Nätverket Renare Mark Seminarium om Förorenade sediment - problem och möjligheter Göteborg 19 november 2008 Sediment och biota - viktiga instrument i den marina övervakningen av kemiska substanser Ingemar Cato Sveriges geologiska undersökning och Göteborgs universitet Vilka krav måste ställas på en sedimentkemisk miljöövervakningsstation? • Kontinuerlig sedimentation av material <63 µm • Sedimentationshastigheten måste vara proportionell mot provtagningsintervallet • Ingen (eller mycket svag) bioturbation • Ingen annan fysisk omröring genom t ex trålning, ankring, mm • Stationen skall kunna representera ett tillräckligt stort område Hur lokaliseras en station för sedimentkemisk miljöövervakning? 1 Med hjälp av hydroakustisk undersökningsmetodik (seismik och sedimentekolod) lokaliseras områden med recenta sediment SE-9 Norrköpingsdjupet Med hjälp av side-scan sonarteknik väljs sedan en lämplig provtagningsplats ut SE-9 Norrköpingsdjupet Sedimentstation SE-9 Norrköpingsdjupet med masterpunkt (centrum) och 6 slumpvis utvalda provtagningspunkter 2 Bottenytan inspekteras med videoteknik På en recent depositionsbotten skall ett tunt lager av nysedimenterat material kunna identifieras Precisionsprovtagning med Gemini Corer 3 Snittning av sedimentkärna Radiografisk avbildning Radiografiska bilder från 7 olika sedimentkärnor tagna inom ett område med en radie av 50 m 42 cm 21M-005 21M-006 21M-007 21M-008 21M-009 21M-010 21M-011 4 Bakgrundsdata: SGU kartlägger mer än 100 organiska och oorganiska ämnen i recenta sediments inom svenskt territorialhav och EEZ Svenska bedömningsgrunder för marina sediment är baserade på SGU data Milöövervakningsprogram baserade på sediment • Nationell Miljöövervakning (NV-SGU) • Regional Miljöövervakning (VVF) • Recipient Kontroll (tung industri, kommuner) • Tillfällig Miljöövervakning (t.ex. muddring) 5 Metoder för övervakning av sediment • Sedimentkärnor (för studier av ämnens vertikalfördelning ; ”downcore studies”) • Återkommande provtagning av ytsediment (normalt 0-1 cm med 5-års provtagnings- intervall) • Sedimentfällor (för områden som saknar ackumulationsbottnar) Principen för ”downcore” analyser Sedimentationshastigheten i unga (recenta) sediment kan bestämmas genom mätning av • aktiviteten för radiocesium ( 137 Cs) • genom 210 Pb-datering • genom identifiering av uppträdandet av tidsbestämda markörer (t.ex. träfibrer, föremål, persistenata kemikalier…) 6 Exempel på sedimentationshastighetsbestämning genom mätning av aktiviteten för radiocesium (137 Cs) Cesium 137 17h-001, 2003 Bq/kg w s • V = nivån pik start / n årsedan 1986 x 0 500 1000 1500 fw 0 5 10 • V = 175 mm / 17 x 0,75 = 7,7 15 mm/år 20 Depth in cm 25 30 Nationellt miljöövervaknings- program för kontaminanter i marina sediment 16 provtagningsstationer Ex. från Nationell Miljöövervakning i sediment, öppet hav 2003: Tributyltenn 7 Regionala miljöövervakning t.ex. Bohuskustens vattenvårdsförbunds övervakning av Bohuskusten Ex. Regional miljöövervakning av PCB i sediment Medianvärde tot-PCB, Bvvf Medelvärde tot-PCB, Bvvf 20 40 15 30 10 20 g/kg ts µ µg/kg ts 5 10 0 0 1990 1995 2000 1990 1995 2000 Ex. Regional miljöövervakning av total fosfor (tot-P) i kustsediment Medelvärde tot-fosfor (tot-P), Medianvärde totalfosfor (tot-P), Bvvf Bvvf 2 2 1,5 1,5 1 1 g/kg ts 0,5 g/kg ts 0,5 0 0 1990 1995 2000 1990 1995 2000 8 Ex. på biologisk matris nyttjad i regional