Hur homogen är den rumsliga fördelningen av per- … homogen är den rumsliga fördelningen av per-och polyfluorerade substanser (PFAS) i Mälaren? (Delmål II) 2017-03-28 RESULTAT:

Hur homogen är den rumsliga fördelningen av per- och polyfluorerade

substanser (PFAS) i Mälaren?

RENARE MARK 2017-03-28

Marko Filipovic, Sara Holmström, Katrin Holmström, Anna Landahl, Oskar Sandblom, Jonathan Benskin,

Ian Cousins och Maria Pettersson

[email protected]

mailto:[email protected]

Dagens Agenda

2017-04-10 Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic 2

o Bakgrund

o Mål

o Metoder

o Resultat

o Slutsatser

o Framtidsutsikter

PFAS – HÖG DIVERSITET

2017-04-10 3

o Har unika egenskaper som passar i många produkter!

o Långlivade i miljön.

o Motstår termisk och biologisk nedbrytning.

o Långkedjade ackumuleras i biota och är giftiga.

o Vanliga reningstekniker kan inte rena upp PFAS .

(Kannan,K,et.al, 2005)

(Chen,T,et.al, 2012)

Används i produkterDe mest vanliga PFASs

PFCA PFSA

Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic

PFAS – HÖG DIVERSITET

o Det finns omkring 3000 olika individuella PFAS.

o Ett 40-tal olika familjer av PFAS.

o PFOS och PFOA är de mest frekvent analyserade PFAS.

o Vanligtvis analyseras det för 13 olika individuella PFAS, tills alldeles nyligen då det nu finns möjlighet att analysera 21 olika PFAS och ett tiotal PFAS-precursorer vid ackrediterade analyslab.

o Vanligtvis omfattar analyserna PFAS från 4 olika familjer.

2017-04-10 4

(KEMI 2016)

(Buck et al 2011)


ETT URVAL AV PFAS SOM DET VANLIGTVIS ANALYSERAS FÖR

C4 Perfluorbutansulfonat (PFBS)

C6 Perfluorhexansulfonat (PFHxS)

C8 Perfluoroktansulfonat (PFOS)

C8 Fluortelomersulfonat (6:2 FTS)

C8 Perfluoroktansulfonamid (PFOSA)

C3 Perfluorbutanoat (PFBA)

C4 Perfluorpentanoat (PFPeA)

C5 Perfluorhexanoat (PFHxA)

C6 Perfluorheptanoat (PFHpA)

C7 Perfluoroktanoat (PFOA)

C8 Perfluornonanoat (PFNA)

C9 Perfluordekanoat (PFDA)

C10 Perfluorundekanoat (PFunDA)

2017-04-10 5

Sulfonsyror

Karboxylsyror

Sulfonamider

Telomersulfonat

PFAS Familjer

- COOH

- SO2NH2

- SO3H

- C2H4SO3H


PFAS – MOLEKYLVIKT OCH VATTENLÖSLIGHET

2017-04-10 6

o Ju större molekyl desto mindre vattenlöslig ,Ju längre kolkedja desto större hydrofob andel av molekylen.

o Den funktionella gruppen spelar också roll, speciellt att karboxylsyror är mer vattenlösliga än sulfonsyror vid samma kolkedjelängder, PFOS vs. PFOA.

o Ju mer vattenlöslig desto lättare lakas PFAS ut från jorden och kan transporteras vidare genom jord vidare grundvatten och ytvatten.

o En större del av PFAS sprids via ytavrinning jämfört med andra föroreningar.

o Kortkedjade PFAS är mycket mobila och befinner sig därför i framkanten av föroreningsplymen.

C3

C10

C4

C8


PFAS-BINDNINGSFÖRMÅGA TILL KOL

2017-04-10 7

Saknar uppgift

o PFAS binder starkare till jord ju längre fluor-kol kedjan är.

o Biotillgängligheten av PFAS i jord minskar ju längre fluor-kol kedjan är.

o Vid samma antal kol binder sulfonsyror generellt starkare till jord jämfört med karboxylsyror, PFOA vs. PFOS.

o Sulfonamiden PFOSA binder nästan lika strakt till jord som sulfonsyran PFOS.

o Notera att figuren visar logaritmisk skala samt att den bygger på medelvärden på mätningar med osäkerheter.

