Kemiske fingeraftryk af forureningsprofiler i jord nye analytiske redskaber til en differentieret risikovurdering

Transkript

1 Kemiske fingeraftryk af forureningsprofiler i jord nye analytiske redskaber til en differentieret risikovurdering Peter Mortensen, BU manager, Eurofins Miljø A/S Signe Vork, civilingeniør, Eurofins Miljø A/S Vingsted, marts 2018

2 GANDALF GANDALF: Udvikling af metoder til Chemical Fingerprinting på jord- og sedimentprøver GIS Visualisering 4 års projekt støttet af Innovationsfonden

3 Untargeted fingerprinting analyser Monitering på udvalgte enkeltstoffer Stor kvantitativ nøjagtighed Ekstrapolation til komplekse systemer Untargeted fingerprinting analyser Mindre kvantitativ nøjagtighed (fingerprints) Identifikation af relevante stoffer

4 N C1-N C2-N C3-N C4-N Acenaphthene Acenaphthylene F C1-F C2-F C3-F Phe Ant C1-Phe/ant C2-Phe/ant C3-Phe/ant C4-Phe/ant DBT C1-DBT C2-DBT C3-DBT C4-DBT Flu Pyr C1-Flu/Pyr C2-Flu/Pyr C3-Flu/Pyr C4-Flu/Pyr BaA C C1-BaA/C C2-BaA/C C3-BaA/C C4-BaA/C BbF BkF BaP B[ghi]Per Dib[a,h]anth Ind(1,2,3-cd)pyr Concentration GANDALF Hvorfor fingerprinting? Fordi vi kun finder det vi leder efter Plant and Environmental Sciences January 19th 2016 Slide 4

5 Historiske data

6 Fæstningskanalen, Nord Gravet som en del af Københavns Befæstning Tilleder vand til Utterslev Mose. Kraftigt næringsstofbelastet, og belastes ligeledes ved overløb fra kloak. En del industri i området

7 Utterslev Mose Rekreativt naturområde Op til 1970 tilledt spildevand fra Gyngemoseværket svarende til personækvivalenter årligt. Kraftigt P-belastet. Belastes fortsat ved overløb fra kloaksystemet.

8 Prøvetagning Gandalfprojektet fokuserer på composite sampling Sedimentprøver er udtaget med kajak-sampler

9 Analyse Sedimentprøverne analyseres for: Kulbrinter (benzen-c35, Reflab1) ChemFingSoil Metode Udvidet metalanalyse (30 elementer) 16 PAH

10 Resultater af standardpakken Resultater for standardparametre Fæstningskanalen Komponent [mg/kg TS], interval Cadmium 6,6-59 Chrom Kobber Bly Nikkel Zink C6-C C10-C C15-C C20-C Sum Fluoranthen 1,4-8,6 Benz(b,j,k)fluoranthener 0,66-3,9 Benzo(a)pyren 0,27-2,1 Indeno(1,2,3)pyren 0,23-2,3 Dibenzo(a;h)anthracen 0,062-0,61 Sum (PAH) 2,6-17

11 Data, ChemfingSoil Fæstningskanalen ChemfingSoil, fixed model

12 Data, ChemfingSoil Fæstningskanalen ChemfingSoil, fixed model + extra archetype

13 Data, ChemfingSoil Fæstningskanalen ChemfingSoil, fixed model + extra archetype

14 Data, ChemfingSoil Fæstningskanalen Identifikation af kulbrinter TIC Phytosteroler m/z 93

15 Petrogene forbindelser Petrogene forbindelser GANDALF Data, ChemfingSoil+ Fæstningskanalen Identifikation af kulbrinter Phtalater Phytosteroler Ulige n-alkaner (e)

16 Metalresultater FSK S0-1 FSK S0-2 FSK S0-3 FSK S0-4 FSK S0-5 FSK C0 FSK S0-1 FSK S0-2 Parameter Tørstof Kalium (K) Natrium (Na) Jern (Fe) Mangan (Mn) Aluminium (Al) Antimon (Sb) 0,83 2,1 0,48 1,5 0,64 1,3 0,22 0,44 Arsen (As) 7,7 15 6,1 9,2 8,2 12 3,2 7,9 Barium (Ba) Beryllium (Be) 0,54 0,73 < 0,5 0,51 0,52 0,75 < 0,5 0,76 Bly (Pb) Bor (B) ,8 16 Cadmium (Cd) ,6 15 Calcium (Ca) Chrom (Cr) Kobolt (Co) , ,8 11 Kobber (Cu) Kviksølv (Hg) 4,0 9,3 3,9 4,8 4,0 7,8 0,93 3,6 Lithium (Li) , ,1 16 Magnesium (Mg) Molybdæn (Mo) 2,4 5,6 1,2 3,8 2,2 5,4 0,89 1,8 Nikkel (Ni) Selen (Se) < 0,5 1,2 < 0,5 0,60 < 0,5 0,86 < 0,5 0,64 Strontium (Sr) Tellur (Te) < 0,1 0,77 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 0,28 Thallium (Tl) 0,20 0,35 0,16 0,19 0,21 0,27 < 0,1 0,25 Titan (Ti) Uran (U) 1,5 3,0 1,3 2,5 1,7 2,4 1,9 1,6 Vanadium (V) Wolfram (W) < 5 < 5 < 5 < 5 < 5 < 5 < 5 < 5 Zink (Zn)

