RAPPORT [219/2014] - 2014 Tynntildekking av forurensede sedimenter Overvåkning av fire testfelt i Grenlandsfjordene KOLOFON Utførende institusjon Norges Geotekniske Institutt, Norsk Institutt for vannforskning og Stockholm Universitet Oppdragstakers prosjektansvarlig Kontaktperson i miljødirektoratet Espen Eek Hilde Beate Keilen M-nummer År Sidetall Miljødirektoratets kontraktnummer [219/2014] 2014 104 2014: 14028213 Utgiver Prosjektet er finansiert av Miljødirektoratet Miljødirektoratet Forfatter(e) Espen Eek, Morten Schaaning og Gerard Cornelissen (QA) Tittel – norsk og engelsk Tynntildekking av forurensede sedimenter -Overvåkning av fire testfelt i Grenlandsfjordene Thin layer capping of contaminated sediments –Monitoring of four test fields in the Grenlandfjords Sammendrag – summary NGI har sammen med NIVA og Stockholm Universitet overvåket in situ fluks av dioksiner, ex situ opptak av dioksiner i organismer og passive prøvetakere og tilstand til bentisk habitat og makrofauna-samfunn på fire testfelt med tynn tildekking og referansefelt uten behandling. NGI har hatt ansvar for å lede prosjektet og for in situ fluks målinger. NIVA var ansvarlig for karakteriseringen av bentiske habitater (SPI/BHQ) og ex situ målinger av biotilgjengelighet. SU var ansvarlig for makrofaunaundersøkelsen. Overvåkningen gikk over to år (2012 - 2014) og var en fortsettelse av overvåkningen gjort i forskningsprosjektet Opticap. Den viktigste overordnede konklusjonen er at tiltakseffektiviteten fra tynnsjikt med aktivt kull er vesentlig større enn den er fra ikke-aktive materialer som kalkstein eller leire. Dette ble funnet for målinger av sediment-vann fluks og akkumulering av dioksiner i sedimentlevende organismer og passive prøvetakere plassert i vann over sedimentene. Denne effektiviteten synes imidlertid å ha en pris i form av endring av habitat og makrofaunasamfunn som varer i minst fem år etter tiltaket, spesielt på et av områdene der biomangfoldet i utgangspunktet var lavere og faunaen karakterisert av et større innslag av arter som lever av å filtrere partikler løst i vannet. Derfor må alltid fordelen av en nedgang i biotilgjengelig forurensning veies mot risiko knyttet til langvarige endringer av sediment-økosystemet. 1 4 emneord 4 subject words Forurensede sedimenter, tynn tildekking, aktivt Contaminated sediments, Thin layer capping, karbon tildekking, Dioksin fluks, bunnfauna active carbon capping, Benthic fauna Forsidefoto NGI 2 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene 2012-2013| [219/2014] Innhold 1. Innledning .................................................................................................... 5 1.1 Forurensning i Grenlandsfjordene ................................................................. 5 1.2 Etablering av testfeltene i Grenlandsfjordene .................................................. 5 1.2.1 Opticap og Thinc ............................................................................. 5 1.2.2 Testfeltene .................................................................................... 6 2. Overvåkning av testfeltene 2009 - 2014 ................................................................ 7 3. In situ fluksmålinger ....................................................................................... 8 3.1 Metode ................................................................................................. 9 3.2 Resultater og diskusjon............................................................................ 11 3.2.1 Tiltakseffektivitet .......................................................................... 13 4. Bioakkumulering .......................................................................................... 15 4.1 Metoder .............................................................................................. 15 4.2 Resultater og diskusjon............................................................................ 16 4.2.1 Analyser av sediment ...................................................................... 16 4.2.2 Biotilgjengelighet på referanselokalitetene ........................................... 16 4.2.3 Effekter av tildekking ...................................................................... 18 4.2.4 Oktaklorstyren og heksaklorbensen ..................................................... 21 4.2.5 Tidstrender .................................................................................. 22 4.3 Oppsummering og konklusjoner biotilgjengelighet ........................................... 23 5. Habitatundersøkelser med SPI-kamera ............................................................... 24 5.1 Materiale og metoder .............................................................................. 