C3

C10

C4

C8


Bakgrund: PFASs i Mälaren och Östersjön

o I Sverige har PFASs detekterats i dricksvatten, reningsverk, floder, regn, och Östersjön.

o PFASs fördelas främst i vattenfaser.

o PFOS koncentrationer i ägg från Sillgrisslor från Östersjön är bland de högsta som har mätts upp i biota, nära de nivåer som utlöser negativa effekter i andra fågelarter!

o PFOS lades till Annex B (Begränsning av användning) i Stockholmskonventionen om långlivade organiska föroreningar i 2009 . PFOA och PFOA-precursorer ska regleras till år 2021. Långkedjiga PFASssom PFDA och PFHxS är i ECHAs lista över POP substanser.

2017-04-10 8Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic

Bakgrund: Mälaren inom Stockholms stad


Bakgrund: Mälaren inom Stockholms stad

2017-04-10 10

VINTER VÅR

SOMMARHÖST

(Stockholm Vatten, 2010)


Syfte och mål

Syftet med denna presentation är att öka medvetenheten om PFAAs fördelning i vattenmiljön fokus på Mälaren.

Delmål:

o Identifiera transport av PFAAs från multipla punktkällor i Mälaren. (Delmål I)

o Hur homogen är den rumsliga fördelningen av per- och polyfluoreradesubstanser (PFAS) i Mälaren under vinterhalvåret? (Delmål II)

o Kan man genom statistisk analys se likheter, skillnader och trender av PFAS halter i Mälaren gentemot andra punktkällor och andra ytvattendrag?(Delmål III)


Metoder: Delmål I: PFAS KÄLLOR INOM STOCKHOLM

Litteratursökning :

o Som underlag till studien har publicerade rapporter framtagna mellan år

2001 till år 2016 från statliga myndigheter, konsultbolag, kommuner (t.ex.

Stockholms stad) samt vetenskapliga artiklar i ämnet använts för att skapa

en överblicksbild av förekomsten av PFAS i området kring Mälaren inom

Stockholms stads gränser.

o Information från Miljöförvaltningen, Länsstyrelsen, Stockholm Vatten och

Avlopp samt Naturvårdsverket har använts för att kartlägga och

identifiera potentiella källor och transportvägar av PFAS till grund- och

ytvatten.


Metoder: Delmål II: PFAS FÖRDELNING I MÄLAREN

2017-03-28 13

o Urval av provtagningspunkter i Mälaren. (Delmål I)

o Följa ett protokoll där (i) koordinater av

provtagning, (ii) provtagnings djup (iii) meter från

land (iv) meter från närmaste dagvattenavlopp

dokumenterades.

o Mätning av turbiditet, pH, konduktivitet och

temperatur i samband med provtagningarna.

o Provtagning av vatten på olika djupnivåer

(November månad), analys av PFAS och

oorganiska parameterar.



Metoder: Delmål III: STATISTISK ANALYS

Statistisk analys av data:

o Insamling av PFAS halter från litteraturen gällande Östersjön och

utgående vatten från svenska reningsverk.

o Principal Component Analysis (PCA) observation av likheter, skillnader och

trender mellan PFAS halter i Mälaren jämte Östersjön och utgående

vatten från svenska reningsverk.


RESULTAT: DEL I

15

Identifiera transport av PFAAs från multipla punktkällor i Mälaren. (Delmål I)

o Inom Stockholms stad finns det flera områden som påverkar Mälaren med PFAS.

o Historisk användning av AFFF är en av de identifierade källorna.

o Det finns många diffusa källor i ett storstads område.

Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic2017-03-28

RESULTAT: DEL II (PROVTAGNING AV VATTEN)

16Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic

oHur homogen är den rumsliga fördelningen av per-och polyfluorerade substanser (PFAS) i Mälaren? (Delmål II)

2017-03-28

RESULTAT: DEL II (TERMOKLIN I MÄLAREN)

17



Samtliga bassänger är väl omblandade!

2017-03-28

RESULTAT: DEL II (PFAS I YTVATTEN)

18

PÅVERKAT


BAKGRUND

MÄLAREN

SALTSJÖN

2017-03-28

RESULTAT: DEL II (PFAS FÖRDELNING I DJUPLED)

19Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic2017-03-28

EUROPEISK MILJÖKVALITETSNORM PFOS 0,65 ng/L

PFOS överstiger det europeiska miljökvalitetsnormen i samtliga

bassänger.

