Rapport til: Ringkjøbing Amt. Anaerob omdannelse af parathion i sediment fra Høfde 42

Transkript

1 Rapport til: Ringkjøbing Amt Anaerob omdannelse af parathion i sediment fra Høfde 42 Juni 2005

2 Anaerob omdannelse af parathion i sediment fra Høfde 42 Agern Allé Hørsholm Tlf: Fax: tta@dhi.dk Web: Klient Klientens repræsentant Ringkjøbing Amt Børge Hvidbjerg Projekt Høfde 42 Projekt nr Forfattere Trine Thorup Andersen Dato Godkendt af Torben Madsen 01 Rapport TTA TMA TMA Revision Beskrivelse Udført Kontrolleret Godkendt Dato Nøgleord Parathion Sediment Anaerob omdannelse Nedbrydningsprodukter Klassifikation Åben Intern Tilhører klienten Distribution Ringkjøbing Amt DHI: TTA/TMA/ERA Antal kopier 2 3

3 INDHOLDSFORTEGNELSE 1 SAMMENFATNING OG KONKLUSION INDLEDNING TESTSTOF TESTMEDIUM OG SEDIMENTPRØVER Sediment Tilsatte mineraler TESTMETODE KEMISKE ANALYSER DATABEHANDLING TESTRESULTATER REFERENCER...11 BILAG A B C D UDTAGNING OG KARAKTERISERING AF SEDIMENTER RESULTATER AF KEMISKE ANALYSER BESKRIVELSE AF ANALYSEMETODER RÅDATA FRA SIMULERINGSTEST ERA/ / i

4 1 SAMMENFATNING OG KONKLUSION Nedenstående resultater er opnået ved undersøgelse af den anaerobe omdannelse af ethylparathion (EP3) i tre sedimenter udtaget ved Høfde 42. Teststoffet blev modtaget fra Cheminova A/S den 9. februar Der blev genfundet 26-62% af den tilsatte koncentration af EP3 på 5 mg/l, mens der blev målt relativt høje koncentrationer af aminoethylparathion (amino-ep3) ved teststart. Det formodes, at der er sket en hurtig abiotisk omdannelse af EP3 til amino-ep3 umiddelbart efter teststart. I biologiske testflasker sås en fuldstændig fjernelse af EP3 efter dage, mens der i abiotiske testflasker sås ca % fjernelse af EP3 efter 56 dage (i % af den målte EP3 koncentration dag 0). Halveringstider for EP3, beregnet udfra den målte EP3 koncentration ved teststart, fremgår af tabel 1.1. Tabel 1.1 Halveringstider (DT50) for EP3 i tre testserier Sediment I Sediment II Sediment III Biologisk Abiotisk Biologisk Abiotisk Biologisk Abiotisk DT50, dage 5, INDLEDNING DHI - Institut for Vand og Miljø har undersøgt den anaerobe omdannelse af ethylparathion (EP3) i tre sedimentprøver. Sedimentprøverne blev udtaget af NIRAS på tre lokaliteter ved Høfde 42, Harboøre Tange, i de anaerobe sedimentlag, som er karakteriseret ved at være stærkt reducerede, og som fremstår gråsort/sort med svovlbrintelugt. Den anaerobe omdannelse blev undersøgt ved anvendelse af principperne beskrevet i OECD Test Guideline nr. 308 Aerobic and Anaerobic Transformation in Aquatic Sediment Systems (OECD 308) /1/ med anvendelse af relevante modifikationer. De væsentligste modifikationer var som følger: Der blev anvendt tre sedimenter fra Høfde 42 med målelige koncentrationer af EP3 og nedbrydningsprodukter heraf. Der blev ikke anvendt referencestof. Testen blev udført med et vand:sediment forhold på 1:4 for at sikre fuldstændigt anaerobe forhold (OECD 308 angiver et vand:sediment forhold mellem 3:1 og 4:1). Der blev ikke lavet test af analysemetodens reproducerbarhed. ERA/ /

5 3 TESTSTOF Teststoffet blev leveret af Cheminova A/S den 9. februar Der blev leveret 700 mg i glasampul, som var nedkølet ved ankomsten. Teststof: Ethylparathion (EP3 ), analyse standard Renhed: 99,5% CAS nr.: Batch nr.: 343-BSe-9A Form: Gul væske Molekyleformel: C 10 H 14 NO 5 PS Molekylevægt: 291,3 Vandopløselighed: 12,4 mg/l ved 25 C Opløselighed i ethanol: Opløselig Log K OW : 3,2 Henry s lovkonstant: 1, atm m 3 /mol Teststoffet er stabilt ved opbevaring ved temperaturer lavere end 25 C. Teststoffet blev opbevaret ved ca. -20 C efter ankomsten til DHI og blev anvendt i test påbegyndt den 2. marts TESTMEDIUM OG SEDIMENTPRØVER 4.1 Sediment Sedimentprøver fra Høfde 42 blev udtaget af NIRAS den 8. februar Prøvetagningslokaliterne var placeret ca. 1 meter vest for boringerne V49, K og J. Nærmere beskrivelse af prøveudtagningen fremgår af bilag A. Vand og sedimentprøver blev transporteret i lukkede beholdere, som var fyldt helt op for at minimere påvirkning med ilt fra atmosfæren. Prøverne blev opbevaret ved 5-10 C under transporten. Vand- og sedimentprøverne blev leveret til DHI den 9. februar Prøverne blev opbevaret ved ca. 4 C efter ankomsten til DHI og blev anvendt i test påbegyndt den 2. marts Sedimenternes tørvægt, glødetab og partikelfordeling blev karakteriseret. Der blev lavet kimtalsbestemmelser af levende, aerobe mikroorganismer på marin agar for hvert sediment efter DS 2252, modificeret /2/. Karakteristika for de tre sedimenter fremgår af tabel 4.1 samt bilag A. ERA/ /

