| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |
Brug af regnvand opsamlet fra tage og befæstede arealer
2 Karakteristik af opsamlet regnvand
2.1 Introduktion
Dette kapitel beskriver de parametre, der tidligere er undersøgt samt de fundne koncentrationsniveauer. Desuden er der samlet information vedrørende antallet af
målinger og karakteren af det befæstede areal som det undersøgte vand er opsamlet fra (f.eks. tag, parkeringsplads m.m.).
Artikler, rapporter etc. om karakteristik af regnvand i et bredt perspektiv, der er publiceret i den åbne litteratur for perioden 1980-2001 er blevet gennemgået.
Dette betyder, at data om forureningskomponenter i vand opsamlet fra forskellige arealer såsom tage, veje, parkeringspladser, fortove, lufthavne eller pladser er
inkluderet. Undersøgelser, hvor recipienten har været i fokus, er ikke medtaget, på grund af den mulige fortynding fra basisvandføringen samt påvirkning med andre
stoffer f.eks. som følge af spildevandsudløb og overløb af urenset spildevand fra fælleskloakerede systemer.
Metoden har været en grundig søgning i åben national og international litteratur. Den centrale litteratur er blevet fundet via kendte databaser suppleret med andet
relevant materiale i form af rapporter og konferenceindlæg. Størstedelen af undersøgelserne stammer fra Europa og Nordamerika, med nogle få bidrag fra Asien
(f.eks. Japan) og Oceanien. Der er kun fundet enkelte undersøgelser fra den øvrige del af verden. En oversigt over de søgte databaser kan findes i bilag A.
De fundne data er så vidt muligt opdelt som i ”Nationalt program for overvågning af vandmiljøet 1998-2003; NOVA 2003”. Tabeller med alle måleparametre, de
fundne koncentrationsintervaller, antal undersøgte lokaliteter samt referencer er præsenteret i bilag B. Det bemærkes, at der i enkelte tilfælde optræder flere
forskellige lokaliteter, der er sammenfattet under én undersøgelse, f.eks. har Cole et al. (1984) sammenfattet resultaterne fra NURP (Nationwide Runoff Program,
US EPA) som er en sammenstilling af data fra 51 forskellige oplande spredt over forskellige amerikanske stater.
Mangelfulde oplysninger om typen af overflade, hvorfra regnvandet opsamles, har gjort det vanskeligt at kategorisere informationer omkring typen af befæstet areal.
I ca. en tredjedel af publikationerne angives kun oplysninger af typen ”urban afstrømning”, ”industriområde”, ”beboelsesområde”. De fundne litteraturværdier
opgives derfor i denne rapport kun som et samlet koncentrationsinterval, og der skelnes altså generelt ikke mellem de forskellige typer af befæstede arealer.
2.2 Generel karakteristik
I litteraturen om regnafstrømning - både i den hér gennemgåede og i litteratur om udledninger til recipienter fra afløbssystemer er der en generel erkendelse af, at
stofkoncentrationer varierer overordentligt meget. En "first flush" effekt betyder, at stofkoncentrationerne alt andet lige er størst i begyndelsen af en regnhændelse.
Dette kan skyldes, at nogle forureningskomponenter akkumuleres i atmosfæren eller på overflader i tørvejr, hvorefter de udvaskes under regn med høje
koncentrationer i starten, som derefter falder, efterhånden som kilden udtømmes. Fænomenet er velkendt for små overflader, mens det er mere kompliceret for
større områder, hvor tidsforskydning af afstrømning fra flere små overflader samt sedimentation, resuspension og afrivning i rørsystemerne kan udjævne effekten
meget (se f.eks. Arnbjerg-Nielsen et al., 2000). Den modsatte effekt med lave koncentrationer i starten af en regnhændelse er også observeret, hvilket kan skyldes
langsom frigivelse af stoffer fra f.eks. tagmateriale. Dette viser, hvor stor forskel der kan være på det tidsmæssige forløb af koncentrationer mellem
afstrømningshændelser målt på samme lokalitet.
Ligesom stofkoncentrationerne varierer i løbet af en regnhændelse, er der også variation mellem regnhændelser, og fra det ene sted til det andet. Da der ikke har
været stor succes med at forklare disse variationer på en holdbar måde, er der tradition for i stedet at beskrive variationerne statistisk. For den enkelte
afstrømningshændelse beregnes en såkaldt hændelsesmiddelkoncentration (HMK, eller på engelsk EMC), der er en vægtet gennemsnitskoncentration svarende til
koncentrationen i en flowproportional prøve.
2.3 Fysiske parametre
De fysiske og kemiske parametre, der bedst beskriver den overordnede kvalitet af det opsamlet regnvand, er præsenteret i tabel 2.1.
Tabel 2.1. Fysiske parametre for opsamlet regnvand.
Parameter |
Interval |
SS (Suspenderet Stof) (mg/L) |
0,5 - 5.700 |
Ledningsevne (µS/cm) |
0 - 110.000 |
Farve (mg/L eller Pt) |
66 - 279 |
Turbiditet (NTU) |
1,5 - 400 |
Temperatur (°C) |
1 - 31 |
De fysiske parametre er inddelt i tre kategorier: Partikelkarakterisering, ionindhold og andet (bilag B, tabel B1). Der er generelt store variationer i såvel ionindhold
som forekomsten af partikler. Det bemærkes f.eks., at ledningsevnen varierer fra 0 til 110.000 µS/cm, hvor den nedre grænse svarer til destilleret vand, mens den
øvre grænse svarer til afstrømning fra vej i vintertid efter vejsaltning.