Exponering av biota samma genom vattenkolonnen.

o Bällstaån är tydligt påverkad av PFAS (tidigare observerat).

o Under vinterhalvåret är PFAS fördelningen homogen i vattenkolonnen i Mälaren, vilket korrelerar med den totala omblandningen av vattnet.

o PFOS tydligt över miljökvalitetsnormen 0,65 ng/L i Mälaren.

o I Saltsjön mäts lägre halter av PFAS än i Mälaren.

o Ytlevande och bottenlevande organismer har liknande påverkan.

RESULTAT: DEL III JÄMFÖRELSE AV FÖREKOMST AV PFAS I MÄLAREN OCH I ÖSTERSJÖN

20Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic

Ö

S

T

E

R

S

J

Ö

N

2017-03-28

oHur skiljer sig PFAS halterna i Mälaren statistiskt jämte de halter som mäts i Östersjön samt utgående vatten från reningsverk? (Delmål III)

RESULTAT: DEL III JÄMFÖRELSE AV FÖREKOMST AV PFAS I MÄLAREN OCH VID UTLOPP AV RENINGSVERK


PFOAPFHXA

o Det finns en tydlig trend att när vattnet går från Mälaren till Östersjön så börjar de likna varandra.

o Reningsverk är en tydlig källa av PFHxA och PFOA till Mälaren.

SLUTSATS

Inom Mälaren finns multipla direkta och diffusa källor av PFAS.

PFAS extraordinära persistens tillsammmans med den höga utbredningenoch höga mobiliteten i den akvatiska miljön av PFAAs gör att dessadetekteras i hela Mälaren.

Halterna av PFAS i ytvatten och i vattenkolonnen är lika under vinterhalvåret. Detta gör att exponering av organismer är densamma förfisk som lever på ytan jämte närmare botten.

Historiska utsläpp av långkedjiga PFAAs antas vara lagrade i mark. PFAAskommer sakta lakas ut till grundvatten och ytvatten. Följaktligen kan koncentrationen av PFAS öka i Mälaren i framtiden.


FRAMTIDSUTSIKTER

Kartläggning av PFAS i sediment, när började utsläppen av PFAS i Mälaren?

Kartläggning av PFASs transportvägar till atmosfären, inklusive rollen av PFAS förämnen och PFAS bör ges hög prioritet i den framtida forskningen.

Monitorering av PFASs in dricskvatten och grundvatten både I Sverige och i hela världen främst fokuserat på PFOA och PFOS. Framtida forskning och övervakning bör därför inkludera en större en bredd av homologer för både PFCAs och PFSAs samt deras förämnen .

Monitorering av nya ersättningssämnen av PFASs bör inkluderas i studier med fokus på reningsverk för att förstå implikationen av de senaste förändringarna i PFAS industrin.


o >1500 nedladdningar

o Ladda ner under följande länk: https://link.springer.com/article/10.1007/s13280-016-0848-8

OM NI ÄR INTRESSERADE SE ÄVEN


https://link.springer.com/article/10.1007/s13280-016-0848-8

25

TACK FÖR ER UPPMÄRKSAMHET


PFAS – LINJÄRA OCH GRENADE ISOMERER

2017-04-10 26

o Isomererna har varierande fysikaliskt – kemiska egenskaper. grenade PFAS är mer vattenlösliga (lägre log KOC).grenade PFAS transporteras lättare/snabbare än linjära.

o Ju längre från spridningskällan desto ju mer ökar mängden linjär PFOS i jord.

o En större mängd linjär PFOS (n-PFOS) förekommer i sediment och jord jämfört med grenad PFOS, som är mer vanligt förekommande i vatten respektive grundvatten.

o Tidigare och senare tillverkningsmetoder för PFAS skiljer sig gällande producerad andel grenade och linjära. Vid elektrokemisk fluorering (ECF) produceras en större mängd (<25-30%) grenade PFAS jämfört med telomerisering (endast linjära).

o Ackrediterade analyslab erbjuder nu möjligheten att bestämma mängden linjära/grenade för PFOS, PFOA, PFHxS och PFOSA.

PFOS linjär isomer PFOS grenad isomer

- Samma antal byggstenar.- Skillnad i molekylstrukturen.


RESULTAT: DEL II (PFAS FÖRDELNING I DJUPLED)


Documents

Hur homogen är den rumsliga fördelningen av per- … homogen är den rumsliga fördelningen av per-och polyfluorerade substanser (PFAS) i Mälaren? (Delmål II) 2017-03-28 RESULTAT: