The power of POM – att använda
passiva provtagare vid platsspecifik
riskbedömning av PAH-förorenade
områden
Dan Berggren Kleja,
Anja Enell, Pär-Erik Back, Michael Pettersson,
Ola Wik
På säker grund för hållbar utveckling
PAH är en vanlig förorening
PAH-16
Pyrolytiska processer (koksverk, gasverk)
Låg
Medel
Impregnering (kreosot, koltjära)
Hög
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
2
Generella riktvärden PAH
Styrande skyddsobjekt/exponeringsväg för de
olika grupperna PAH
Ämnesgrupp KM
MKM
PAH-L
PAH-M
PAH-H
markmiljö
hälsa/ånga
markmiljö
markmiljö
hälsa/ånga
hälsa/växtintag
Människa och markmiljö viktiga skyddsobjekt
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
3
NV:s modell
Luft
PAHa
Organiskt
material
Porluft
Mark
H
Mineral
PAH
Klipid
PAH
Koc
PAHw
KDOC
PAH
Löst organiskt
material (DOC)
PAHtot
Porvatten
Grundvatten / Ytvatten
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
4
Metod för analys av porvattenkoncentration
– jämviktning med polyoxyetylen-membran
(POM)
Enkel metod!
a) 10 g jord + POM + 35 ml 0.001 M
CaCl2 + 0.015 NaN3 (biocid).
b) Skaka i 28 dygn
c) Extrahera POM (aceton/hexan)
d) Cw = CPOM/ KPOM
Cw = porvattenkoncentration
CPOM = POM-koncentration
KPOM = POM-fördelningskoefficient
Arp et al., 2014
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
5
Mätningar av Koc med POM-metoden visar
ofta starkare bindning än den man får med
NV:s riktvärdesmodell
log Koc
Mätt med
POM
RIVM=NV
Kow = oktanol-vatten
fördelningskoefficienten
Arp et al., 2014
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
6
Gasavgång
PAHa
Organiskt
material
Porluft
H
Mineral
PAH
Klipid
PAH
Koc
PAHw
KDOC
PAH
Löst organiskt
material (DOC)
PAHtot
Porvatten
Grundvatten / Ytvatten
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
7
Beräknad porgashalt jämfört med
uppmätt halt
Data från Wermlandskajen, Karlstad kommun
Beräknad med NV:s riktvärdesmodell
95% CI
medelvärde
Back et al., 2016
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
8
Beräknad porgashalt jämfört med
uppmätt halt
Data från Wermlandskajen, Karlstad kommun
Beräknad med POM-metoden
95% CI
medelvärde
Koncentrationen i porluft (Ca) beräknades med Ca = H · Cw
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
Back et al., 2016
9
Transport till
grundvatten
PAHa
Organiskt
material
Porluft
H
Mineral
PAH
Klipid
PAH
Koc
PAHw
KDOC
PAH
Löst organiskt
material (DOC)
PAHtot
Porvatten
Grundvatten / Ytvatten
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
10
log Koc mätt med ER-H
POM-metoden kan inte direkt användas för
att skatta utlakning utan måste korrigeras för
”DOC-bunden” PAH
log Koc mätt med POM
ER-H-metoden
Enell et al., 2016
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
11
log KDOC
”DOC-bunden” PAH kan skattas med ett
Kow-samband
log Kow
[PAH]tot = [PAH]w + KDOC · [DOC] · [PAH]w
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
Enell et al., 2016
12
Markmiljön
PAHa
Organiskt
material
Porluft
H
Mineral
PAH
Klipid
PAH
Koc
PAHw
KDOC
PAH
Löst organiskt
material (DOC)
PAHtot
Porvatten
Grundvatten / Ytvatten
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
13
Upptagsexperiment med
Enchytraeus crypticus
(4 veckors exponering)
log Klipid mätt med POM
Bioackumulation kan skattas från
porvattenhalter bestämda med POM-metoden
Upptagsexperiment med 21 fältkontaminerade jordar visade på stark
korrelation mellan mätt Klipid (Clipid /Cw) och Kow
Arp et al., 2014
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
14
Andel påverkade arter