17 Metalresultater FSK S0-1 FSK S0-2 FSK S0-3 FSK S0-4 FSK S0-5 FSK C0 FSK S0-1 FSK S0-2 Parameter Tørstof Kalium (K) Natrium (Na) Jern (Fe) Mangan (Mn) Aluminium (Al) Antimon (Sb) 0,83 2,1 0,48 1,5 0,64 1,3 0,22 0,44 Arsen (As) 7,7 15 6,1 9,2 8,2 12 3,2 7,9 Barium (Ba) Beryllium (Be) 0,54 0,73 < 0,5 0,51 0,52 0,75 < 0,5 0,76 Bly (Pb) Bor (B) ,8 16 Cadmium (Cd) ,6 15 Calcium (Ca) Chrom (Cr) Kobolt (Co) , ,8 11 Kobber (Cu) Kviksølv (Hg) 4,0 9,3 3,9 4,8 4,0 7,8 0,93 3,6 Lithium (Li) , ,1 16 Magnesium (Mg) Molybdæn (Mo) 2,4 5,6 1,2 3,8 2,2 5,4 0,89 1,8 Nikkel (Ni) Selen (Se) < 0,5 1,2 < 0,5 0,60 < 0,5 0,86 < 0,5 0,64 Strontium (Sr) Tellur (Te) < 0,1 0,77 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 0,28 Thallium (Tl) 0,20 0,35 0,16 0,19 0,21 0,27 < 0,1 0,25 Titan (Ti) Uran (U) 1,5 3,0 1,3 2,5 1,7 2,4 1,9 1,6 Vanadium (V) Wolfram (W) < 5 < 5 < 5 < 5 < 5 < 5 < 5 < 5 Zink (Zn)

18 PAH er Naphthalen mg/kg ts. 1,2 Acenaphthylen mg/kg ts. 0,55 Acenaphthen mg/kg ts. 3,5 Fluoren mg/kg ts. 4,4 Phenanthren mg/kg ts. 12 Anthracen mg/kg ts. 3,2 Fluoranthen mg/kg ts. 8,6 Pyren mg/kg ts. 8,6 Benzo(a)anthracen mg/kg ts. 1,4 Chrysen/ Triphenylen mg/kg ts. 1,5 Benzo(b+j+k)fluoranthen mg/kg ts. 3,9 Benzo(a)pyren mg/kg ts. 2,1 Indeno(1,2,3-cd)pyren mg/kg ts. 2,3 Dibenzo(a,h)anthracen mg/kg ts. 0,61 Benzo(g,h,i)perylen mg/kg ts. 2,7 Sum PAH (16 EPA) mg/kg ts. 57 Sum PAH (st pakke) mg/kg ts. 17

19 Hvad bliver de næste trin i Gandalf? ChemFingSOIL+: PAH og ikke mindst forgrenede PAH forbindelser Kombination af ICP med andre analysemetoder: organometaller Avancerede GC metoder: 2D GC

20 GC GC analysis of sediment samples from Copenhagen Samples from Utterslev Mose & Fæstningskanalen Josephine Lübeck, Guilherme Alexandrino, Jan Christensen Department of Plant and Environmental Sciences

21 GC GC setup 09/03/

22 Exemplary data from Fæstningskanalen 122 NIST library hits >90% MF (preliminary search) FSK-8S0-2 Pyrene Fluoranthene PCBs Anthracene C1-DBT C3-DBT Dibenzofuran C2-DBT 2-Chloronaphthalene Naphthalene Alkenes/ Cycloalkenes p-cresol Alkanes 09/03/

23 Exemplary data from Utterslev Middle of the lake Mose Close to the high-traffic road UTM-4L UTM-1S Oil components + unknowns Pyrene Oil components + unknowns Pyrene 09/03/ NIST library hits >90% MF 45 NIST library hits >90% MF 23

24 Flere nye metoder de kommende år. Ikke erstatning for nuværende metoder, men derimod nye muligheder. Vi skal lære at bruge dem!