Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen, 33/2005 – Undersøgelse af eksisterende viden om tilbageholdelse og nedbrydning af PAH og TBT samt tilbageholdelse af sporelementer/tungmetaller til brug ved risikovurdering af kystnære depoter

Undersøgelse af eksisterende viden om tilbageholdelse og nedbrydning af PAH og TBT samt tilbageholdelse af sporelementer/tungmetaller til brug ved risikovurdering af kystnære depoter

Sammenfatning og konklusioner

Der er gennemført en undersøgelse af eksisterende dansk og international viden om tilbageholdelse og nedbrydning af de organiske forbindelser PAH og TBT og tilbageholdelse af sporelementer/metaller i forurenede marine sedimenter og i initielt uforurenede materialer. Hensigten med undersøgelsen er at tilvejebringe de bedst mulige parameterestimater til risikovurderinger af udsivningen fra kystnært placerede deponeringsanlæg. Det skal endvidere vurderes om disse parameterestimater er tilstrækkeligt velunderbyggede til at kunne anvendes ved sådanne risikovurderinger og den eventuelle nødvendighed for supplerende oplysninger skal belyses.

Undersøgelsen er udført dels som en litteraturundersøgelse af eksisterende publiceret viden omkring emnet og dels ved kontakt til danske havne og amter med henblik på fremskaffelse af information fra eksisterende deponeringsanlæg for forurenede havnesedimenter.

For alle de undersøgte stoffer er der fundet stor variation i udvaskningen fra marine sedimenter, og der er ikke på nuværende tidspunkt et tilfredsstillende forklaringsgrundlag for disse udsving. Da variationen i udvaskningen som minimum ligger omkring en faktor 10 kan dette have stor betydning for en konkret risikovurdering. Ud fra den foretagne undersøgelse og mængden af indsamlet data konkluderes det generelt, at der i forbindelse med en konkret risikovurdering bør gennemføres en testning af udvaskningen fra det pågældende sediment. Testningen bør udformes, så den bedst muligt repræsenterer forholdene for den konkrete deponering og herved bliver så repræsentativ for den reelle udvaskning fra deponeringsanlægget som muligt.

Der er endnu ikke fastlagt metoder til bestemmelse af udvaskningen fra marine sedimenter. Der findes standardiserede metoder for udvaskningstests for uorganiske komponenter fra granulært affald, jord og slam, men disse er ikke verificerede for marine sedimenter. Med hensyn til udvaskning af organiske komponenter er metoder under udvikling for forurenet jord. Disse metoder vil formentlig kunne tillempes til anvendelse på marine sedimenter. Udpresning af porevand kan ligeledes tænkes at være en brugbar metode til kvantificerering af fordelingen af stof mellem fast og vandig fase og dermed af udvaskningen fra sedimenterne, især hvis fastholdelse af de naturlige redoxforhold er vigtigt for korrekte testresultater. Uanset hvilken af disse metoder der måtte blive anvendt i en given situation kan testning af udvaskning udføres relativt hurtigt (selve testningen vil ca. tage et døgn, hertil kommer tid til kemisk analyse af eluatet) og for relativt lave omkostninger. Ved udførelse af sådanne testninger vil der efterhånden kunne opbygges et betydeligt datamateriale omkring udvaskningen af de pågældende stoffer.

Med hensyn til kvantificering af sorption i forbindelse med udsivningen gennem de omgivende dæmningsmaterialer kan testning i forbindelse med konkrete risikovurderinger være mere udfordrende. Dette skyldes, at stofmængderne i det udsivende vand er relativt lave, og at de fleste af komponenterne er så stærkt sorberende, at tests derfor kan blive meget langvarige, hvis de skal give retvisende resultater. For nuværende anbefales det at anvende eksisterende viden omkring sorption til jord ved risikovurderinger. Samtidig anbefales det, at datamaterialet omkring sorptionen af både sporelementer/metaller og organiske stoffer udbygges.

For vurdering af nedbrydning er udførelse af tests i konkrete risikovurderinger betydeligt mere omfattende på grund af de høje halveringstider for hhv. TBT og PAH'er. Ved inddragelse af nedbrydning i risikovurderingen bør man derfor forlade sig på det foreliggende datamateriale, som til gengæld specielt for PAH'erne bør styrkes.

Nedenfor er opsummeret de vigtigste konklusioner for de tre stofgrupper i undersøgelsen.