6 Tabel 4.1. Karakteristika for de anvendte sedimenter Sediment I Sediment II Sediment III Tørvægt, g/kg Glødetab, g/kg tørvægt 1,6 2,6 3,2 Kimtal pr. g tørvægt 9, , , * Kimtal blev bestemt ved 21 C på R2A agar. Resultatet er gennemsnittet af en dobbeltbestemmelse 4.2 Tilsatte mineraler Der blev anvendt et syntetisk næringskoncentrat bestående af deioniseret vand og mineraler, således at koncentrationen af mineraler i vandfasen var som følger (mineraler, som beskrevet i OECD Test Guideline nr. 306: Biodegradability in Seawater /2/): KH 2 PO 4 K 2 HPO 4 Na 2 HPO 4 2H 2 O NH 4 Cl CaCl 2 MgSO 4 7H 2 O FeCl 3 6H 2 O 8,50 mg/l 21,75 mg/l 33,30 mg/l 0,50 mg/l 27,50 mg/l 22,50 mg/l 0,25 mg/l Der blev desuden tilsat 5 g NaCl/l (svarende til en salinitet på ca. 5 ). 5 TESTMETODE Testen blev udført i 300 ml glasflasker med gummipropper. Testflasker og andet udstyr blev steriliseret i varmeskab ved 140 C i 3 timer inden anvendelsen. Anaerobe testopløsninger (næringskoncentrat, vand, Na 2 S, NaOH og HCl) samt pipettespidser blev autoklaveret inden brug. Der blev anvendt en testblanding af mineralberiget porevand og sediment på i alt 210 g. Der blev lavet tre parallelle testserier, en for hvert af sedimenterne I-III. Der blev fremstillet en stamopløsning af EP3 opløst i ethanol med en koncentration på 2100 mg/l. Alle trin i forsøgsopsætningen blev foretaget under N 2 -atmosfære, og de anvendte sprøjter og kanyler blev beluftet med N 2. Testflaskerne blev grundigt beluftet med kvælstof under og efter oplukning. De anaerobe testflasker blev fremstillet ved af afveje 191 g vådt sediment (160 g tørvægt) til hver flaske. Til hver testflaske blev der tilsat 500 µl stamopløsning på sedimentets overflade, svarende til en koncentration på 5 mg/kg i sediment/vand-systemet. Opløsningsmidlet blev dampet af i ca. 1 min. Herefter blev de øverste lag af sedimentet forsigtigt blandet med en spatel. I biologiske testflasker blev der tilsat 8,5 ml anaerobt næringskoncentrat og 10,5 ml anaerobt vand. Til kontrol af den abiotiske fjernelse af parathion blev der for hver testserie fremstillet en parallel testserie, hvor den mikrobielle aktivitet blev hæmmet ved tilsætning af natriumazid (NaN 3 ) i en koncentration på 20 g/kg. Til hver af de abiotiske testflasker blev tilsat 191 g vådt sediment, 8,5 ml næringskoncentrat samt 10,5 ml NaN 3 (400 g/kg). ERA/ /

7 Alle testflasker blev tilsat natriumsulfid til en koncentration på 20 g/kg (1 ml, 64,6 g/l) for at sikre tilstrækkeligt reducerende forhold i sedimenterne. Der blev således anvendt følgende testblandinger i dette studie: 1) biologiske flasker med teststof (5mg/kg) og testmedium 2) abiotiske flasker med teststof (5 mg/kg), testmedium og NaN 3 (20 g/kg) Der blev fremstillet ekstra biologiske testflasker til bestemmelse af kimtal og ph. Kimtal blev bestemt på dag 0 efter DS 2252, modificeret /3/. Der blev i alt fremstillet 117 testflasker. Figur 5.1 Testflaske Testflaskerne blev placeret horisontalt på et rystebord med en intensitet på ca. 100 rpm og inkuberet i mørke ved 10 C. Testens varighed var 56 dage. Figur 5.2 Testopstilling ERA/ /

8 Til hvert af prøvetagningstidspunkterne dag 0, 7, 14, 21, 28, 42 og 56 blev der udtaget tre replikate biologiske testflasker fra hver serie (sediment I-III) til kemisk analyse. Til hvert af prøvetagningstidspunkterne dag 0, 14, 28 og 56 blev der udtaget tre replikate abiotiske testflasker fra hver serie (sediment I-III) til kemisk analyse. Testflasker til analyse blev frosset ved -20 C indtil forsendelse. Testflaskerne blev sendt til Cheminova A/S i kølekasser med tøris henholdsvis den 4. april (prøver fra dag 0-28) og den 9. maj 2005 (prøver fra dag 42-56). Prøverne var kodet med et talsystem, således at tidspunkterne, hvor testflaskerne blev udtaget, var ukendt for Cheminova A/S, men således at samhørende replikater kunne identificeres som vist i tabel 5.1. Tabel 5.1 Mærkning af prøver til Cheminova A/S System T = 0 T = 7 T= 14 T = 21 T = 28 T = 42 T = 56 Biologisk 2, ABC 5, ABC 7, ABC 8, ABC 4, ABC 11, ABC 9, ABC Abiotisk 6, ABC 3, ABC 1, ABC 10, ABC 6 KEMISKE ANALYSER De kemiske analyser blev udført af Cheminova A/S. Følgende parametre blev analyseret: ethylparathion (EP3) diethylthiofosforsyre (EP2-syre) amino-ethylparathion (amino-ep3) paraoxon des-ethylparathion (des-ep3) (kun prøver fra dag 0, 42 og 56) For hver af de samhørende replikater A, B og C blev der udført analyse af sedimentfasen på A-prøverne og analyse af vandfasen fra B-prøverne. Der blev ikke udført analyser på C-prøverne. A-prøverne blev grundigt homogeniseret ved omrøring med en spatel, hvorefter der blev udtaget ca. 2-3 g delprøve. Delprøverne blev fortyndet med 10 ml NaCl-opløsning, hvorefter hele opløsningen blev væskeekstraheret med isopropylacetat (IPE) efter grundig omrystning i 1 min. IPE og vandfase blev herefter adskilt ved centrifugering (3000 rpm). IPE-fasen blev analyseret med GC-NPD (gaschromatograf med nitrogenphosphor detektor) for prøvens indhold af EP3, amino-ep3 og paraoxon. Resultaterne blev angivet i mg/kg vådvægt. Fra B-prøverne blev vandfasen omhældt i et dramglas, og vandprøverne blev centrifugeret i 3 min (3000 rpm). Den oprensede vandfase blev analyseret direkte for EP2-syre og des-ep3 med et LC-UV instrument. Under optøningen af prøverne gik en enkelt B- prøve tabt. Derfor blev vandfasen i et enkelt tilfælde udført på en C-prøve (bilag B). Resultaterne blev angivet i mg/l væskefase. Nærmere beskrivelse af analysemetoderne fremgår af bilag C. ERA/ /