miljöövervakning Regional miljöövervakning Hg i blåmussla, Bohuskusten Hg i blåmussla 1992-2001, Bvvf 1,5 1 1992 1997 0,5 2001 mg/kg ts 0 n na n fjord ke e gar a n jord a rf kor D ullmaren e G Brofjorden tenungsundKungsvi Kungshamn Skal S Inre Gullmaren Kost Yttre Ex. Recipientkontroll Trender i kustsediment och biota Sediment Blåmussla Blåstång Tånglake Torsklever Bvvf Förändring Förändring Förändring Förändring Förändring Ämne/förening Trend Trend Trend Trend Trend 1990-2000 1992-2001 1992-2001 1993-2001 1993-2001 Klass % Klass % Klass % Klass % % Arsenik (As) 2 17 2 -34 5 ? ? Bly (Pb) 2 7 2 -27 4 -9 1 -86 Kadmium (Cd) 1 49 1 -41 1 -31 1 -88 -57 Koppar (Cu) 2 5 1 -41 3 -33 1 -70 Krom (Cr) 1 6 4 -22 206 Kvicksilver (Hg) 2 -46 1 -94 -91 4 -74 -74 Nickel (Ni) 1 15 2 -6 1 -63 1 -84 Tenn (Sn) 215 5 190 67 81 Vanadin (V) 18 -80 -85 Zink (Zn) 1 -17 2 -55 -15 Sum 16 PAH 3 16 1-metylnaftalen 2-metylnaftalen Tot PCB 2 -66 79 -33 Sum 7 PCB 3 -81 95 68 -23 HCB 4 -92 -4 TBT 17 DBT -17 Sum PCDD-PCDF -64 Sannolikhet/ Probability Miljökvalitet/ Environmental quality p>99 % 1 Klass 1 p>95 % 2 Klass 2 p>90 % 3 Klass 3 p>75 % 4 Klass 4 p<75 % 5 Klass 5 9 Sannolikheten för ett linjärt förhållande mellan olika delar av matrisen med avseende på Hg Hg (mg/kg ts), Bvvf 1992-1997 Hg (mg/kg ts), Bvvf 1992-2001 0,2 1 0,8 0,6 0,1 0,4 2 2 Blåstång R = 0,7975 Tånglake 0,2 R = 0,7954 0 0 0 0,5 1 1,5 0 0,2 0,4 0,6 Blåmussla Sediment Hg Sediment Blåstång Blåmussla Tånglake Torsklever Torskfilé Sediment 1,00 Blåstång 0,77 1,00 Blåmussla 0,76 0,89 1,00 Tånglake 0,89 0,73 0,91 1,00 Torsklever 0,61 -0,83 0,83 0,88 1,00 Torskfilé -0,15 0,85 0,40 0,63 0,15 1,00 p<75 75<p<90 90<p<95 95<p<97,5 97,5<p<99 p>99 Recipientkontroll t.ex. Preemraff Lysekil i Brofjorden Ex. Recipentkontroll av totalkolväte i Brofjorden 1984-2000 THC Brofjorden 1984-2000 5900 1000 800 1984 600 1989 1995 400 2000 mg/kgts 200 0 S119 324 S139 S150 S111 S112 S129 316 Stationer 10 0 5 Ålsjön H ultö Östersjön 78 Skaftet 90 121 12 H ökhallen 5 74 Totebo 2 Helgerums Hjorted slott 114 Krogsfall 3 Hjo rted Skrikgallen Blägda Äskestock Eknö 56 Hjorten 67 St Järö Mjöshult Ö Eknö Stämshult Blan kah olm Skälöfj. G ölpe- Spångenäs 114 V Eknö Ö ssebo f all Storö Odensvalehult 124 50 Skälö Tuna Pipetorp Bolhult Botorp G ås- 5 7 Solstad- Falla Ö rö Getterum fjärden 0 ström 0 MB Ref 1 73 Källviken Hamnö Vånga Hunö Skavdö Ö röfjärden Tuna Hålvik 62 86 44 Virum 108 G åsef all G issjön Lindnäs 2 67 Kallse- Adriansnäs 40 Älö Ö sterhult Tällsjön bo N Uvö Misterhults Flivik 86 131 Väderum G issebo Strupö Imbra- Koviksnäs naturreservat Bostorp måla Mörtfors Viksjön Klintemåla G rönhult Hökhult Vinö 96 Lekare- 3 Recipientkontroll Tälleryd 87 Tjustgöl SMÅLAND måla Kulltorp Slissjön V Ramnebo 5 2 147 0 5 17 Dalsebo ÖLAND Syse- G rönö Boskär rum Götemar G erse- 36 Kvarnarp Svinhult Misterhults Skälsebo bo Ishult 40 3 Vederhult Issjön gård Kråkemåla Misterhult E22 0 101 0 Mellinge- Skälsjön 1 28 Ö lvedal 0 Bredvik rum 5 G ässhult Kråkelund 5 Hasselås U pplångö 7 Krokstorp 116 Tvingen 17 Hälsingsö Utlångö Blomster- Mederhult 89 Storyttern Snarås Fager- 49 140 hult St Basthult Ävrö Röstorp 65 29 Ekerum hult Bankhult 124 Sulegång Jämse- Värna- Simpevarps H ägerum St Laxemar rum mo kärnkraftverk Kristdala Malghult Baggetorp Sedimentfällor; 7 Kartebo Släthult Krokshult Systertorp 103 Fårbo Uthammar Älgenäs 39 Träthult 74 Äspemåla 24 