Organismer i olika livsmiljöer uppvisar
samma känslighet om exponering uttrycks
som koncentrationen i fettvävnad
HC50=4,7
mmol/kg
NOEC-värden för 54 olika
arter, medelvärde alla
PAH-föreningar
31
13
HC5=0,39
mmol/kg
log (kritisk PAH koncentration i fett), mmol/kg
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
Verbruggen, 2012
15
Uppmätta porvattenkoncentrationer av
PAH:er kan räknas om till toxisk nivå i
fettvävnad (TU-ansats)
Verktyget IBRACS TU calculator
kan laddas ner från
http://projects.swedgeo.se/ibracs/
TUPAH-i = CPAH-i / RiktvärdePAH-i
Brand et al., 2012
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
16
Tillämpning av metodiken – Riksten,
Botkyrka kommun
• Rikstens Kol- och
Tjärfabrik
• Stängdes för ca. 60 år
sedan (idag ruin)
• Klassificerades av lst i
Stockholms län som
riskklass-1-objekt enligt
MIFO
Bysjön
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
Tjärfabrik
17
Tillämpning av metodiken – Riksten,
Botkyrka kommun
95%
skydd
Provpunkt
TU
C jord (mg/kg dw)
Djup
50%
skydd
(cm)
PAH-16
PAH-L*
PAH-M*
PAH-H*
1
0-30
277,7
23,5
100,4
153,7
4,47
0,08
2
0-20
40,8
5,6
13,6
21,7
4,68
0,08
3
0-20
5,1
1,4
1,3
2,4
0,04
0,00
6A
0-30
48,5
4
10,5
39,8
0,43
0,01
6B
30-70
3,5
0,3
0,5
2,7
0,19
0,00
7
0-20
11,6
3,5
3,1
5
0,07
0,00
8
0-20
3,7
1,5
1
1,2
0,05
0,00
9
0-15
0,3
0,1
0,1
0,1
0,06
0,00
10
0-25
1,6
0,2
0,4
1
0,07
0,00
11
0-35
49,9
3,7
6,6
40,5
0,31
0,01
>KM
RIVM MPC RIVM SRC
>MKM
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
18
Slutsatser
• POM-metoden är ett användbart verktyg för att förbättra
platsspecifika riskbedömningar för PAH:er vad gäller
gasavgång, lakbarhet, samt skydd av markmiljön.
• Platsspecifik information om Koc kan användas i NV:s
riktvärdesmodell för att utvärdera effekter på gasavgång
och lakbarhet.
• Platsspecifik information om porvattenkoncentrationer
kräver däremot ett eget verktyg för att kunna användas i en
ekologisk riskbedömning (t ex IBRACS TU calculator).
• För en meningfull tillämpning av POM-metoden krävs
tillräckligt många mätningar för att täcka den rumsliga
variationen på lokalen.
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
19
Referenser
Arp, H. P. H., S. Lundstedt, S. Josefsson, G. Cornelissen, A. Enell, A.-S. Allard & D. B. Kleja
(2014). "Native Oxy-PAHs, N-PACs, and PAHs in Historically Contaminated Soils from
Sweden, Belgium, and France: Their Soil-Porewater Partitioning Behavior, Bioaccumulation in
Enchytraeus crypticus, and Bioavailability. Environ. Sci. Technol. 48, 11187−11195.
Back, P.-E., Pettersson, M., Kleja, D.B., Ohlsson, Y., Carling, M. 2016. PAH i porgas:
provtagning, modellering och övergripande metodik vid riskbedömning. Statens geoteknisk
institut.
Enell, A., Lundstedt, S., Arp, H.P.H., Josefsson, S., Cornelissen, G., Wik, O. & Kleja, D.B.
(2016). Combining Leaching and Passive Sampling To Measure the Mobility and Distribution
between Porewater, DOC, and Colloids of Native Oxy-PAHs, N-PACs, and PAHs in Historically
Contaminated Soil. Environ. Sci. Technol. 50, 11797−11805.
Verbruggen, E.M.J., 2012. Environmental risk limits for polycyclic aromatic hydrocarbons
(PAHs). RIVM report 607711007/2012
Brand, E., Smedes, F., Jonker, M.T.O., Harmsen, J., Peijnenburg, W.J.G.M., Lijzen, J.P.A.
2012. Advice on implementing bioavailability in the Dutch soil policy framework. RIVM report
711701102/2012
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
20
Tack för uppmärksamheten!
Foto: Helena Branzén, SGI
Renare marks vårmöte Malmö 2017-03-29
21