I litteraturen er der observeret værdier for mængden af total opløst stof (TDS) i intervallet 13 - 81.700 mg/L. Dette interval svarer til forskellen mellem fersk-
(TDS <1000 mg/L) og saltvand (TDS omkring 35.000 mg/L). Også farvetallet og turbiditeten for det opsamlede regnvand varierer meget (tabel 2.1).
Indholdet af partikler i vandet kan karakteriseres ved koncentration, størrelsesfordeling og kemisk sammensætning. Det skal understreges, at koncentrationen af
partiklerne er blevet målt med forskellige metoder, hvilket betyder at resultaterne ikke kan sammenlignes direkte. Den vigtigste forskel på de forskellige metoder er
afskæringsværdien for skelnen mellem fast og opløst fraktion. Oftest bruges en afskæringsværdi på 0,45 µm, men også andre størrelser anvendes f.eks. 0,22 µm og
1 µm. Det bemærkes at TSS (total suspenderet stof) inkluderer partikler og opløste ioner, mens TDS (total opløst stof) inkluderer partikler, der er mindre end
afskæringsværdien (svarende til porestørrelsen for filteret) samt opløste ioner.
Bestemmelse af den kemiske sammensætning af vandets partikulære fraktion er en tredje måde at karakterisere partikler på. Det er ikke fundet information
vedrørende f.eks. mineralogisk sammensætning, men densiteten (1,4-2,6 g/cm³) af partiklerne er blevet målt i et enkelt studium (bilag B, tabel B1).
2.4 Kemiske parametre
De kemiske parametre er blevet opdelt i 5 grupper: Generel vandkemi, pufferkapacitet, iltforbrug, næringsstoffer, samt sumparametre for organisk materiale (bilag
B, tabel B2). Et udvalg af disse parametre er præsenteret i tabel 2.2.
Tabel 2.2. Kemiske parametre for opsamlet regnvand (koncentrationer i mg/L medmindre andet er angivet).
Parameter |
Interval (mg/L) |
Generel vandkemi |
|
Klorid |
0,7 - 46.000 |
Opløst ilt |
0,0 - 14,8 |
Hårdhed (CaCO3) |
1,5 - 880 |
pH (-) |
3,8 - 9,8 |
Sulfat (SO42-) |
0,04 - 680 |
Sulfider (S2-) |
0,0 - 15,0 |
Pufferkapacitet |
|
Alkalinitet (CaCO3) (meq/L) |
11 - 520 |
Sumparametre for organisk materiale |
|
Olie & fedt |
<0,1 - 161 |
TOC |
<0,7 - 390 |
DOC |
0,3 - 331 |
Iltforbrug |
|
BOD |
1 - 6.700 |
COD |
2 - 270.000 |
Næringsstoffer |
|
∑NH3 & NH4+ -N |
0,001 - 19 |
∑NO3-&NO2- -N |
0,01 - 23 |
∑Ntot |
0,2 - 40 |
TKN –N |
<0,02 - 400 |
∑PO4 –P |
<0,01 - 7,4 |
∑Ptot |
<0,001 - 13 |
Kloridindholdet varierer meget, men de ekstremt høje værdier skyldes vejsaltning, der som tidligere nævnt også var årsag til de høje værdier for ionstyrke og
ledningsevne. Fluorid er kun målt i en enkelte undersøgelse i intervallet 0,1-0,2 mg/L.
Koncentrationen af opløst ilt varierer fra under detektionsgrænsen (anaerobe forhold) op til 14,8 mg/L. De anaerobe forhold viser, at iltforbruget under opbevaring
kan overstige geniltningshastigheden. At der rent faktisk kan forekomme anaerobe forhold understreges af, at der er observeret relativt høje koncentrationer af
sulfid i vandet (op til 15 mg/L).
pH-værdierne ligger i intervallet 3,8-9,8, hvor maksimalværdierne er fundet i uspecificeret afstrømmende regnvand (Bartkowska og Królikowski, 1996), mens
minimumsværdierne stammer fra vand, opsamlet fra tjærede tage (Quek og Förster, 1993). pH-værdien for regnvand ligger normalt i intervallet 3,4-7,5 (Quek og
Förster, 1993; Carratala og Bellot, 1998; Yuan et al., 1997; Logan et al., 1982; Harned, 1988), men kontakt med nogle materialer (f.eks. cement) kan hæve pH
værdien. Makepeace et al. (1995) angiver normalværdien for pH i opsamlet regnvand til 4,5-8,7.
Bufferkapaciteten er målt med forskellige metoder, nemlig acid capacity, aciditet, alkalinitet (som CaCO3) og total alkalinitet. Da det ikke klart fremgår af de
pågældende undersøgelser, hvordan acid capacity og aciditet måles, er det svært at sammenligne resultaterne direkte. Det er imidlertid tydeligt, at alkalinitet
(ligesom pH) i høj grad varierer afhængigt af, hvor vandet er opsamlet.