Ölands norra udde H ummeln F igeholm Sandvik 33 55 28 3 Holme- F allebo 0 bodar 0 1 Figeholmsfjärden Neptuni Grankullaviken 5 St Skaftvik 7 Nabbe- T rollskogen Stensjö Oskarshamns fpl. åkrar Saxtorp lund G rankullavik Bråbo Lämme- Skrikebo 1 Östantorp 74 Virkvarn stationer utanför Ölanda fpl. Brånäs dal Bjälebo Virbo Naturreservat Hulteglänn 38 Grankulla Ekö 5 Byxelkrok 0 Apple- 5 Sjöstorp 96 Stor-Brå Inges kulla Björnhult T orp Rungeln Hermans- Enerum Ängjärnsudden Draget St Kättelsö 5 5 Karstorp måla 2 Skafterna Mellby 4 F agerrör Ecker- G labo 42 136 Böda Lockebo 62 4 hult Kvarnviken Hunderum kronopark Bödabukten Ösjö Eckern F linshult F lathult Saltvik Måckebo 27 Mossen Gransmåla Hycklinge Furö Mönsterås Bruk Äshult Finnrevet Hagskog Böda sand Döderhult 88 Smälten 78 F agerum Korsvägen Djupeträsk Böda 23 Oskarshamn Århult 3 Hammarsjön Ärnemar Blå Jungfrun Naturreservat Kyrketorp Hammarsbo Nationalpark Norr- Bockara Lagmanskvarn 42 27 Kristineberg 86 böda Böda Trojeborgen 10 G ranhult Forsby Mysingsö 67 Basebo Klämna 36 Byrums Sandvik Strand- Mellböda Byrum Bohult Stångehamn torp Tjuståsa Alvara (Stora Cell AB) Möckhult E 22 7 5 O delsjö 3 6 7 Sörvik Släthult Skärshult Glabo Boda 19 T juståsasjön Älmten 73 Vedborm Sandshult Blackudd Hornsudden Binner- 26 Dödevi Bosjön Horns- bäck Kyllen Idhult Skorpetorp 37 sjön 0 5 Storö 5 2 6 4 Horn Sandby Hökhult Vedby Försjö 35 Vånevik Alvedsjö Kesnäsudden Högsby Skrika Påskallavik Sandviken Kristinelund 8 86 S F agerhult Grönskog Runnö Löttorp Högby 4 112 F insjö Hagaby Högby St Berga Gudesjö 4 Kumlemar Emmekalv Libbeböle Emsfors Mönsterås Bruk Nyby Bläsinge Kvarnstad Ekhult Kvillegärde E F ågelsjö må Em Hagelstad n 14 9 Bankeberg N orstö 17 Pärontorpet 38 Källa Fliseryd Gillberga Långe- 66 Vållö Ruda gård rum Släthult 11 Hörlösa Källahamn Rud a 33 Jordhamn 4 44 25 Mönsterås bruk 0 Bötterum 5 F rönäs 5 2 MB 230 7 G elebo N ygård Alebo 67 Grimhult Svartö 5 L Horn Mjölerum 2 O semåla Långemåla 40 Forsa 6 Stenninge Trosnäs Krokstorp Sandvik T orp 17 Persnäs 60 5 Hultsnäs Sibbetorp Bo MB 6 Hammarglo 11 Ramshult Dämman 58 Knisa Hallnäs 4 75 Boslät Söd- S Skärshult 2 H ultsnäsesjön Värlebo Gränebo vik Mölstad Bistingsmåla Ödängla 55 Vikgård Böta kvarn Koverhult Hjälmstad 20 71 MB 210 Lofta Mönsterås V fjärden 82 42 Nydala 58 Ljungnäs Björnö 31 Vässby 7 5 Barnebosj. N ylund Mönsterås- Själgrund Älmhult Djupvik 39 63 Föra 34 viken Husvalla Barnebo Hornsö O knö 2 MB 220 G rönslunda Ingelstad Sandbäckshult Långnäs Klockholm Rummesjön D T ålebo N A Alsterån T okö L D Korntorp Stubbemåla Å N Nyebo M A Aske- S G reda L 31 Ramsås S Ö 136 lunda Lillholm Lövö 29 Blomsterm åla 14 Stensjöhyltan N orra Ti mmernabben Äleklinta 13 Ebbe- Djurstad Brånarna Bäckebo Linjelund Skäppentorp gärde 6 Åsjön Ålem Danska Gullehamn Skälleryd 75 105 5 varvet Kårehamn 7 9 Stacketorp Brotorp 3 Alböke 3 0 26 5 Buggemåla Idhult Kalmarsund Arbelunda Abbetorp 37 Ö debo Väderön Häggemåla Unneborg St Haglunda Strömsrum 4 10 Ruggstorp 10 Löt Vannborga T rindborgen Helgesbo Boda Sedimentfälla Klorförbrukningen inom svensk massaindustri 1960-1995 5 500 4 400 Massaproduktion 3 300 2 200 Klorförbrukning 1 100 1000 ton klor per år Miljoner ton massa per år 0 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 11 Klorofenoler påvisades i sediment insamlat med sedimentfällor 1996/1997, men saknades helt 2000/2001 Tillfällig milöövervakning (t.ex.