24 5.2 Resultater og diskusjon............................................................................ 24 5.3 Konklusjoner SPI .................................................................................... 26 6. Makrofauna ................................................................................................ 26 6.1 Metoder og innsamling av prøver ................................................................ 26 6.2 Resultater og diskusjon............................................................................ 27 6.2.1 Antall individer ............................................................................. 28 6.2.2 Antall arter .................................................................................. 31 6.2.3 Biomasse ..................................................................................... 32 6.2.4 Samfunn ...................................................................................... 33 6.2.5 Økologisk klassifisering .................................................................... 34 6.3 Konklusjoner makrofauna ......................................................................... 35 7. Konklusjoner ............................................................................................... 36 7.1 Tiltakseffektivitet .................................................................................. 37 7.1.1 In situ målinger av fluks av dioksiner ................................................... 37 3 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene 2012-2013| [219/2014] 7.1.2 Ex situ målinger av opptak av dioksiner i organismer og passive prøvetakere .. 37 7.2 Effekter på sediment-økosystemet .............................................................. 37 7.2.1 Habitat-analyser ............................................................................ 37 7.2.2 Makrofauna .................................................................................. 38 8. Referanser ................................................................................................. 38 Vedlegg 1 Feltrapport in situ fluksmåling ............................................................. 41 Vedlegg 2 NIVA-rapport: Thin layer capping of fjord sediments in Grenland. Chemical and biological monitoring 2009-2013. ......................................................................... 42 Vedlegg: 1. Vedlegg 1 Feltrapport in situ fluksmåling 2. Vedlegg 2 NIVA-rapport Thin layer capping of fjord sediments in Grenland. Chemical and biological monitoring 2009-2013. 4 Overvåking av testfelt for tynnsjikttildekking i Grenlandsfjordene 2012-2013| [219/2014] 1. Innledning NGI og NIVA har på oppdrag fra Miljødirektoratet overvåket effekten av tynntildekking på biotilgjengelighet og sediment-vann flukser av dioksiner og furaner og på bunnfauna samfunnet på fire testfelt i Grenlandsfjordene. De overvåkede testfeltene ble etablert i forskningsprosjektet Opticap og overvåket i regi av Opticap frem til 2011. Det prosjektet som er rapportert her har vært en fortsettelse av overvåkningen av disse testfeltene i to perioder fra desember 2012 til mai 2014. 1.1 Forurensning i Grenlandsfjordene Magnesiumfabrikken til norsk Hydro, som var virksom i perioden fra 1951 til 2002 på Herøya innerst i Frierfjorden, slapp ut betydelige mengder dioksiner (12 kg/ år på det meste) til miljøet. En betydelig andel av dette havnet i sedimentene i Grenlandsfjordene (Gunneklevfjorden, Frierfjorden, Eidangerfjorden, Ormerfjorden og Langangsfjorden). Magnesiumfabrikken ble lagt ned i 2002, og er derfor ikke lenger en kilde til dioksinutslipp i Grenlandsfjordene. Sedimentene på sjøbunnen har imidlertid lagret dioksiner fra hele denne perioden, og dette ansees nå som den viktigste kilden til miljøgiftforurensing av Grenlandsfjordene. I sedimentene i de arealmessig mindre områdene nærmest en forurensningskilde vil det ofte være høyere konsentrasjon av miljøgifter enn i de arealmessig store (flere km2) områdene utenfor. Likevel viser modellering av dioksiner i Grenlandsfjordene at tiltak på de sterkt forurensede områdene nærmest Herøya vil ha liten effekt på innholdet av dioksiner i fisk og skalldyr i de ytre fjordomårdene, sammenlignet med effekten av eventuelle tiltak som kan gjøres direkte på de store arealene der dyra holder til (Saloranta et al. 2008). Dette betyr at det kan ha en stor betydning om man klarer å utvikle tiltaksmetoder som kan anvendes på store sedimentarealer. Det er dessuten viktig å avklare hvor stor effektivitet i form av redusert biotilgjenelighet man kan forvente av slike tiltak og om man kan risikere eventuelle negative bivirkninger av tiltakene. 1.2 Etablering av testfeltene i Grenlandsfjordene 1.2.1 Opticap og Thinc I Norge finnes det en rekke fjorder der, på samme måte som