Förorenade sediment Riskbedömning Åtgärdsutredning Genomförande Pär Elander Envipro Miljöteknik

Pär ElanderFörorenade områdenBorlänge 2009-09-30

1

Förorenade sediment

Riskbedömning

Åtgärdsutredning

Genomförande

Pär Elander

Envipro Miljöteknik


2

Transportvägar SkyddsobjektRiskkällor

läckage spridning

Käll-barriärer

Transport-barriärer

exponering

Skydds-barriärer

Fördjupad riskbedömning

Bygger på platsspecifika data och undersökningar

(Denna motsvarar Kvalitetsmanualen och MIFO-modellen)


3

Spridning från sediment

Käll- och transportbarriärer

• Fastläggning/förekomstform

• Överlagring med ”rena” sediment

Transportvägar

• Utlösning till porvatten

• Diffusion i löst fas

• Resuspension och spridning i partikulär fas

Fisk och andra vattenlevande organismer

Människa


4

Hur identifiera och kvantifiera spridningen?

• Utlösning till porvatten kan undersökas genom analyser av porvatten och fast fas var för sig.

• Diffusionen upp till vattenpelaren kan beräknas med hjälp av analyser av bottenvatten och porvatten från flera nivåer i en sedimentprofil.

• Genom regelbundna analyser av halter i vatten på flera platser och mätning/beräkning av vattenomsättningen kan föroreningstransporten beräknas.

• Spridning i partikelfas kan beräknas genom användning av sedimentfällor samt suspendatprovtagning i vattenpelaren på varierande avstånd från källan.

• Åldersdatering kan användas för att undersöka resuspension och översedimentering (sedimentationshastighet).

• Förekomst i biota (bottenfauna, snäckor, fisk).

• Jämför med ett referensområde!


5

Exemplet Valdemarsviken – fördjupad riskbedömning

• Referensstudie – provtagning av vatten varje månad under ett år i flera punkter i och utanför viken samt dess tillflöden.

• Sedimentprovtagning med nivåskiktning och analys av fast fas och porvatten på flera nivåer och på flera platser i viken för att klarlägga utlösnings-, fastläggnings- och diffusionsprocesser och betydelsen av dessa.

• Suspendatprovtagning i vattenfasen en gång per kvartal.• Sedimentfällor på två nivåer i vattenpelaren, tömning fyra ggr under året.

• Modellering av vattenomsättningen i viken för hela mätåret, kalibrerad med fältmätningar.

• Provtagning av tång och musslor samt provfiske för kontroll av upptag i biota

• En mer omfattande sedimentkartering med enklare analyser för att avgränsa föroreningar men också identifiera områden påverkade av resuspension.

• Motsvarande undersökningar i en närliggande referensvik.


6

Halter i sediment 0-20 cm


7

Källområden

Från dessa områden sker spridning till övriga delar av viken och vidare till Östersjön.

Halterna av krom är extremt höga i stora delar av källområdet trots att fabriken lades ner och utsläppen upphörde 1960.

Källområdet avgränsades genom identifiering av sedimentproppar där analyserna visade tecken på resuspension (omblandning).


8

Massbalans

Via ytvatten: Cr 17-18 kg/år Hg 0,04 kg/år

Diffusion från hela viken Cr 20 kg/år

Totalmängd i recipientområden: Cr 140 000 kg

Sedimentation över recipientområden i Valdemarsviken:

Cr 1500 kg/år Hg 1 kg/år

Uttransport till Östersjön:

Cr 250 kg/år

Källområden Recipientområden i Valdemarsviken

Från fd fabrikstomten: Cr 1 kg/år

Resuspension från källområden: Cr 3500 kg/år

Sedimentation över källområden: Cr 1800 kg/år

Nettospridning från källområden: Cr 1700 kg/år

Totalmängd i källområden: Cr 430 000 kg


9

Riskbedömning Valdemarsviken

• Interncirkulationen av krom i källområdena i inre Valdemarsviken är mycket stor.

• Spridningen till recipientområdena i yttre Valdemarsviken och utanför Valdemarsviken är mycket stor.

• Upptaget av krom i musslor och fisk är betydande. Detta utgör dock ingen hälsorisk för människor.

• Risken för ekotoxiska effekter i Valdemarsviken är mycket stor. Bottenfaunan uppvisar också skador som är typiska för påverkan av miljögifter.

• Eftersom innehållet av krom i sedimenten är mycket stort och interncirkulationen hög kommer situationen att kvarstå under överskådlig tid.