Der er fundet et stort antal sumparametre for organisk stof (i alt 32 forskellige) (bilag B, tabel B2). Koncentrationen af partikulært organisk stof er generelt større
end koncentrationen af opløst organisk stof (alifatisk, aromatisk, polær, ekstraherbar og total) (bilag B, tabel B2).
Opløst organisk kulstof (DOC) defineres normalt som den kulstoffraktion, der er mindre end 0,45 µm. DOC i opsamlet regnvand ligger i intervallet 0,3 til
331 mg/L. Et tilsvarende interval for regnvand opsamlet uden det har været i kontakt med overflader er 0,5-1,5 mg/L (Hoffman et al., 1980).
Indholdet af organisk stof kan være vigtigt, da mængden af tilgængeligt organisk kulstof kan øge eftervæksten af mikroorganismer og kan være en indikator på
vandets forventede iltforbrug. Der er fundet meget høje ekstremværdier for f.eks. kemisk iltforbrug (COD) på op til 270.000 mg/L i en lufthavn, hvor man har
anvendt et organisk af-isningsmiddel, men bortset fra dette ekstreme tilfælde er den højeste værdi 3380 mg/L, som stammer fra et motorvejsdræn (Moxness,
1987).
Vandets indhold af næringsstof er kvantificeret med mange forskellige metoder, hvilket gør det svært at sammenfatte og sammenligne datamaterialet. Generelt er
summen af ammonium/ammoniak (NH3&4) det samme som summen af nitrit/nitrat (NO2&3). Dog er summen af NH3&4 og NO2&3 større end de målte total koncentrationer, hvilket skyldes at måleresultaterne stammer fra forskellige undersøgelser. Der er fundet fosfatkoncentrationer (PO4-P) fra <0,001 mg/L op til 7,4
mg/L (tabel 2.2).
2.5 Metaller og overgangselementer
Denne gruppe omfatter tungmetaller, alkali- og jordalkalimetaller samt overgangselementer (jvf. NOVA 2003).
Der er mest information om Cd, Cr, Cu, Pb og Zn, mens der kun findes enkelte undersøgelser for de øvrige sporstoffer (bilag B, tabel B3). Koncentrationerne af
udvalgte metaller er præsenteret i tabel 2.3.
Tabel. 2.3. Fundne koncentrationer af nogle udvalgte metaller i opsamlet regnvand.
Metal |
Koncentration (µg/L) |
Aluminium (Al) |
5,0 - 71.300 |
Calcium (Ca) |
131 - 480.000 |
Cadmium (Cd) |
<0,1 - 700 |
Krom (Cr) |
<0,5 - 4200 |
Kobber (Cu) |
<0,5 - 6800 |
Jern (Fe) |
0,5 - 81.300 |
Kalium (K) |
100 - 13.700 |
Magnesium (Mg) |
56 - 39.700 |
Mangan (Mn) |
0,5 - 1650 |
Natrium (Na) |
460 - 67.000.000 |
Nikkel (Ni) |
5 - 580 |
Bly (Pb) |
<0,5 - 2.800 |
Zink (Zn) |
<0,05 - 44.000 |
I tabel 2.3 optræder en række ekstremkoncentrationer for metallerne (se også bilag B, tabel B3). Ekstremværdien for aluminium på 71.300 µg aluminium/L
stammer fra en ufiltreret tagvandsprøve (Pitt et al., 1995), mens den højst målte zinkkoncentration på 44.000 µg/L stammer fra et zinktag (Quek og Förster, 1993).
Ekstremværdierne for natrium (67.000 µg/L) kommer fra motorveje (Lygren, 1984; Moxness, 1987), mens den højeste jernkoncentration er målt i et byområde i
Brasilien (81.290 µg/L; de Luca et al., 1991). Nikkel er målt som uspecificeret Ni i koncentrationerne fra 5 til 580 µg/L. Mht. alkali- og jordalkalimetallerne er
indholdet af Ba, Be, Ca, 137Cs, K, Mg, Na og Sr bestemt. Indholdet af 137Cs er målt i en vandpyt og i tagvand i Sverige lige efter Tjernobyl-ulykken og studiet
viste, at stoftransporten var helt domineret af partikler (Halldin et al., 1990). Ca, K, Mg og Na forekommer altid i niveauer på mg/L, mens Ba, Be og Sr typisk
forekommer i µg/L. Overgangselementerne As og Se er fundet i niveauer fra 0,1 til 340 µg/L og fra <0,5 til 77 µg/L, hvor de højeste værdier kommer fra
henholdsvis drænvand fra en motorvej (Moxness, 1987) og NURP undersøgelsen i USA (Cole et al., 1984).
For de mest intensivt studerede stoffer er specieringen af metallerne, dvs. fordelingen mellem opløst og fast bundet metal, samt fordeling mellem forskellige opløste
specier, blevet undersøgt. Metallerne er blevet størrelsesfraktioneret for at få en idé om mængden af stof på partikulær form i forhold til opløst form, og fordelingen
af stof på de forskellige størrelsesfraktioner. Dette giver information om bl.a. mobilitet og biotilgængelighed af metallerne. Bly og zink optræder f.eks. i helt
forskellige faser. Således optræder Pb primært i den faste fase, mens Zn først og fremmest findes på opløst form (tabel 2.4).