9 7 DATABEHANDLING Halveringstider for EP3 (DT50) blev bestemt ved lineær interpolation mellem de to målepunkter, hvor 50% af den målte startkoncentration af EP3 var forsvundet. De målte koncentrationer af EP2-syre og des-ep3 blev omregnet fra mg/l væskefase til mg/kg vådvægt for hele sediment/vand-systemet (bilag D). De målte koncentrationer af EP3 og EP3-nedbrydningsprodukter blev omregnet til mmol/kg (bilag D). Da testflaskerne ud over det tilsatte EP3 (5 mg/kg) indeholdt varierende baggrundskoncentrationer af EP3 og EP3- nedbrydningsprodukter (fra prøvernes oprindelige indhold af disse stoffer), kunne en egentlig massebalance for den totale koncentration af EP3 og EP3-nedbrydningsprodukter ikke estimeres. 8 TESTRESULTATER Indledende analyser af sedimentprøverne viste, at sedimenterne I, II og III indeholdt varierende koncentrationer af EP3 (<0,02-4,9 mg/kg) og amino-ep3 (1,3-30 mg/kg). Resultaterne af de indledende analyser fremgår af bilag B. Idet sedimenterne var meget inhomogene, og da der blev analyseret på enkelte delprøver, vurderes resultaterne kun at give vejledende estimater af baggrundsindholdet af EP3 og amino-ep3 i de enkelte testflasker. Der blev observeret EP3, amino-ep3, EP2-syre og des-ep3 i både biologiske og abiotiske testflasker. Der blev ikke identificeret målelige koncentrationer af paraoxon (detektionsgrænse: 0,02 mg/kg) i testflaskerne. Resultaterne af simuleringstesten for omdannelse af EP3 i sediment (sediment I-III) fremgår af figur Figurerne angiver fjernelsen af EP3 i mmol pr. kg samt produktionen af nedbrydningsprodukter, omregnet til EP3 ækvivalenter i mmol/kg. Den tilsatte startkoncentration af EP3 på 5 mg/kg svarer til 17 mmol/kg. Rådata for simuleringstesten fremgår af bilag D. Da de kemiske analyser af henholdsvis vand og sedimentfase blev udført på enkelte delprøver af henholdsvis replikat A og B, kunne der ikke beregnes standardafvigelser på replikaterne, og halveringstider kunne ikke beregnes for de enkelte replikater i testserierne. ERA/ /

10 Sediment I EP3 biologisk Amino-EP3 biologisk EP2-syre biologisk 16 EP3 ækvivalenter, mmol/l Tid, dage Figur 8.1 Biologisk omdannelse af EP3, sediment I Sediment II EP3 biologisk Amino-EP3 biologisk EP2-syre biologisk 16 EP3 ækvivalenter, mmol/l Tid, dage Figur 8.2 Biologisk omdannelse af EP3, sediment II ERA/ /

11 Sediment III EP3 biologisk Amino-EP3 biologisk EP2-syre biologisk 16 EP3 ækvivalenter, mmol/l Tid, dage Figur 8.3 Biologisk omdannelse af EP3, sediment III Sediment I EP3 abiotisk Amino-EP3 abiotisk EP2-syre abiotisk Des-EP3 abiotisk EP3 ækvivalenter, mmol/l Tid, dage Figur 8.4 Abiotisk omdannelse af EP3, sediment I ERA/ /

12 Sediment II EP3 abiotisk Amino-EP3 abiotisk EP2-syre abiotisk Des-EP3 abiotisk EP3 ækvivalenter, mmol/l Tid, dage Figur 8.5 Abiotisk omdannelse af EP3, sediment II Sediment III EP3 abiotisk Amino-EP3 abiotisk EP2-syre abiotisk Des-EP3 abiotisk EP3 ækvivalenter, mmol/l Tid, dage Figur 8.6 Abiotisk omdannelse af EP3, sediment III Det fremgår af figur og bilag B, at de målte koncentrationer af EP3 ved teststart var væsentligt lavere end forventet, idet der kun blev genfundet mellem 26 og 62% af den tilsatte startkoncentration af EP3 på 5 mg/kg (17 mmol/kg) ved analyse af testflaskernes indhold. Derimod sås relativt høje koncentrationer af amino-ep3 (8-15 mmol/kg), samt lavere koncentrationer af EP2-syre (0,3-1,1 mmol/kg) i både biologiske og abiotiske flasker ved teststart. I de abiotiske flasker sås desuden des-ep3 (0,6-1,7 ERA/ /

