Miljøfremmede stoffer i regnvand monitering og modellering

Transkript

1 Miljøfremmede stoffer i regnvand monitering og modellering Heidi Birch, PhD-studerende Peter Steen Mikkelsen, Hans-Christian Holten Lützhøft, Anitha Sharma, Luca Vezzaro Blå-grønne løsninger til håndtering af regnvand i byer. IDA-Miljø arrangement 1.Marts 2012 OBS i denne version er en del figurer taget ud af opretshavsmæssige årsager

2 Regnvandsafstrømning er ikke rent I EU-projektet Daywater er der identificeret over 650 miljøfremmede stoffer der potentielt kan forekomme i regnvandsafstrømning. (Eriksson et al., 2006) Vi er nødt til at forholde os til vandkvaliteten o o o CH3 CH3 CH3 CH3

3 Udvælgelse af stoffer - eksempel Lov-krav (stoffer fra EUs Vandramme direktiv) Lokale hensyn (tidligere undersøgelser) Praktiske hensyn (analysepakker, økonomi, prøvevolumen) (Birch et al. 2011a)

4 Monitering i regnvandsafstrømning Formål Lovgivning dokumentere belastning af recipient Dokumentere renseeffekt af f.eks. LAR mm Stor variation i koncentrationer fra sted til sted Forskellige kilder afhængig af oplandet Stor variation over tid Mange prioriterede stoffer Prøvetagning er kompliceret Store omkostninger Analyse af prøverne dyre Behov for en smartere måde at monitere

5 Formål Formålet med denne PhD er: At undersøge muligheden for at anvende passive samplere til at beskrive forureningen med miljøfremmede stoffer i afstrømmende regnvand At undersøge muligheden for at kombinere regnafstrømningsmodeller med prøvetagning i overvågningen af miljøfremmede stoffer

6 Passive samplere Mange varianter De fleste baseret på diffusion Giver en tidsvægtet måling af koncentrationen Egner sig til søer, floder, havet Eksempel på flow for regnafstrømning

7 Passive samplere Test af en passiv sampler der er baseret på sorption direkte fra vand der løber gennem sampleren SorbiCell Indbygget tracer der måler hvor meget vand der er løbet igennem Samler prøve når vand bliver presset igennem Store partikler kan ikke passere Brugt tidligere i eks. dræn-rør (de Jonge et al., 2005; Rozemeijer et al., 2010)

8 Regnvandsbasin i Albertslund (Birch et al. 2011b)

9 Model Regn Flow måling Flow måling Oplands model Afstrømning: ikke-lineært reservoir Konc: akkumulering-afvaskning Rensnings-model (STUMP) Modelleret som totalt omrørte tanke i serie Processer: Fysiske: Bundfældning Kemisk-biologiske: Sorption/desorption, bionedbrydning, mm. (Vezzaro et al., 2010; Vezzaro et al., 2011)

10 Model Regn Flow måling Flow måling Kalibreret med Flow: et års kontinuerte målinger Kobber: 6 hændelser PAH: 3 hændelser Kørt for kobber med regn-input fra hændelserne i foråret 2011

11 Cu koncentration, µg/l Flow, L/s Model sammenlignet med prøver Cu total (model) Cu total Flow

12 Cu koncentration, µg/l Flow, L/s Model sammenlignet med prøver Udløb Cu total (model) Cu opløst (model) Cu opløst Cu total Flow 0

13 Kobling af model og målinger a: ikke flere målinger b: flow-prop. TSS målinger c: flow-prop. Cu og TSS målinger d: passiv sampler for Cu e: passiv sampler Cu og flowprop. Cu og TSS målinger f: flow-prop. Cu og TSS uden model Flere data ændrer niveauet (dvs. en stabil model er ikke fundet) Modellen giver mindre usikkerhed end samme data uden model Samme niveau blev fundet vha. alm. prøvetagning og passiv sampling

14 Konklusioner Der findes rigtig mange forskellige miljøfremmede stoffer i regnvandsafstrømning En systematisk tilgang til udvælgelse af stoffer er derfor værdifuld Der er brug for smarte måder at prøvetage regnvandsafstrømning på Test af SorbiCell installeret hastighedsafhængigt tegner godt, men yderligere test er nødvendige Der arbejdes med videreudvikling af installationsmetoder til de passive samplere. Der findes modeller der kan bruges til at simulere transport og fjernelse af miljøfremmede stoffer i regnvandsafstrømning Få målinger (eks. 3-6 hændelser) er ikke nok til at vurdere belastning fra et opland En kombination af modeller og passive samplere kan nedbringe modellens usikkerheder og øge præcisionen

15 Heidi Birch Tak til Thomas Aablink, Orbicon Finansiel støtte fra Københavns Energi (KE) Videnskabsministeriet Danmarks Tekniske Universitet (DTU) Albertslund Kommune Interreg IV B North Sea Regional Programme gennem projektet Diffuse Pollution (DIPOL) koordineret af Technical University of Hamburg-Harburg 2BG: Integrated Infrastructure Planning as a Key to Sustainable Urban Water Systems ( Referencerne findes i præsentationen der ligger på IDAmiljø s hjemmeside

16 Referencer Birch, H., Gouliarmou, V., Lützhøft, H.C.H., Mikkelsen, P.S., Mayer, P., (2010). Passive Dosing to Determine the Speciation of Hydrophobic Organic Chemicals in Aqueous Samples, Analytical Chemistry, 82 (3), Birch, H., Mikkelsen, PS., Jensen, JK. & Holten Lützhøft, HC. (2011a). Micropollutants in stormwater run-off and combined sewer overflow in the Copenhagen area, Denmark, Water Science and Technology, 64 (2), Birch, H., Sharma, A.K., Vezzaro, L., Mikkelsen, P.S. & Holten Lützhøft, H.-C., (2011b). Passive sampling and modeling of PAHs and heavy metals in stormwater runoff, In Proceedings of the12th International Conference on Urban Drainage, Porto Alegre, riogrande do Sul, Brazil, 11 th -16 th September Full paper PAP de Jonge H. and Rothenberg G. (2005). New device and method for flux-proportional sampling of mobile solutes in soil and groundwater. Environ. Sci. Technol., 39(1), Eriksson E, Baun A, Scholes L, Ledin A, Ahlman S, Revitt M, Noutsopoulos C and Mikkelsen PS Selected stormwater priority pollutants - a European perspective, Science of the Total Environment, 383, 41-51, Rozemeijer J., van der Velde Y., de Jonge H., van Geer F., Broers H. P. and Bierkens M. (2010). Application and Evaluation of a New Passive Sampler for Measuring Average Solute Concentrations in a Catchment Scale Water Quality Monitoring Study, Environ. Sci. Technol., 44(4), Vezzaro, L., Eriksson, E., Ledin, A., and Mikkelsen, P. S Dynamic stormwater treatment unit model for micropollutants (STUMP) based on substance inherent properties. Water Science and Technology 62 (3), Vezzaro, L., Eriksson, E., Ledin, A., and Mikkelsen, P. S Modelling the fate of organic micropollutants in stormwater ponds. Science of the Total Environment 409 (13),