Organiske blyforbindelser, der stammer fra tilsætningen af bly til benzin, er fundet i drænvand fra motorveje (Harrison et al., 1986). Blyholdig benzin anvendes i dag
kun i yderst begrænset omfang i Danmark og de refererede værdier kan derfor ikke antages at være relevante længere.
Tabel 2.4. Speciering af tungmetallerne (enhederne µg/g tørvægt henviser til indholdet af metaller i den totale mængde af partikler i vandfasen.
Metal |
Koncentration (µg/L) |
Cadmium (Cd) |
|
Opløst |
<0,01 - 12 |
Partikulært |
<0,01 - 7,2 |
Totalt |
0,04 - 30 |
Totalt (µg/g) |
0,07 - 27 |
Krom (Cr) |
|
Opløst |
0,2 - 2,6 |
Partikulært |
0,1 - 9,6 |
Totalt |
0,4 - 230 |
Kobber (Cu) |
|
Syreekstraherbart |
30 - 305 |
Opløst |
1,0 - 248 |
Partikulært |
0,1 - 145 |
Totalt |
1,9 - 1.120 |
Totalt (µg/g) |
5 - 842 |
Bly (Pb) |
|
Syreekstraheret |
50 - 575 |
Totalt opløst bundet til organisk materiale |
0,04 - 1,30 |
Opløst |
<0,01 - 120 |
Partikulært |
0,04 - 482 |
Totalt |
0,5 - 2.410 |
Totalt (µg/g) |
5 - 1.233 |
Zink (Zn) |
|
Syreekstraheret |
160 - 1.120 |
Opløst |
<0,05 - 38.267 |
Partikulært |
<0,05 - 98 |
Totalt |
4 - 43.942 |
Totalt (µg/g) |
11 - 2.691 |
2.6 Miljøfremmede organiske stoffer
Der er i litteraturen fundet 311 forskellige miljøfremmede organiske måleparametre, inklusiv total koncentrationer og fordeling mellem forskellige specier i opsamlet
regnvand (bilag B, tabel B4). For det enkelte stof er antallet af undersøgelser dog typisk meget begrænset, og hovedparten af stofferne er kun fundet i en enkelt
eller højst et par af referencerne. Tabel 2.5 viser 13 grupper af miljøfremmede organiske stoffer, som er målt som total koncentrationer i opsamlet regnvand. Langt
de fleste grupper indeholder et eller flere stoffer, der kun har været målt i et enkelt studie.
Tabel 2.5. Grupper af miljøfremmede organiske stoffer målt som total koncentrationer i regnvand opsamlet fra befæstede arealer (*markerer at der i stofgruppen er
indeholdt stoffer, der kun er analyseret i en enkelt undersøgelse) (bilag B, tabel B4).
Miljøfremmede organiske stoffer |
Antal fundne stoffer |
Alifatiske kulbrinter |
18* |
Aromatiske kulbrinter |
15* |
Blødgørere |
8 |
Dioxiner og furaner |
34 |
Halogenerede alifatiske kulbrinter |
25* |
Halogenerede aromatiske kulbrinter |
14* |
Pesticider |
56* |
Polychlorede biphenyler (PCB) |
13* |
Phenoler |
31* |
Polyaromatiske kulbrinter (PAH) |
34* |
P-triestere |
3 |
Ætere |
8* |
Andre stoffer |
20* |
Polyaromatiske kulbrinter (PAH) samt pesticider er de mest undersøgte parametre. Det største studie af organiske stoffer i afstrømningsvand er udført på store
oplande i USA, hvor der er analyseret for 106 prioriterede organiske forureningskomponenter. Af disse blev 63 stoffer fundet i afstrømningsvand (Cole et al.,
1984). I et dansk studie er der analyseret for 71 forskellige stoffer i afstrømningsvand fra befæstede arealer, og 49 af disse blev fundet (Kjølholt et al., 1997).
Tabel 2.6 viser de fundne stoffer fra de to største grupper (PAH'er og pesticider). Det drejer sig om 21 PAH'er samt 10 pesticider, der alle er fundet på mindst 5
lokaliteter.
Tabel 2.6. Miljøfremmede organiske stoffer, som er fundet på mindst 5 lokaliteter (bilag B, tabel B4).
PAH'er |
Pesticider |
2-Methylanthracen |
α-HCB |
9,10-Dimethylanthracen |
Chlordan |
Acenaphthen |
DDT |
Acenaphthylen |
Endrin |
Anthracen |
Lindan (γ-HCB) |
Benzo[a]anthracen |
2,4-D |
Benzo[a]pyren |
MCPP (Mecoprop) |
Benzo[b]fluoranthen |
Methoxychlor |
Benzo[b]fluoren |
Atrazin |
Benzo[bjk]fluoranthen |
Simazin |
Benzo[e]pyren |
|
Benzo[ghi]perylen |
|
Benzo[k]fluoranthen |
|
Chrysen/Triphenylen |
|
Fluoranthen |
|
Fluoren |
|
Indeno [1.2.3-cd] pyren |
|
Methylphenanthren |
|
Perylen |
|
Phenanthren |
|
Pyren |
|
Pesticider er en særdeles inhomogen gruppe, der alene er defineret ud fra stoffernes funktion, dvs. evne til at dræbe eller kontrollere forskellige organismer.