13 mmol/kg) ved teststart. Det må formodes, at der sker en hurtig abiotisk omdannelse af EP3 til amino-ep3 (og eventuelt EP2-syre) i testflaskerne efter teststart, da en omfattende mikrobiel omdannelse allerede på dag 0 ikke er realistisk. Reduktion af EP3 til amino-ep3 og efterfølgende hydrolyse til bl.a. EP2-syre er en primær nedbrydningsrute for EP3 under anaerobe forhold, omend denne proces formodes at være katalyseret af mikroorganismer /4/. Under de anvendte testbetingelser var sedimenterne dog stærkt reducerede som følge af tilsætningen af natriumsulfid. De abiotiske flasker var desuden tilsat NaN 3 (20 g/kg), som ligeledes er en effektiv reduktant. Redoxforholdene i testflaskerne var således stærkt reducerede, hvilket muligvis kunne foranledige en hurtig abiotisk omdannelse af EP3. Med udgangspunkt i de målte startkoncentrationer af EP3 (t = 0) fremgår det, at koncentrationen af EP3 i de biologiske flasker faldt til under detektionsgrænsen (0,02 mg/kg) mellem dag 42 og 56 (sediment I-III). I de abiotiske flasker faldt koncentrationen af EP3 til mellem 36% og 41% af startkoncentrationen (målt ved t = 0) efter 56 dage (sediment I-III). Dette indikerer, at der foruden abiotisk omdannelse også sker en mikrobiel omdannelse af EP3 under testen. I de biologiske flasker sås stigende koncentrationer af både amino-ep3 og EP2-syre i takt med fjernelsen af EP3. I de abiotiske flasker sås en stigning i EP2-syre koncentrationen og et fald i amino-ep3 koncentration i takt med fjernelsen af EP3. De målte koncentrationer af EP3, amino-ep3, EP2-syre og des-ep3 var i nogle testflasker højere, end hvad der kunne forventes alene ud fra omdannelse af det tilsatte EP3. Dette kan enten skyldes sediment- og vandprøvernes indhold af disse stoffer, eller vanskeligheder med at udtage repræsentative delprøver af sedimenterne til analyse. I de fleste testflasker var summen af EP3 og EP3-nedbrydningsprodukter dog væsentligt lavere end den tilsatte koncentration af EP3 på 5 mg/kg, hvilket enten kan skyldes en videre omdannelse til nedbrydningsprodukter, der ikke er analyseret for, eller at stofferne ikke er blevet ekstraheret fuldstændigt fra sedimenterne. Det er derfor svært at drage sikre konklusioner om bionedbrydningen i simuleringstesten, da bidraget fra sedimenterne varierer i de forskellige flasker og da en effektiv ekstraktion af stofferne er vanskelig at opnå. Det blev forsøgt at måle ph i testflaskerne på dag 0 ved anvendelse af phindikatorpapir. Det var dog ikke muligt at aflæse ph som følge af sedimentets sortfarvning af papiret. I tabel 8.1 ses de beregnede halveringstider (DT50) for EP3 i sediment I-III for hver af de tre testserier (sediment I-III). Halveringstiderne er beregnet udfra de målte koncentrationer af EP3 ved teststart (4,4-11 mmol/kg). Nedenstående halveringstider tager derfor ikke højde for en eventuel hurtig abiotisk omdannelse i løbet af testens første dag, som kan være årsag til de lave koncentrationer af EP3, der er målt på dag 0. ERA/ /

14 Tabel 8.1 Halveringstider (DT50) for ethylparathion (EP3) Sediment I Sediment II Sediment III Biologisk Abiotisk Biologisk Abiotisk Biologisk Abiotisk DT50 (dage) 5, Resultaterne i tabel 8.1 indikerer, at fjernelsen af EP3 i de biologiske testflasker forløb relativt hurtigt med halveringstider (DT50) mellem ca. 6 og 25 dage. Fjernelsen af EP3 var dog også relativt hurtig i de abiotiske testflasker, hvor halveringstiderne var mellem 12 og 41 dage. 9 REFERENCER /1/ OECD 308 (2004): OECD Guideline for the Testing of Chemicals. Aerobic and Anaerobic Transformation in Aquatic Sediment Systems. /2/ OECD 306 (): OECD Guideline for the Testing of Chemicals: Biodegradability in Seawater. /3/ Dansk Standard 2252 (1983). Vandundersøgelse. Bestemmelse af kimtallet og fluorescerende kim ved 21 grader C i Kings agar B /4/ Aktor, H (2004). Litteraturstudie af parathions omdannelse i miljøet. Miljøstyrelsen (endnu ikke publiceret). ERA/ /

15 BILAG A Udtagning og karakterisering af sedimenter ERA/ /

16 A.1 Udtagning af sedimenter Notat Ringkjøbing Amt SEDIMENTPRØVER TIL NEDBRYDNINGSFORSØG Udtagning af vand- og sedimentprøver ved Høfde 42 Rådgivende ingeniører og planlæggere A/S NIRAS Banegårdspladsen 6 B DK-7400 Herning Telefon Fax niras@niras.dk CVR-nr Tilsluttet F.R.I 7. februar 2005 Indledning På baggrund af en drøftelse med Torben Madsen har NIRAS udarbejdet følgende et mindre oplæg til selve udtagningen af sediment- og vandprøver til nedbrydningsforsøgene udført ved DHI. Dette oplæg er siden kommenteret af Torben Madsen og Henrik Aktor (AKTOR innovation) og NIRAS fremsender nærværende opdaterede oplæg. Placering af prøvetagningssteder Prøvetagningslokaliteterne (I til III) placeres ca. 1 meter vest for boringerne V49, K og J. Jf. figur 1. I forhold til det oprindelige forslag til placering, som fremgår af AKTOR innovations oplæg af 6. januar 2005 /1/, er det valgt at se bort fra at placere et prøvetagningssted ved boring L. Dette begrundes dels med, at adgang til denne boring ofte umuliggøres på grund af vandstanden i Vesterhavet, og dels at analyseresultat fra vandanalysen tidligst foreligger onsdag middag d. 9. januar Udtagning af sedimentprøver på lokaliteterne I til III Der etableres 1-2 nedstiksboringer (8 snegl og uforede) på hver af lokaliteterne og disse føres ned i det indskudte ler/gytjelag. Når sneglen er trukket op af hullet skrabes det yderste lag bort (afsmittet materiale), som de gennemborede lag fremstår rene. Der udtages herefter henholdsvis aerobe og anaerobe sedimentprøver. Boreteknik er drøftet med Torben Madsen, DHI, som har godkendt valget. Aerobe prøver udtages i den lyse del af sedimentet, som er beliggende umiddelbart under grundvandsspejlet Anaerobe prøver udtages fra lagserien i intervallet ca. 0,2 til 1,5 m. over det indskudte ler/gytjelag, hvor lagserien er kendetegnet ved at være meget reduceret fremstår gråsort/sort med svovlbrinte lugt. Der kan stedvis forekomme partier/horisonter i omtalte lagserie med højt indhold af organisk materiale (gytje/humus). ERA/ /