10

Kvicksilver och metylering i Kisasjön– exempel på enklare undersökningar för processförståelse

I Kisasjön finns kvicksilver i fibersediment från tidigare utsläpp från ett pappersbruk. Efter stormen Gudrun användes sjön för lagring av timmer under 2005-2006.

Frågeställningar• Förekommer spridning och effekter i dagsläget?• Har spridningen påverkats av timmerlagring i sjön efter stormen

Gudrun?

Undersökningar• Sedimentprovtagning, skiktning, pressning av porvatten samt analys

av bottenvatten på två platser vid två tidpunkter (vinter och sommar).• Analyser av halter i vatten vid provtagningsplatserna samt vid inlopp

och utlopp vid två tidpunkter (vinter och sommar).• Data från provfisken.


11

Hg i fiberbanken

Jämförvärden:• Medelvärde för sjöar i södra Sverige 0,15-0,5 mg/kg Hg (Björklund 1984) • Naturliga (opåverkade) bakgrundshalter 0,1-0,2 mg/kg Hg

(Svartsjöprojektet 2002)

0,5-0,7 mg/kg


12

Hg i djuphålan

Homogent brunsvarta sediment utan fiberinslag

[medelvärde för sjöar i södra Sverige 0,15-0,5 mg/kg Hg (Björklund 1984)]


13

Metylkvicksilver

Generellt låga halter.

Högre halt metylkvicksilver i mars effekt av högre halter TOC och fosfor?


14

Metyleringsgrad i sediment

Anmärkningsvärt hög metyleringsgrad i mars.

Effekt av högre halter TOC och fosfor?


15

Porvatten i sediment (aug)


16

Kvicksilver i snäckor i Karlshäll respektive Bottenviken


17

Kvicksilverhalter i abborre

• I Notviken 0,24 mg/kg VS i stationär småabborre respektive 0,14 mg/kg VS i konsumtionsfisk (ålder 3-5 år).

• I referensen Avan 0,017 mg/kg VS i stationär småabborre respektive 0,055 mg/kg VS i konsumtionsfisk.


18

Åtgärdsutredning

Huvudsakliga frågeställningar

• Vilken eller vilka åtgärdsmetoder kan användas/är lämpliga?

• Åtgärdsmål – omfattning - kostnad


19

Åtgärdsmetoder

• In situ (på plats)• On site (på plats efter

muddring)• Ex situ (på annan plats)

• Destruktionsmetoder

• Koncentrationsmetoder

• Stabilisering/solidifiering

• Slutförvaring (deponering)


20

Täckningsmetoder – exemplet Tollare


21

Täckningsmetoder – exemplet Turingen

Täckning med jord/krossmaterial

Exempel Turingen


22

Täckningsmetoder – exemplet Turingen

Täckning med artificiell gel

Exempel Turingen


23

Muddring med sugmudderverk


24

Muddringshuvud anpassat för lösa förorenade sediment


25

Behandling av sugmuddrade massor

Vattenrening genom flockning och flotation

Avvattning i silbandspressar


26

Avvattning i geotuber

Biologisk behandling av returvatten (aktivt slamanläggning)


27

Andra metoder för muddring och avvattning

Helt passiv avvattning i bassäng – exempel Kalmar hamn och Skutskär

Frysmuddring


28

Åtgärdsutredning

Frågor som bör besvaras

• Vilket åtgärdsbehov visar riskbedömningen?• Vilka processer styr spridning och exponering?• Har täckningar förutsättningar att fungera som transportbarriär?• Är sedimenten tillräckligt stabila/hållfasta för att en täckning ska kunna

etableras?• Vilken teknik bör användas vid eventuell muddring?• Behövs särskilda åtgärder till skydd mot spridning av förorenade partiklar

(grumling), typ avgränsning med skärmar. Krav på dessa?• Behovet av avvattning och vattenrening?• Hur kan muddermassorna omhändertas (lakningsegenskaper,

deponilagstiftning, fysikaliska egenskaper/förutsättningar)?

• Hur ser sambandet mellan val av åtgärdsmål (ambitionsnivå) och erforderlig omfattning samt kostnader ut?

• Kostnader?


29

Åtgärdsutredning

Undersökningar

• Sedimentkartering – avgränsning av de förorenade sedimenten och egenskaperna hos dessa (TS-halt, organisk halt, kornstorlek, densitet, hållfasthet).

• Avvattningsegenskaper - bänkskaletester.

• Egenskaper hos avvattnade sediment (TS-halt, hållfasthet, deformationsegenskaper, utlakning av föroreningar).