Gruppen indeholder stoffer med vidt forskellige kemiske strukturer og egenskaber (phenoxysyrer, organiske chlorforbindelser, organiske fosforforbindelser og
triaziner). I litteraturen er der fundet 67 forskellige parametre for pesticider (bilag B, tabel B4). Koncentrationsniveauerne varierer meget, hvilket skal ses i relation
til de meget forskellige fysisk-kemiske egenskaber for det enkelte pesticid. Dog kan det overordnet konkluderes, at koncentrationerne typisk er under 1 µg/l.
Undtagelser fra dette er stofferne 2,4-D, MCPP og diuron, som er fundet i koncentrationer op til 500 µg/l (MCPP) (bilag B, tabel B4).
Af de miljøfremmede stoffer må gruppen af polyaromatiske kulbrinter (PAH) siges at være relativt velundersøgt, og der findes endog adgang til data for stoffernes
speciering i afstrømningsvand. Som følge af stoffernes ringe vandopløselighed og store sorptionsevne vil PAH-forbindelser hovedsagelig findes i det partikulære
materiale, men koncentrationer i vandfasen på flere hundrede mikrogram per liter er beskrevet i litteraturen (bilag B, tabel B4)
Der er fundet alifatiske kulbrinter (alkaner) med kædelængden C13 til C29 i afstrømningsvand samt en alken (C16) tillige med de tilsvarende fedtsyrer (C6-C18)
og alkoholer (C8-C14) (bilag B, tabel B4).
Med hensyn til de aromatiske kulbrinter, er der fundet naphthalen i vandfasen i koncentrationer op til 49 µg/L, men helt op til 1272 g/g sorberet til partikler. I denne
gruppe indgår også BTEX (benzen, toluen, ethylbenzen og xylener), som er fundet i koncentrationer på 0,02-18 µg/L.
Der er analyseret for i alt 7 forskellige blødgørere, nemlig 6 phthalater og en adipat. Phthalaten DEHP (di(2-ethylhexyl) phthalate) er det stof, der oftest er
analyseret for og fundet. Den blødgører, der er fundet i den højeste koncentration i opsamlet regnvand er butylbenzylphthalate (BBP) i koncentrationer op til 100
og 130 µg/L i henholdsvis tagvand og ”landscaped areas” (Pitt et al., 1995).
Polychlorede dibenzodioxiner (PCDD) og polychlorede dibenzofuraner (PCDF) er målt i tre studier i Stockholm (Sverige), San Francisco (USA) og Bayreuth
(Tyskland) som nogle enkelte isomere af tetra-, penta-, hexa-, hepta,- og oktachlordibenzodioxin og tetra-, penta-, hexa-, hepta,- og oktachlordibenzofuran og
som sumparametre for alle isomere (Näf et al., 1990; Horstmann og McLachlan, 1995; Wenning et al., 1999). Total PCDD er målt i koncentrationer op til 15500
pg/L (0,0155 µg/L).
Halogenerede alifatiske kulbrinter inkluderer de chlorerede opløsningsmidler f.eks. di-, tri- og tetrachlormethan og -ethan. Disse stoffer er med enkelte undtagelser
kun inkluderet i den amerikanske NURP-undersøgelsen fra begyndelsen 1980'erne (Cole et al., 1984)
Der er heller ikke analyseret for halogenerede aromatiske kulbrinter i større udstrækning. Oftest er der målt for 1,3-dichlorbenzen, som er fundet i koncentrationer
fra <0,01 til 103 µg/L, hvor maksimumsværdien kommer fra afstrømningsvand fra en parkeringsplads (Pitt et al., 1995)
PCB er i de fleste tilfælde målt som sumparametre, og flere studier har ikke rapporteret andet end om stofgruppen er detekteret/ikke detekteret.
Gruppen af phenoler indeholder i alt 32 stoffer og sumparametre, og hovedparten af disse er kun analyseret i enkelte studier. Det er væsentligt at bemærke, at der
er fundet fem forskellige chlorphenoler, herunder stoffet pentachlorphenol (PCP) som er et biocid. PCP er i en amerikansk undersøgelse fundet i koncentrationer
op til 115 µg/L i afstrømningsvand (Gavin og Moore, 1982). I Danmark er stoffet fundet i langt lavere koncentrationer, nemlig 0,044-0,048 µg/L i afstrømningsvand
fra befæstede arealer (Kjølholt et al., 1997).
Alkylphenolforbindelserne nonylphenol og nonylphenol ethoxylater er mistænkte for at forårsage hormonlignende effekter, og har tidligere været inkluderet i
undersøgelser af opsamlet regnvand i Danmark (Kjølholt et al., 1997; Lehmann et al., 2001) og Norge (Storhaug, 1996). Stofferne blev fundet i koncentrationer
på <0,04-23 µg/L. Dette kan sammenlignes med indholdet i almindeligt spildevand, hvor der er fundet koncentrationer mellem 10-80 µg/L (Henze et al., 1996).