17 Tidsplan og tidsforbrug Borearbejde og udtagning af sedimentprøver kan udføres i tirsdag d. 8/2-05 og arbejdet vil kunne udføres på ca. 5 timer. Udtagning af vandprøver på hver af lokaliteterne I til III Der udtages vandprøver fra de eksisterende boringer V49, K og J, som ligger ca. 1 meter øst (opstrøms) for nedstiksboringerne. Vandprøverne udtages alle i boringer med filterinterval fra ca. 0,5 til 1,5 meter over det indskudte ler/gytjelag. I forbindelse med vandprøvetagningen måles iltindhold, temperatur, ph og redoxpotentiale. Vandprøverne udtages med in-line-filtre (0,45 micron), når ovennævnte parametre er stabile. Tidsplan og tidsforbrug De 3 vandprøver udtages samme dag, som nedstiksboringerne etableres. Vandprøvetagningen vil kræve ca. 3 timers arbejde. Prøvemængder, emballering og transport af prøver Prøvemængder og emballering af jord- og vandprøver i henhold til DHI-oplæg. /2/ Transport af prøver foregår ved vognmand Leman Jensen, Lemvig. Økonomi Aktivitet Honorar Udlæg Eksterne I alt Planlægning og koordinering Borearbejde (1) (2) og jordprøver Vandprøver (filtrerede) Transport I alt (excl. moms) (1) inkl. 1 mobilisering af tilsyn (2) inkl. ½ mobilisering af boreentreprenør Referencer /1/ Oplæg til supplerende boringsarbejde i AKTOR innovation d. 5/1-05. /2/ Aerob og Anaerob omdannelse af parathion med sediment fra Høfde 42. DHI d. 31/1-05. ERA/ /

18 A.2 Feltdata Ringkjøbing Amt SEDIMENTPRØVER TIL NEDBRYDNINGSFORSØG Feltdata for udtagning af sedimentprøver 20. juni 2005 Rådgivende ingeniører og planlæggere A/S NIRAS Banegårdspladsen 6 B DK-7400 Herning Telefon Fax niras@niras.dk CVR-nr Tilsluttet F.R.I Sediment- og vandprøver udtaget den 8. februar I forbindelse med det et nedbrydningsforsøg med parathion har NIRAS på vegne af Ringkjøbing Amt udtaget sediment- og vandprøver fra tre lokaliteter på forstranden ved Høfde 42, Harboøre Tange. Der er således udtaget sedimentprøver ved de eksisterende boringer V48/49, J og K, mens der er udtaget vandprøver fra boringerne J og K. Boring V49 viste sig at være tilstoppet med sand. Feltarbejdet er udført som beskrevet i NIRAS oplæg af 7. februar Nedenfor fremgår en række specifikke data i forbindelse med prøvetagningen. Udtagning af vandprøver Der er udtaget vandprøver fra boring J og K svarende til lokalitet II og III, mens boring V49 var tilstoppet ved lokalitet I, jf. vedlagte bilag 1. Der er foretaget renpumpning indtil nedenstående parametre var stabile i grundvandet. Jf. tabel 1. Parameter Boring K Boring J Temperatur 6,9 6,7 ph 6,58 7,73 Iltindhold (mg/l) 3,19 2,26 Tabel 1 viser temperatur, ph og iltindhold ved udtagning af vandprøver fra boringerne J og K. I boringerne J og K er etableret 1 meter filterinterval henholdsvis 2,4-3,4 m.u.t. og 3,3-4,3 m.u.t. Beskrivelse af gennemborede lagserier Lagserie ved V48/V49 (Sedimentprøve I) M.u.t. Beskrivelse 0 0,4 Sand, mellem, tørt 0,4 3,0 Sand, mellem, stedvis lidt sten og grus, lyst, vådt 4,5 4,6 Sand, mellem, få gruskorn, sortgrå, vådt 4,6 4,8 Ler-/gytjelag ERA/ /

19 Der blev etableret 8 nedstiksboringer med ca. 1 meters indbyrdes afstand for at samle tilstrækkeligt med anaerobt sediment. Lagserie ved boring K (Sedimentprøve II) M.u.t. Beskrivelse 0 0,3 Sand, mellem, gult, tørt 0,3 4,1 Sand, mellem til groft, meget gruset og stenet, gult, vådt 4,1 4,5 Sand, mellem til groft, sortgrå, vådt 4,5 4,8 Ler-/gytjelag Der blev etableret 2 nedstiksboringer med ca. 1 meters indbyrdes afstand for at samle tilstrækkeligt med anaerobt sediment. Lagserie ved boring J (Sedimentprøve III) M.u.t. Beskrivelse 0 0,3 Sand, mellem, gult, tørt 0,3 2,8 Sand, mellem, med grus og sorte sten, gult, vådt 2,8 3,1 Sand, mellem til fin, gult, vådt 3,1 3,5 Sand, mellem til fin, gråsort, vådt 3,5 3,7 Ler-/gytjelag Der blev etableret 4 nedstiksboringer med ca. 1 meters indbyrdes afstand for at samle tilstrækkeligt med anaerobt sediment. Der er ikke udført ph-måling af sedimenter ved prøvetagning, idet det ikke var aftalt. Transport fra Høfde 42 til DHI Sediment- og vandprøver er udtaget i perioden fra 7:00 til 12:00 den 8. februar 2005 og transportfirmaet Lehmann Jensen afhentede prøverne ca. kl. 13:30 samme dag. Prøvematerialet (sediment og vand) blev under transporten opbevaret i lukkede blå plastiktromler på ladet af lastbilen, som var overdækket med presenning. Temperaturen var ca grader Celsius under transporten. Prøverne blev afleveret hos DHI den 9. februar ERA/ /

