale forureningskilder, eller at ukendte kilder kan have forstyrret den statistiske behandling.

Ved vurdering af medianværdier for PAH i jord er det vist, at indholdet af sum af PAH samt benzo(a)pyren i Københavnsområdet overskrider Miljøstyrelsens jordkvalitetskriterier på henholdsvis 1,5 og 0,1 mg/kg. Ligeledes er det statistisk vurderet, at prøverne fra henholdsvis provinsen og København er forskellige, jf. tabel 7.1.

Tabel 7.1
PAH i diffust forurenet jord i DK /86/.
PAH in diffuse contaminated soils in Denmark.

Det er desuden bekræftet, at der er en direkte sammenhæng mellem indholdet af benzo(a)pyren og sum af PAH (total PAH). Det er desuden bemærket, at det samme gælder for fluoranthen og sum af PAH (total PAH). Der er ikke vurderet andre PAH.

Konkrete undersøgelser af diffuse jordforureninger uden kendte kilder i 10 og 50 cm dybde i København har vist, at der er et betydeligt indhold af PAH i jorden. I tabel 7.2 er resultaterne fra tre undersøgelser i København af diffus jordforurening uden kendte kilder sammenfattet. I tabel 7.2 er de fundne koncentrationsniveauer for en del af undersøgelserne angivet som median- hhv. middelværdi, spredning samt maksimum- og minimumsværdier for jordprøver fra 0,1 mut.

Tabel 7.2
PAH resultater (mg/kg TS) for jord på diffust forurenede arealer.
PAH results (mg/kg dry weight) for soil from diffuse contaminated areas.

Blandt PAH er fluoranthen og pyren dominerende, idet der i Brønshøj-undersøgelsen /89/ er målt median- og middelværdier på henholdsvis 0,48/1,02 og 0,41/0,88 mg/kg TS.

Resultaterne fra en mindre undersøgelse af PAH-forekomster i overfladejord i Århus /90/ fordelt på forskellige lokaliteter og udvalgt efter påvirkning fra trafik og industri er vist i tabel 7.3. I undersøgelsen er der fundet væsentligt højere PAH-koncentrationer i byområder end i skov- og landområder, men der er ikke fundet indikationer på årsagen til jordens PAH-indhold.

Tabel 7.3
Koncentrationer af PAH i overfladejord i Århus (mg/kg TS) /90/.
Concentrations of PAH in surface soil in Århus.

Tal i parentes angiver, hvor mange lokaliteter, der er undersøgt i hver kategori
-: under detektionsgrænse (0,05-0,1 mg/kg TS)

Prøverne i tabel 7.3 er analyseret med GC-MS efter ekstraktion med dichlormethan (methylenchlorid), og i alle prøverne er der fundet andre organiske forbindelser, som er identificeret som forskellige organiske syrer og kulbrinter, formodentlig stammende fra naturligt organisk materiale. PAH-profilen viste en tendens til at fluoranthen, benzo(b)fluoranthen og pyren dominerer.

7.2 Baggrundsniveau i Tyskland

I Tyskland er der rapporteret jordkoncentrationer med PAH på op til 128 mg/kg som summen af 16 EPA PAH, og op til 12,9 mg/kg benzo(a)pyren /62/. I Hamburg i Tyskland er der i visse områder forhøjede værdier af PAH, som henføres til udbredte brande under anden verdenskrig /29, 63/.

Det generelle baggrundsniveau for overjord i landbruget er anslået til 0,2 mg/kg PAH. I bymæssige områder er der højere niveauer. Niveauet stiger med befolkningstætheden, og centrum af byerne har de højeste indhold /63/.

I Hamborg i Tyskland er der undersøgt 108 lokaliteter uden kendt forurening. Her er der opnået værdier for summen af 19 PAH (16 USA-EPA samt 1- og 2-methylnaphthalener og benzo(e)pyren) på op til 44 mg/kg. Der er et klart billede, hvor indholdet falder med stigende afstand til centrum. Median værdier i centrum var 4,4 mg/kg, i den landlige periferi 1,3 mg/kg og i det uberørte opland 0,4 mg/kg /29/. Der er konstateret en signifikant sammenhæng mellem indholdet af benzo(a)pyren og summen af de 19 PAH, med en korrelationskoefficient, r, på 0,98, hvor benzo(a)pyren udgør 7-8 % af summen af PAH /29/.

7.3 Baggrundsniveau i UK

Undersøgelse af en række jordprøver fra en jordbrugsforsøgsstation i UK (udtaget og opbevaret i lukkede beholdere) i perioden 1846–1986, har vist en stigning over årene på 4–5 gange den totale PAH-belastning i overfladejordprøver (0-23 cm, dvs. plovlag), jf. figur 7.1. Især benzo(b)fluoranthen, benzo(k)fluoranthen, benzo(a)pyren, pyren, benz(a)anthracen og indeno( 1,2,3-cd) pyren viste en stigende tendens /102/.

Se her!

Figur 7.1
Stigning i PAH koncentrationer i jordprøver fra UK over tiden. Taget fra Jones, 1988 /102/.
Increase in PAH concentration in UK soil samples with time. Figure is from /102/.

Jordkoncentrationerne i forsøgsarealerne er relateret til regional atmosfærisk tilførsel fra forbrænding af fossilt brændsel (kulfyring) på mellem 0,01-0,67 mg/m² pr. år for enkelt PAH. Den gennemsnitlige nedfald for perioden 1880-1990 var på 0,21 mg/m²/år for hver enkelte PAH som kan sammenlignes med værdier fra USA på 0,01mg/m² i landområder og 0,35 mg/m²/år i byområder /102/.