Den højeste værdi på 23 µg/L i opsamlet regnvand kommer fra et tætbebygget område i Norge med butikker, parkeringsarealer og en stærkt trafikeret vej
(Storhaug, 1996).
Af den gennemgåede litteratur fremgår det, at forekomsten af phosphat-triestere i vand fra befæstede arealer kun er målt i Danmark (Kjølholt et al., 1997 og
Lehmann et al., 2001).
For stofgruppen ætere er stoffet MTBE fundet i afstrømningsvand. Stoffet har dog kun været undersøgt i et studie af afstrømning fra forskellige industriområder i
USA (Line et al., 1996). Eftersom MTBE over en længere årrække er blevet anvendt som tilsætningsstof til benzin, er det bemærkelsesværdigt, at der i litteraturen
kun er fundet få analyser af MTBE og dets nedbrydningsprodukt tertiær-butyl alkohol (TBA) i regnvand.
Indholdet af glykoler i opsamlet regnvand er fundet i koncentrationer højere end 200.000 mg/L (Fisher et al., 1995) i forbindelse med afstrømningsvand fra
lufthavne, hvor stofferne anvendes til afisning og antifrostbehandling af fly. Det skal dog også nævnes at stofferne anvendes som kølevæske i biler.
2.7 Toksicitet
Det er et meget begrænset antal undersøgelser, som beskæftiger sig med toksicitet af regnvand fra befæstede arealer. Hovedparten af toksicitetsstudierne er udført
med fokus på påvirkning af recipienten, og dermed er alle analyser udført nedstrøms for udløbet for f.eks. afledning af vejvand. Disse studier er imidlertid ikke
inkluderet i dette projekt. Der er i litteraturen rapporteret resultater af økotoksikologiske test samt test på celleniveau for genskadende og mutagen virkning, mens
der ikke er resultater af egentlige humantoksikologiske studier.
Det er især akvatiske test, der er blevet anvendt med en række forskellige organismer (bilag B, tabel B5). Der har været fokus på ferskvandsorganismer som fisk,
krebsdyr og alger, men enkelte resultater af forsøg med saltvandsorganismer er også rapporteret. Det vurderes, at resultater af økotoksikologiske test kun i ringe
omfang er relevante for den nærværende problemstilling med genbrug af regnvand (jvf. afsnit 1.2), men det er dog værd at bemærke, at der i flere tilfælde er
rapporteret om toksiske effekter som følge af organismernes eksponering for regnvand afstrømmet fra befæstede arealer.
Af større relevans for brug af regnvand er de undersøgelser af celletoksicitet, genotoksicitet (genskadende) og mutagenicitet virkning, som er vist i tabel 2.8.
Afstrømningsvand fra en motorvej, der var opkoncentreret 10 gange, udviste høj celletoksicitet (90% hæmning ved eksponering for den opkoncentrerede prøve),
mens der ikke blev påvist et genotoksisk potentiale (Marsalek et al., 1999). Undersøgelsen pegede imidlertid på, at sedimenter i opsamlingsbassiner kan være
genotoksiske, og dermed vil partikulært materiale i det afstrømmede vand kunne indeholde stoffer med et genotoksisk potentiale. Shinya et al. (2000)
konstaterede, at ekstraheret partikulært materiale udviste mutagene effekter i Ames testen, og disse effekter blev tilskrevet tilstedeværelsen af PAH-forbindelser.
Det er dog værd at bemærke, at selve vandfasen også udviste mutagenicitet (Shinya et al., 2000), men det var ikke muligt at henføre denne effekt til identificerede
forureningskomponenter.
Afstrømningsvand fra motorveje vurderes derfor at kunne have et potentiale for mutagene effekter, men det skal understreges, at datagrundlaget for denne
vurdering er uhyre spinkelt.
Tabel 2.8. Cytotoksicitet, genotoksicitet og mutagenicitet af afstrømningsvand fra motorveje.
Testsystem |
Prøvebeskrivelse |
Effekt |
Antal Lokaliteter |
Cytotoksicitet
(Sub-mitrochondrial particle) |
Opkoncentreret prøve
(10x) |
90 %
hæmning |
1 |
Genotoksicitet (SOS-chromo
test, Escherichia coli) |
Opkoncentreret prøve
(10x) |
Ikke
genotoksisk |
1 |
Mutagenicity (Ames test,
Salmonella typhimurium) |
Filtreret vandprøve |
påvist
mutagen aktivitet |
1 |
2.8 Mikroorganismer
Der er kun få mikrobiologiske undersøgelser for forekomsten af patogene mikroorganismer i opsamlet regnvand. Der er p.t. kun publiceret to virkeligt store
undersøgelser af forekomsten af patogene mikroorganismer i opsamlet regnvand, nemlig Holländer et al. (1996), hvor prøver blev udtaget fra 102 cisterner i
Tyskland og Simmons et al. (2001), hvor 125 regnvandsanlæg blev undersøgt i New Zealand. I Danmark er der lavet en mindre undersøgelse af 7 forskellige
regnvandsanlæg (Albrechtsen, 1998). De nævnte undersøgelser er alle foretaget på regnvand opsamlet fra tage. Litteraturen vedrørende den mikrobielle kvalitet af
regnvand opsamlet fra befæstede arealer er meget sparsom. Der er således kun målt på indikatorparametrene total coliforme bakterier, fækal coliforme bakterier
og fækale streptokokker i de undersøgelser, der blev fundet i litteraturstudiet. Tabel 2.9 angiver fund af mikroorganismer i opsamlet regnvand for forskellige
undersøgelser (se også bilag B7).