20 A.3 Karakterisering af sedimenter ERA/ /

21 ERA/ /

22 ERA/ /

23 A.4 Prøveudtagningssteder ERA/ /

24 BILAG B Rådata, kemiske analyser ERA/ /

25 B.1 Indledende analyser af sedimentprøver Prøve Dato Art Amino-EP3 EP3 iso-amino-ep3* mg/kg mg/kg mg/kg l Anaerob jord 1,3 0,5 <0,02 ll Anaerob jord 4,3 4,9 <0,02 lll Anaerob jord 30 <0,02 1,4 B.2 Analyser fra simuleringstest Paraoxon Anaerobe nedbrydningsforsøg Paranitophenol (PNF) des-ethylparathion Amino-ethyl parathion Ethyl parathion EP2-syre CAS. No Prøver mg/kg mg/kg mg/l mg/kg mg/kg mg/l Ι 1. A & B <0,02 i.a. i.a. 2,40 0,67 0,8 Ι 2. A & B <0,02 i.a. 0,2 2,09 1,51 0,8 Ι 3. A & B <0,02 i.a. i.a. 1,53 0,59 1,0 Ι 4. A & B <0,02 i.a. i.a. 2,07 0,33 1,0 Ι 5. A & B <0,02 i.a. i.a. 1,50 0,60 0,8 Ι 6. A & B <0,02 i.a. 1,9 3,22 1,49 0,8 Ι 7. A & B <0,02 i.a. i.a. 1,47 0,73 0,9 Ι 8. A & B <0,02 i.a. i.a. 1,38 0,47 0,8 I 9. A & B <0,02 i.a. <0,1 3,61 <0,02 2,8 I 10. A & B <0,02 i.a. 1,1 1,91 0,53 3,7 I 11. A & B <0,02 i.a. 0,1 3,91 0,27 3,5 II 1. A & B <0,02 i.a. i.a. 0,46 1,71 0,4 II 2. A & C <0,02 i.a. 0,2 2,30 1,29 0,2 II 3. A & B <0,02 i.a. i.a. 0,77 2,24 0,4 II 4. A & B <0,02 i.a. i.a. 2,83 0,28 0,5 II 5. A & B <0,02 i.a. i.a. 0,36 1,32 0,2 II 6. A & B <0,02 i.a. 0,7 2,44 2,12 0,3 II 7. A & B <0,02 i.a. i.a. 0,72 1,43 0,5 II 8. A & B <0,02 i.a. i.a. 1,79 1,14 0,6 II 9. A & B <0,02 i.a. <0,1 2,10 <0,02 1,7 II 10. A & B <0,02 i.a. 1,6 0,42 0,87 2,6 II 11. A & B <0,02 i.a. <0,1 2,02 <0,02 2,1 III 1. A & B <0,02 i.a. i.a. 0,87 1,76 0,9 III 2. A & B <0,02 i.a. 0,2 2,14 2,83 0,6 III 3. A & B <0,02 i.a. i.a. 1,27 2,06 0,7 III 4. A & B <0,02 i.a. i.a. 1,20 0,96 1,2 III 5. A & B <0,02 i.a. i.a. 0,43 1,94 0,9 III 6. A & B <0,02 i.a. 1,2 3,90 3,09 0,8 III 7. A & B <0,02 i.a. i.a. 1,59 1,52 0,9 III 8. A & B <0,02 i.a. i.a. 0,39 1,09 0,8 III 9. A & B <0,02 i.a. <0,1 4,02 <0,02 3,0 III 10. A & B <0,02 i.a. 1,6 0,76 1,28 3,0 III 11. A & B <0,02 i.a. <0,1 2,65 <0,02 4,1 i.a. ikke analyseret for det pågældende stof. ERA/ /

26 BILAG C Beskrivelse af analysemetoder ERA/ /

27 Cheminova A/S P.O. Box 9 DK-7620 Lemvig Denmark Phone (+45) Fax (+45) CVR-No. DK BBr Analyser af aerobe og anaerobe prøver i forbindelse med Bionedbrydningsforsøg i sediment fra Høfde 42. Analyser af sedimentprøver Spildevandslaboratoriet på Cheminova A/S har analyseret aerobe og anaerobe prøver i forbindelse med bionedbrydningsforsøg af Ethyl-parathion i sediment fra Høfde 42. Det følgende beskriver de prøveforberedelser og analysemetoder der blev anvendt i forbindelse med analyserne af sediment prøverne. Prøveforberedelse Aerobe prøver De aerobe prøver bestod af 3 sæt prøver (I, II og III). Hvert sæt indeholdte 8 prøver med 3 gentagelser (A, B og C). Ud fra de tre gentagelser blev der lavet en delprøve på ca. 100 ml med lige dele af prøverne A, B og C. Under optøningen af prøverne gik enkelte prøver tabt. Derfor består enkelte delprøver kun af to eller en prøve. Hvilke delprøver der ikke består af tre prøver fremgår af resultatskemaet. Fra delprøverne blev 20 ml af prøverne afmålt i et dramglas. De 20 ml prøve blev væske væske ekstraheret med 2 ml IPE (Iso-propyl acetat). Under væske væske ekstraktionen blev blandingen grundigt rystet 1 min. IPE og vand fasen blev adskilt ved hjælp af centrifugering (3000 rpm). IPE fasen bliver analyseret med GC-NPD for prøvens indhold af Ethyl-parathion, Amino-ethyl-parathion og Paraoxon. GC metoden er beskrevet under analysemetoder. Fra delprøverne blev 10 ml af vandprøven centrifugeret 3 min med 3000 rpm. De oprensede vandfaser blev analyseret direkte med et LC-UV instrument, for deres indhold af EP2-Syre. LC metoden er beskrevet under analysemetoder. Anaerobe prøver De anaerobe prøver blev analyseret af to gange. Først blev de 3 sæt (I, II og II) bestående af 8 prøver (1-8) med tre gentagelser (A, B og C) analyseret. Senere blev de tre sæt (I, II og III) bestående af 3 prøver (9-11) med tre gentagelser analyseret. Fra hver af de 3 gange 11 anaerobe A prøver blev ca. 2-3 g prøve afvejet i et dramglas. Inden den mindre prøve blev afvejet, blev helle A prøven grundigt homogeniseret ved omrøring med en spartel. De ca. 2-3 g prøve blev fortyndet med 10 ml af en 35 g/l NaCl opløsning. Opløsningen blev væske væske ekstraheret med 2 ml IPE efter samme fremgangsmåde som beskrevet under de aerobe prøver. IPE fasen blev analyseret med GC-NPD for prøvernes indhold af Ethyl-parathion, Amino-ethyl-parathion og Paraoxon. ERA/ /