Supplerende undersøgelser i 1988 /103/ af jordprøver udtaget i 0-5 cm fra 49 forskellige områder i såvel fjerntliggende som land-, industri- og byområder i Wales, inklusive multivariate analyser af PAH-data, har desuden vist, at PAH-profilerne hovedsagelig er ensartede, og understøttede, at den primære årsag til forureningen var regional atmosfærisk tilførsel af partikler fra forbrænding af fossilt brændsel /102,103/. Kul har været anvendt til boligopvarmning i noget større skala i UK end i Danmark.

7.4 Baggrundsniveau i tropiske områder

I tropiske egne er der undersøgelser af områder med PAH belastning svarende til det gældende i temperede egne, men her er de målte indhold i jorden lavere. Årsagerne hertil kan være større fordampning og medfølgende nedbrydning i atmosfæren, hurtigere fotokemisk nedbrydning som følge af større lysintensitet, og endelig hurtigere mikrobiel nedbrydning på grund af højere jordtemperatur og større biologisk aktivitet /63/.

7.5 Oversigt over baggrundsniveauer af PAH i jord

I tabel 7.4 og tabel 7.5 er vist oversigter over rapporterede generelle niveauer for PAH i jord. Tabel 7.4 omfatter summen af PAH, hvor antallet af forbindelser omfattet af summen er anført, hvis dette er oplyst i referencen. Det antages, at niveauerne kan sammenlignes, selv om antallet af PAH er forskelligt, idet det må forventes, at det er de mest betydende PAH, som analyserne har omfattet. Endelig kan det ikke afgøres, om de anvendte analysemetoder har påvirket de præsenterede resultater. Dette sidste spørgsmål gør sig også gældende for tabel 7.5, hvor der er foretaget en sammenstilling af generelle niveauer for benzo(a)pyren. Baggrundsniveauet af BaP i jord er skønnet til 0,001-0,003 mg/kg og aldrig over 0,01 mg/kg /34/.

Tabel 7.4
Oversigt over generelle niveauer for summen af PAH i jord.
Overview of the general level for sum of PAH in soil.

Tabel 7.5
Oversigt over generelle niveauer for benzo(a)pyren i jord.
Overview for the general level for Benzo(a)pyrene in soil.

7.6 Baggrundsniveau i planter

Koncentrationen af PAH i plantemateriale er typisk mindre end koncentrationen i jord (0,2 - 33%), og der foregår dermed ikke nogen generel opkoncentrering. Det antages, at baggrundsniveauet for BaP i planter er 0,001-0,01 mg/kg, men der er fundet koncentrationer på op til 150 µg/kg i planter, der vokser på PAH-forurenet jord. PAH er hovedsagelig fundet i skrællen på rodfrugter, og vask kan kun fjerne op til 25% af PAH-indholdet. PAH adsorberes på planternes blade, og jo større blade jo højere indhold kan måles /34/.

Miljøstyrelsen /122/ har desuden i 1999 undersøgt grøntsager, frugt og bær, dyrket på tjæreforurenet jord. Konklusionen på undersøgelserne var, at tjærestoffer kun i begrænset omfang blev optaget gennem rodnettet og transporteret til andre dele af planterne. Koncentrationerne i afgrøderne var langt under koncentrationerne i jorden, men stofferne blev derimod optaget i de dele af planterne, som havde direkte kontakt med jorden, hvilket primært gjorde sig gældende for rodfrugter. Der skete desuden et optag i overjordiske plantedele fra jordstænk ved kraftige regnskyl eller fra ophvirvlet støv i tørre perioder. Undersøgelserne viste, at de højeste koncentrationer af stofferne fandtes i rodfrugter som kartofler og gulerødder, men at langt den største del kunne fjernes ved skrælning.

7.7 Biologisk PAH dannelse

Der er konstateret biologiske kilder til enkelte PAH forbindelser. Perylen, som ikke er en af de 16 USA-EPA PAH, vides at kunne dannes biologisk under anaerobe forhold /33/. Der er undersøgelser af ferske og marine sedimenter, som påviser i størrelsesordenen 1 mg/kg perylen, hvor summen af 16 EPA PAH i samme prøver udgjorde mindre end 0,1 mg/kg /63/. Der er fundet forøgede koncentrationer af perylen med dybden i et jordprofil, hvilket indikerer, at perylen kan dannes også i jord udfra naturligt organisk stof /33/. Mere kuriøst er vist, at naphthalen og phenanthren sammen med perylen findes i termitbo i Amazonas regnskove. Dannelse sker formodentligt ud fra det træ, som termitterne spiser. Da termitter i visse områder har en betydelig udbredelse, anføres det, at de dannede forbindelser kan udgøre en betydelig mængde. De PAH, som typisk dannes ved skovbrande (fluoranthen, pyren, benz(a)anthracen dibenz(a,h) anthracen og indeno(1,2,3-cd)perylen), forekommer kun i lave koncentrationer i Amazonas /33/.

Perylen kan altså benyttes om en indikator for biologisk dannelse af PAH. Der er ikke fundet rapporter om, at de PAH, som vurderes i forureningssammenhæng, kan dannes ved biologiske processer under danske forhold.

Perylen kan altså benyttes om en indikator for biologisk dannelse af PAH.