Tabel 2.9. Generelle mikrobielle parametre i opsamlet regnvand fra tage (se bilag B, tabel B7).
Parameter |
Tagvand |
Interval (CFU/mL) |
Antal Lokaliteter |
Kimtal (~21°C) |
1 - 2×109 |
315 |
Kimtal (~37°C) |
5 - 7×106 |
176 |
DEFT (celler/mL)* |
3×104 - 6×106 |
3 |
Svampe |
0,06 - 26 |
7 |
*DEFT: Direkte epiflourescence tælling
Der er generelt store variationer i indholdet af mikroorganismer i de undersøgte vandprøver, hvilket til dels skyldes, at der er benyttet forskellige metoder til den
mikrobielle karakterisering af vandprøverne. Metodevalget afhænger i høj grad af de spørgsmål, der forsøges besvaret i den enkelte undersøgelse.
For mange patogene organismer gælder, at alene tilstedeværelse af en målbar mængde (bestemt ved standardmetoder) kan udgøre en væsentlig sundhedsrisiko.
Derfor anvendes ofte metoder, der udelukkende sigter mod at påvise tilstedeværelsen af en specifik patogen og således er måling af koncentrationen ofte
sekundær. Forekomsten af patogene organismer eller et stort antal af uspecificerede bakterier skyldes som regel, at vandprøven har været udsat for en forurening.
Disse forureninger må generelt opfattes som tilfældige hændelser og derfor er det nødvendigt at forsøge at klarlægge hyppigheden af disse. I tabel 2.10 og 2.11 er
antallet af positive prøver angivet sammen med det totale antal udtagne prøver, og herudfra kan detektionshyppigheden beregnes (se også bilag B8 og B9).
Tabel 2.10. Indikatororganismer i opsamlet regnvand. Hyppighed angiver antal positive prøver ift. antal undersøgte prøver samt % positive prøver (se bilag B, tabel
B8)
Parameter |
Tagvand |
Befæstede arealer |
Interval (CFU/100mL) |
Hyppighed |
Antal lokali- teter |
Interval (CFU/100mL) |
Antal lokali- teter |
Total coliforme |
<1 - 1,9×104 |
535/1.149 |
47% |
309 |
10 - 2×105 |
4 |
Fækale coliforme |
<1 - 3.500 |
120/292 |
41% |
224 |
55 - 9×104 |
39 |
Escherichia coli |
<1 - 5,4×104 |
135/993 |
14% |
109 |
10 - 1,2×104 |
2 |
Fækale streptokokker |
<99 - >104 |
243/969 |
25% |
102 |
99 - 6×104 |
2 |
Enterokokker |
<1 - 4.900 |
ikke oplyst |
- |
125 |
- |
- |
Gær |
<0,01 - 100 |
17/448 |
3,8% |
44 |
- |
- |
Vand opsamlet fra tage har forventeligt en langt bedre hygiejnisk kvalitet end vand opsamlet fra øvrige befæstede arealer, fordi hyppigheden af kontamineringer er
væsentligt reduceret, når dyr og mennesker ikke har direkte adgang til området. Dette understreges af, at ekstremværdierne for de fleste indikatorbakterier er
højere i vand opsamlet fra befæstede arealer end i vand opsamlet fra tage (se tabel 2.10).
Coliforme bakterier observeres hyppigt i regnvand opsamlet fra tage (tabel 2.10), således er 47% af i alt 1149 prøver fordelt på 6 forskellige undersøgelser blevet
testet positive. Fækale coliforme bakterier (41%), Escherichia coli (14%) og fækale streptococcer (25%) forekommer også hyppigt i tagvand. Tilstedeværelsen
af disse indikatororganismer peger kraftigt i retning af hyppige fækale kontamineringer, der antageligt er af animalsk oprindelse.
Tabel 2.11. Potentielt patogene mikroorganismer i opsamlet regnvand fra tage. Hyppighed angiver antal positive prøver ift. antal undersøgte prøver samt % positive
prøve (se bilag B, tabel B9)
Parameter |
Tagvand |
Interval (CFU/mL) |
Hyppighed |
Antal lokali- teter |
Pseudomonas aeruginosa |
<1 - 870 |
3/21 |
14% |
7 |
Mycobacterium avium |
Påvist |
1/21 |
4,8% |
7 |
Staphylococcus aureus |
Ikke påvist |
0/782 |
0% |
79 |
Yersinia spp. |
Ikke påvist |
0/338 |
0% |
79 |
Salmonella spp. |
Påvist |
2/913 |
0,22% |
208 |
Shigella spp. |
Ikke påvist |
0/342 |
0% |
34 |
Legionella spp. |
Påvist |
10/462 |
2,2% |
68 |
Legionella pneumophila |
Ikke påvist |
0/21 |
0% |
7 |
Campylobacter spp. |
Påvist |
4/284 |
1,4% |
156 |
Aeromonas spp. |
<10 - 4,4×103 |
25/146 |
17% |
132 |
Giardia spp.* |
<1 - 3,8 |
10/122 |
8,2% |
70 |
Cryptosporidium spp.* |
<1 - 5×104 |
29/122 |
24% |
70 |
*Organismer/100L
Som det ses af tabel 2.11 er der påvist en række potentielt patogene mikroorganismer i tagvand, nemlig Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium avium,
Salmonella spp., Legionella spp., Campylobacter spp., Aeromonas spp., Giardia spp., og Cryptosporidium spp.