28 Cheminova A/S P.O. Box 9 DK-7620 Lemvig Denmark Phone (+45) Fax (+45) CVR-No. DK BBr Fra de 3 gange 11 anaerobe B prøver blev vandfasen hældt over i et dramglas. Vandprøven blev centrifugeret i 3 min. med 3000 rpm. Den oprensede vandfase blev analyseret direkte med et LC-UV instrument, for dets indhold af EP2-Syre. Ni anaerobe prøver der blev analyseret for EP2-Syre blev også analyseret for indholdet af Des- Ethyl.Parathion De ni prøver var: BI2, BI6, BI9, BII2, BII6, BII9, BIII2, BIII6 og BIII9. Analysemetoder GC-NPD Analysemetode revideret udgave af AM Bestemmelse af færdigvarer i vand og slam. Apparatur og parametre anvendt af Cheminova Analyserne bliver udført på gaschromatograf med NPD (Nitrogen Phosphor detector). GC-NPD Gaschromatograf: Hewlett Packard HP 6890 med NPD HP 7694 auto sampler Integrator: HP 3365 Chemstation Series II og HP Laser Jet 5 Printer Søjle: Injektion: Kapillarsøjle, Agilent (firma), HP-1 (art), 50 m lang, 0,32 mm i.d., 1,05 µm filmtykkelse split / splitless Splitforhold: 5 : 1 Bæregas: Helium Tryk: 27 psi Detektionstemperatur: 280 C Injektiontemperatur: 200 C ERA/ /

29 Cheminova A/S P.O. Box 9 DK-7620 Lemvig Denmark Phone (+45) Fax (+45) CVR-No. DK BBr Temperaturprogram: Initial temperatur 120 C Initial time 6,0 min Level Rate ( C / Final Final time min) temp.( C) (min) , ,0 Tid per chromatogram: 27,2 min Injektionsmængde: 1 µl Fremstilling af referenceopløsning Der fremstilles en stamopløsning af rene færdigvarer(ca 1000 mg/l i ethanol). Denne stamopløsning fortyndes videre i ethanol til 2 standardopløsninger på ca 10 og ca 100 mg/l. 50 microliter standardopløsning tilsættes 4 ml IPE Isopropylacetat) og 10 ml saltvand (35 g NaCl/l) og rystes kraftigt i 30 sek. En del af IPE-fasen overføres til et injektionsglas. Denne standard analyseres og kalibreres. Fremstilling af prøveopløsning Der udtages en passende mængde prøve. Hvis prøvemængden er under 10 ml tilsættes saltvand. Der tilsættes 2 ml IPE. Prøven rystes kraftigt i hånden i 30 sek og sættes i ultralydsbad i 15 min, derefter rystes igen i 30 sek. Efter centrifugering (4000 omdr. i 3 min) overføres en del af IPE-fasen til et injektionsglas og analyseres. Se endvidere bilag 4. Beregning Ekstern standard metode Detektionsgrænse: Vandprøver: Sedimentprøver: 0,001 mg/l 0,02 mg/l ERA/ /

30 Cheminova A/S P.O. Box 9 DK-7620 Lemvig Denmark Phone (+45) Fax (+45) CVR-No. DK BBr Stoffernes retentionstid stof Ca Retentionstider /min Amino-EP3 18,38 EP3 19,36 Paraoxon 20,60 LC-UV Bestemmelse af EP2-syre i spildevandsprøver Apparatur Apparatur og parametre anvendt af Cheminova A/S: Væskechromatograf: Hewlett Packard HP 1100 forsynet med binært eluent system, autosampler og photodiode array UV-detektor. Søjle: ACE 5 AQ, 150 mm x 4.6 mm, 5 µm partikelstørrelse. Eluent: A: 10 % Buffer ph 7 i H 2 O, Milli-Q (Buffer: 5.83 g Na2HPO4 (Merck nr ) og 3.82 g KH2PO4 (Merck nr ) opløst i 1000 ml H2O (Milli-Q). B: CH 3 CN Solvent program: Min. Flow 0 100% A 1 ml/min 7,0 100% A 1 ml/min 7,5 100% A 2 ml/min 11,5 100% A 2 ml/min 12,0 100% A 3 ml/min Stop tid: 12 minutter. Post time: off Ovntemperatur: 40 C. ERA/ /

31 Cheminova A/S P.O. Box 9 DK-7620 Lemvig Denmark Phone (+45) Fax (+45) CVR-No. DK BBr Bølgelængde: Injektionsmængde: 210 nm med 550 nm som reference. 20 µl referenceopløsning hhv. prøveopløsning ifølge pkt. 2. Minutter pr. chromatogram: 15. Fremstilling af referenceopløsning og testopløsning Referencestof: EP2-Syre af kendt renhed så ren som muligt. EP2-Syre: H 5 C 2 H 5 C 2 O O P S OH Referenceopløsning: Afvej ca. 0,1 g referencestof i 10 ml 40:60 CH 3 CN:Buffer ph 7. Fra stamopløsningen afvejes 0,1 ml som opløses i 20 ml buffer ph 7. Prøveopløsning: Køres direkte. Retentionstider EP2-Syre: 7.30 minutter Verifikation af forbindelsen foretages ved hjælp af UV scan. Beregninger Ekstern standard metode. Detektionsgrænse ca. 20 ppm. ERA/ /

32 Cheminova A/S P.O. Box 9 DK-7620 Lemvig Denmark Phone (+45) Fax (+45) CVR-No. DK BBr ANALYSEMETODE Bestemmelse af Des-Ethyl-Parathion i spildevandsprøver 1. Apparatur Apparatur og parametre anvendt af Cheminova A/S: Væskechromatograf: Hewlett Packard HP 1100 forsynet med binært eluent system, autosampler og photodiode array UV-detektor. Søjle: Hibar. LiChrosorb RP-18, 5 µ, 250 mm x 4 mm med Security guard. Eluent: A: 10% buffer ph = 2,5 i H 2 O, Milli-Q (Buffer: 11,3 g H 3 PO 4 (Merck nr ) og 32,9 g KH 2 PO 4 (Merck nr ) opløst i 1000 ml H 2 O Milli-Q.) B: CH 3 CN Solvent program: Stop tid: Post time: Ovntemperatur: Bølgelængde: Injektionsmængde: Isocratisk 73% solv. A og 27% solv. B 12 minutter. off 40 C. 278 nm med 550 nm som reference. 20 µl referenceopløsning hhv. prøveopløsning ifølge pkt. 2. Minutter pr. chromatogram: 5. ERA/ /