• Behov av stabilisering? Lämpliga bindemedel?

• Lokaliseringsutredning (behandling/deponering/nyttiggörande).

• Kostnadens beroende av åtgärdsmetod.

• Utgångspunkt i riskbedömningen: Hur uppträder föroreningen, vilka är riskerna och hur påverkas dessa av olika åtgärder; både under genomförandetiden och efter ett omhändertagande?


30

Åtgärdsmål

Ambitionsnivå Åtgärdsmål Mätbara åtgärdsmål

0. Inga åtgärder Nollalternativet innebär att konstaterade risker kvarstår oförändrade.

1. Klassning som miljöriskområde med särskilda restriktioner

Spridningen av föroreningar skall inte öka till följd av avsiktliga eller oavsiktliga ingrepp.

Konstaterade effekter på miljön kvarstår oförändrade.

2. Åtgärder för att minska fortsatt spridning

Spridningen av föroreningar skall minska utan att restriktioner behöver tillgripas.

Spridningen från källområdena i inre viken skall minska med 50 %.

3. Utökade åtgärder för att minska fortsatt spridning

Spridningen av föroreningar skall minska ytterligare.


4. Åtgärder för att eliminera fortsatt spridning

Konstaterade effekter i Valdemarsviken skall minska på lång sikt.


5. Åtgärder för att återställa sedimentmiljön i hela viken

Konstaterade effekter i Valdemarsviken skall elimineras.

Halterna av krom i ytsediment i Valdemarsviken skall begränsas till regionala bakgrundsnivåer (100 mg/kg TS).


31

Underlag för riskvärdering

Åtgärdsnivå Föreslagna åtgärder Riskreduktion Teknik Kostnader Miljörisker under genomförandet

Friluftsliv Samhällskonsekvenser

0 - ingen åtgärd - Nuvarande risker kvarstår oförändrade

- - - - -

1 - miljöriskområde Planrestriktioner Ökning av spridning till följd av exploatering m.m. undviks

Ej prövad tidigare Liten - Viss påverkan p.g.a. restriktioner?

Stora negativa konsekvenser

2 – spridningsbegränsande åtgärder från sediment i hamnområdet och fyllningen vid Grännäs

Muddring i hamnområdet, viss täckning i strandområden, bortgrävning av fyllning vid Grännäs med efterföljande täckning

Spridningen minskar med minst 50 %. Effekterna i recipient-området minskar på lång sikt.

Muddring väl beprövad. Viss erfarenheter av täckning finns. Visst underhållsbehov av fyllning eller deponi.

70 Mkr Viss risk för skred i strandnära områden under genomförandet kan ge kortvarigt ökad föroreningsspridning.

Ökar värdet för friluftsliv efter genomförande. Begränsningar i båttrafik under genomförandeskedet.

Ökar vikens värde som samhällsresurs.

3 – utökning av de spridningsbegränsande åtgärderna från sediment i hamnområdet och fyllningen vid Grännäs

Muddring i hamnområdet och de närmast utanförliggande områdena, viss täckning i strandområden, bortgrävning av fyllning vid Grännäs med efterföljande täckning

Spridningen minskar med minst 70 %. Effekterna i recipient-området minskar snabbare.

Muddring väl beprövad. Viss erfarenhet av täckning finns. Visst underhållsbehov av fyllning eller deponi.





Muddring i hela källområdet inklusive södra Grännäsfjärden, viss täckning i strandområden, bortgrävning av fyllning vid Grännäs med efterföljande täckning

Spridningen minskar med minst 90 %. Effekterna i recipient-området minskar snabbare.

Muddring väl beprövad. Viss erfarenhet av täckning finns. Visst underhållsbehov av fyllning eller deponi.





Muddring i hela källområdet inklusive södra Grännäsfjärden, viss täckning i strandområden, bortgrävning av fyllning vid Grännäs med efterföljande täckning samt täckning av förorenade ackumulationsbottnar

Spridningen minskar med minst 90 %. Effekterna i recipient-området minskar snabbt.

Muddring väl beprövad. Viss erfarenhet av strandnära täckning finns. Erfarenheterna av täckning av ackumulationsbottnar på stora vattendjup är begränsade.

> 350 Mkr Viss risk för skred i strandnära områden under genomförandet kan ge kortvarigt ökad föroreningsspridning.



Documents

Förorenade sediment Riskbedömning Åtgärdsutredning Genomförande Pär Elander Envipro Miljöteknik