2.9 Diskussion
Samlet er der fundet 150 relevante publikationer, der giver information vedrørende fysiske og generelle kemiske parametre, indhold af metaller og miljøfremmede
organiske stoffer, samt mikroorganismer. Antallet af fundne måleparametre er 520, fordelt på 68 tungmetaller og overgangselementer, 311 forskellige
miljøfremmede organiske parametre, 33 fysiske, 86 kemiske og 22 mikrobielle parametre samt information vedrørende toksicitet.
Der er ikke fundet humantoksikologiske studier af opsamlet regnvand, men der er enkelte resultater i litteraturen af økotoksikologiske tests og test på celleniveau. I
disse tests er der påvist toksiske effekter, samt et potentiale for mutagenitet, selvom sidstnævnte kun er påvist i begrænset omfang.
Det har vist sig, at der er en række vanskeligheder forbundet med tolkningen af de data, der er fundet i litteraturen. Vanskelighederne skyldes, at:
- Det ikke altid præcist fremgår, hvilken parameter, der er målt. F.eks. forekommer akronymer som savner forklaring. Det har i nogle tilfælde ikke været muligt at
finde en fortolkning af de foreliggende data.
- Forbindelser kan optræde under forskellige navne, dette gælder især de miljøfremmede organiske stoffer.
- Valget af de målte parametre er, i langt de fleste studier, betinget af hvad man forventer at finde, og af de målemetoder, der er til rådighed for undersøgelsen.
Dette betyder f.eks. at pesticidmålinger inkluderes i landbrugsmiljøer, men udelades i andre miljøer, hvor man ikke forventer at finde disse stoffer. Dette bevirker, at
nogle stoffer/stofgrupper er påvist med en større frekvens (og i højere koncentrationer) end man ville have fundet i en bredere undersøgelse.
- Målemetoderne er ofte dårligt dokumenterede, f.eks. er detektionsgrænserne ikke altid opgivet, til trods for at koncentrationen af den pågældende komponent
opgives som ”mindre end detektionsgrænsen”. Desuden fremgår det ikke altid tydeligt, hvordan prøverne er behandlet ved måling af total koncentration af stoffet.
Det fremgår heller ikke altid af undersøgelserne, hvorvidt der er tale om totalkoncentration, når der angives en uspecificeret koncentration.
- Det kan være svært at finde information om prøveudtagningsfrekvensen. Dermed er det vanskeligt, at tolke betydningen af ”average concentration”, ”mean
concentration” og ”event mean concentration”. I en stor del af undersøgelserne har man kun målt på stikprøver, hvilket giver et helt andet billede end ”vægtede
hændelsesmiddelkoncentrationer”. I nogle tilfælde, hvor undersøgelsens hovedvægt har været på first flush, er der taget et stort antal prøver i løbet af
regnhændelsens første 30 minutter, mens der kun er taget en fåtal af prøver i resten af forløbet. Dette giver ”first flush” en meget høj vægt, hvilket kan være
problematisk, da sammensætningen af vandet under ”first flush” kan være meget forskellig fra sammensætningen senere i regnhændelsen.
- Den valgte tilgang for studierne er som regel afhængig af formålet. Hvis formålet med et givet studium er at se en regnhændelses påvirkning af en recipient, vil man
vælge en dertil egnet prøveudtagningsstrategi (frekvens, antal steder, etc.). Hvis formålet er at undersøge en eventuel ”first flush” effekt, vil man vælge en helt anden
fordeling af prøverne i løbet af regnhændelsen.
- Vandets opholdstid i regnvandstanken eller prøvetagningsflasker kan have en væsentlig betydning, da der kan forekomme vækst eller henfald af
mikroorganismerne under opbevaringen. Tidsrummet mellem regn og analyse af prøven kan således have væsentlig betydning for den målte vandkvalitet.
- Et stort antal af de miljøfremmede stoffer er kun analyseret i enkeltstående undersøgelser. Derudover er de miljøfremmede stoffer ofte kun påvist i ganske få
prøver. Dette vil normalt betyde, at det observerede koncentrationsinterval vil være meget snævert, i modsætning til en større undersøgelse hvor der statistisk set vil
forekomme flere ekstremværdier og dermed større intervaller. Et snævert interval for en parameter betyder altså ikke nødvendigvis stor nøjagtighed, men kan altså
blot betyde, at parameteren ikke er særlig velundersøgt.
| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |
Version 1.0 Februar 2004, © Miljøstyrelsen.
|