33 Cheminova A/S P.O. Box 9 DK-7620 Lemvig Denmark Phone (+45) Fax (+45) CVR-No. DK BBr Fremstilling af referenceopløsning og testopløsning Referencestof: Des-Ethyl-Parathion af kendt renhed så ren som muligt. Des-Ethyl-Parathion: H 5 C 2 O HO P S O NO 2 Referenceopløsning: Afvej ca. 0,1 g referencestof i 10 ml CH 3 CN, stam 1. Fra stamopløsning 1 afvejes 3,5 ml som opløses i 10 ml CH 3 CN, stam 2. Fra stamopløsning 2 afvejes 0,1 ml som opløses i 10 ml H 2 O-Milli-Q Prøveopløsning: Køres direkte. 3. Retentionstider Des-Ethyl-Parathion: 3.58 minutter Verifikation af forbindelsen foretages ved hjælp af UV scan. 4. Beregninger Ekstern standard metode. Detektionsgrænse ca. 0,1 ppm. ERA/ /

34 BILAG D Rådata fra simuleringstest ERA/ /

35 D.1 Beregning af koncentrationen af EP3 og EP3-nedbrydningsprodukter i testflaskerne Testflaskernes indhold af EP3 og amino-ep3 blev målt i delprøver af testblandingen bestående af vådt sediment (A-prøver), mens testflaskernes indhold af EP2-syre og des- EP3 blev målt i delprøver af vandfasen (B-prøver). I B-prøverne blev vandfasen hældt fra efter at sedimentet havde sat sig i flaskerne. Testflaskerne indeholdt en prøvemængde på 210 g vådvægt svarende til 160 g tørvægt. Vandfasen udgjorde således 50 g. De målte koncentrationer af EP2-syre og des-ep3 (mg/l vandfase) blev omregnet til koncentrationen i hele testflasken (mg/kg vand + sediment) ved følgende beregning: mg / l [ EP2 syre / des EP3] 0,210 kg 0,05 l Koncentrationen af EP3, amino-ep3, EP2-syre og des-ep3 i testflaskerne (mg/kg) blev herefter omregnet til mmol/kg. Molvægt for stofferne fremgår herunder: EP3: amino-ep3 EP2-syre: des-ep3: 291,25 g/mol 261,27 g/mol 170,16 g/mol 263,20 g/mol D.2 Målte koncentrationer af EP3 og EP3-nedbrydningsprodukter i biologiske testflasker Sediment Stof Enhed Tid, dage I EP3 mg/kg 1,51 0,60 0,73 0,47 0,33 0,27 <0,02 II EP3 mg/kg 1,29 1,32 1,43 1,14 0,28 <0,02 <0,02 III EP3 mg/kg 2,83 1,94 1,52 1,09 0,96 <0,02 <0,02 I amino-ep3 mg/kg 2,09 1,50 1,47 1,38 2,07 3,91 3,61 II amino-ep3 mg/kg 2,30 0,36 0,72 1,79 2,83 2,02 2,10 III amino-ep3 mg/kg 2,14 0,43 1,59 0,39 1,20 2,65 4,02 I EP-2 syre mg/l 0,8 0,8 0,9 0,8 1,0 3,5 2,8 II EP-2 syre mg/l 0,2 0,2 0,5 0,6 0,5 2,1 1,7 III EP-2 syre mg/l 0,6 0,9 0,9 0,8 1,2 4,1 3,0 I des-ep3 mg/l 0,2 i.a i.a i.a i.a 0,1 <0,1 II des-ep3 mg/l 0,2 i.a i.a i.a i.a <0,1 <0,1 III des-ep3 mg/l 0,2 i.a i.a i.a i.a <0,1 <0,1 ERA/ /

36 D.3 Målte koncentrationer af EP3 og EP3-nedbrydningsprodukter i abiotiske testflasker Sediment Stof Enhed Tid, dage I EP3 mg/kg 1,49 0,59 0,67 0,53 II EP3 mg/kg 2,12 2,24 1,71 0,87 III EP3 mg/kg 3,09 2,06 1,76 1,28 I amino-ep3 mg/kg 3,22 1,53 2,40 1,91 II amino-ep3 mg/kg 2,44 0,77 0,46 0,42 III amino-ep3 mg/kg 3,9 1,27 0,87 0,76 I EP-2 syre mg/l 0,8 1,0 0,8 3,7 II EP-2 syre mg/l 0,3 0,4 0,4 2,6 III EP-2 syre mg/l 0,8 0,7 0,9 3,0 I des-ep3 mg/l 1,9 i.a i.a 1,1 II des-ep3 mg/l 0,7 i.a i.a 1,6 III des-ep3 mg/l 1,2 i.a i.a 1,6 D.4 EP3 og EP3-nedbrydningsprodukter i mmol/kg i biologiske testflasker Sediment Stof Tid, dage I EP3 5,2 2,1 2,5 1,6 1,1 0,9 <0,07 II EP3 4,4 4,5 4,9 3,9 1,0 <0,07 <0,07 III EP3 9,7 6,7 5,2 3,7 3,3 <0,07 <0,07 I amino-ep3 8,0 5,7 5,6 5,3 7, II amino-ep3 8,8 1,4 2,8 6,9 11 7,7 8,0 III amino-ep3 8,2 1,7 6,1 1,5 4, I EP-2 syre 1,1 1,1 1,3 1,1 1,4 4,9 3,9 II EP-2 syre 0,3 0,3 0,7 0,8 0,7 2,9 2,4 III EP-2 syre 0,8 1,3 1,3 1,1 1,7 5,7 4,2 I des-ep3 0,2 i.a i.a i.a i.a 0,09 <0,09 II des-ep3 0,2 i.a i.a i.a i.a <0,09 <0,09 III des-ep3 0,2 i.a i.a i.a i.a <0,09 <0,09 D.5 EP3 og EP3-nedbrydningsprodukter i mmol/kg i abiotiske testflasker Sediment Stof Tid, dage I EP3 5,1 2,0 2,3 1,8 II EP3 7,3 7,7 5,9 3,0 III EP3 11 7,1 6,0 4,4 I amino-ep3 12 5,9 9,2 7,3 II amino-ep3 9,3 3,0 1,8 1,6 III amino-ep3 15 4,9 3,3 2,9 I EP-2 syre 1,1 1,4 1,1 5,2 II EP-2 syre 0,4 0,6 0,6 3,6 III EP-2 syre 1,1 1,0 1,3 4,2 I des-ep3 1,7 i.a i.a 1,0 II des-ep3 0,6 i.a i.a 1,5 III des-ep3 1,1 i.a i.a 1,5 ERA/ /