TBT:

Sorption: De fleste af de opgivne log(K_oc)-værdier ligger i intervallet fra 5-6. Det skal dog bemærkes, at undersøgelserne fra det forurenede sediment i tre danske havne (Miljøstyrelsen, 2003) ligger i den lave ende af de fundne værdier (log K_oc 3,8-5,2), mens værdierne for Esbjerg Havn (DHI, 2003) ligger i den høje ende af intervallet (log K_oc 5,3-6,6). Der kan ikke umiddelbart gives nogen forklaring på forskellen mellem de danske og de internationale undersøgelser udover mulige forskelle i testmetoder og i sammensætningen af de undersøgte sedimenter.

For sorption af TBT i materialer med lavt indhold af organisk stof (f_oc < ca. 0,3 %) viser undersøgelserne at K_d-værdier for sorption ligger i intervallet 2-200 l/kg og således er betydeligt lavere end sorptionen til sedimenterne. Dette vil være relevant ved vurderingen af sorptionen af TBT i dæmningsmaterialer omkring deponeringsanlæg.

Nedbrydning: For nedbrydning af TBT i sediment viser undersøgelserne at halveringstiden for nedbrydning af TBT under forhold, som de må forventes at være i deponeringsanlæg, ligger i intervallet 1-10 år med en middelværdi omkring 3 år. Undersøgelser fra to danske spulefelter viser, under visse antagelser, halveringstider på 5 år og 3,5 år. Datamaterialet for nedbrydning af TBT i sediment er relativt stærkt og yderligere undersøgelser vil næppe kunne sikre en

væsentligt bedre afgrænsning af værdier til anvendelse ved risikovurderinger. Der er ikke fundet undersøgelser, hvor resultaterne kan henføres til de forhold, som måtte eksistere under udsivning fra deponeringsanlæg gennem omkringliggende dæmninger.

For nedbrydning af opløst TBT i overfladevand viser undersøgelser udført med lysindfald halveringstider i intervallet 1-50 dage med en middelværdi på ca. 10 dage, mens undersøgelser udført uden lysindfald viser halveringstider i intervallet 7-245 dage.

De opgivne halveringstider for TBT er bestemt under varierende temperaturforhold. For nedbrydning i overfladevand er halveringstiderne bestemt under relativt høje temperaturer sammenlignet med naturlige danske forhold. De reelle halveringstider for TBT i vandfasen under danske forhold vil således nok ligge i den høje ende af de fundne intervaller. Man skal dog også være opmærksom på, at lys spiller en stor rolle for nedbrydningen i overfladevand. For nedbrydning i sediment vurderes de opgivne intervaller at være repræsentative også for danske forhold. Specielt ligger undersøgelserne for de danske spulefelter pænt i midten af de opgivne intervaller.

PAH'er:

Sorption: Variationen i de fundne værdier for log(K_oc) for PAH'erne er stor, typisk 2-3 størrelsesordener, og datamaterialet er meget beskedent for en del af enkeltstofferne. Ved fravalg af værdier fra to enkeltundersøgelser lå variationen i K_oc i det restende datamateriale inden for 1-2 størrelsesordener. Der var ingen entydig forskel mellem K_oc-værdier fundet for ferske og marine sedimenter og de fundne K_oc-intervaller overlappede med intervaller fundet for jord og grundvand.

Nedbrydning: Datamaterialet for vurdering af nedbrydningen af PAH'er er meget beskedent. Ved sammenligning med værdier for nedbrydning i jord og grundvand, hvor datamaterialet også er beskedent, er der dog indikationer af at nedbrydningen af PAH'er i marine sedimenter går hurtigere end i jord. Den hurtigere nedbrydning kan skyldes forskelle i dominerede bakteriekulturer og bakterieaktivitet, men der kan ikke umiddelbart gives nogen sikker forklaring på denne observation.

Metaller:

Datamaterialet for vurdering af sorption af metaller til marine sedimenter og dæmningsmateriale er beskedent og variationen i det fundne materiale er stor; i størrelsesordenen en faktor 100-1000. Det fundne datamateriale for sorption af metaller under marine forhold afslørede ingen tydelige afvigelser fra sorption i jord/grundvand, hvilket underbygges af en enkelt undersøgelse hvor sorptionen af tre metaller blev undersøgt ved to forskellige saltindhold (Kuwabara et al. 1989).