Her får du veiledning til verktøy du kan bruke for å beregne spredning fra forurenset grunn.
I en spredningsvurdering identifiserer du hvor stor spredningen fra det forurensede området er, hvilke spredningsveier som er aktuelle og hvilke vannforekomster som er mottakere av forurensningen (resipienter).
Beregne spredning
Beregningsverktøyet er utviklet for å vurdere transport fra umettet sone (jordlagene mellom overflaten og grunnvannsnivå) til grunnvann, med videre fortynning ut i en resipient. Verktøyet er ikke egnet for å vurdere avrenning med overflatevann eller flom.
En risikovurdering kan gjøres ved beregning og modellering, eller ved å foreta konkrete målinger i forurensningskilden, mellom kilden og resipient, i resipienten eller i organismer. Miljødirektoratet sitt beregningsverktøy for spredning via grunnvann består av en 3-trinns vurdering:
Verktøyet er basert på en boksmodell hvor henholdsvis umettet sone, mettet sone og resipient er representert med hver sine bokser som antas å være homogene.
Forurensning overføres fra boks til boks med en hastighet som styres av grunnforhold og forurensningsstoffenes fysiske og kjemiske egenskaper.
Modellen tar hensyn til mengden forurensning som finnes i kilden, i hvilken grad stoffene bindes til (sorpsjon) eller frigjøres fra (desorpsjon) jordpartiklene og fortynning av stoffene i resipienten.
De stedsspesifikke forholdene ved lokaliteten du vurderer, har mye å si for hvordan en forurensning spres. Viktige eksempler er jordtype, mengden organisk materiale, nedbør og infiltrasjon, foretrukne spredningsveier som grøfter eller arealer der forurensningen ligger konsentrert - såkalt inhomogenitet eller hot spots.
Eksempler på verdier du kan legge inn i verktøyet i hvert av trinnene
Trinn 1 er en enkel beregning av spredning og skal være konservativ for å dekke verst tenkelige scenarier. For å gjennomføre første trinn, trengs følgende stedsspesifikke data:
totalkonsentrasjon av aktuelle miljøgifter i jordprøvene
konsentrasjon av totalt organisk karbon (TOC) i jord
lengde av forurensning i antatt grunnvannsretning, målt på kart
bredde av forurensningen på tvers av antatt grunnvannsretning, målt på kart
lokal nedbørsmengde (årsmiddel)
Øvrige parametere i spredningsvurderingens trinn 1 er konservative sjablongverdier.
Det viktigste resultatet fra trinn 1 er at mengde og konsentrasjon av forurensning i porevann, grunnvann og resipient beregnes utfra målte konsentrasjoner i grunnen.
Om dette trinnet viser akseptabel spredning, er det ikke nødvendig å gå videre til trinn 2 eller 3.
Vurdering av mulig risiko i trinn 2 gjøres mer stedsspesifikk og eksponeringen beregnes med utgangspunkt i lokale forhold på stedet. Dette gir en mer realistisk og mindre konservativ vurdering av spredning.
Obligatoriske, stedsspesifikke data i trinn 2 er:
data fra trinn 1
infiltrasjonsfaktor for type masser eller jordart
hydraulisk konduktivitet i mettet sone
avstand til resipient
vannføring i resipient
Valgfrie, stedsspesifikke data dersom de er tilgjengelige:
dybde eller mektighet av forurensning
grunnvannsgradient
foretrukne spredningsveier
konsentrasjoner av relevante helse- og miljøfarlige stoffer i:
porevann
grunnvann
resipient
kolloidal transport
episodiske hendelser eller klimaendringer som kan påvirke transporten
Der det ikke benyttes stedsspesifikke data for de valgfrie parameterne, vil sjablongverdier fra trinn 1 benyttes i modellen.
De viktigste resultatene fra trinn 2 er stedspesifikke beregninger av mengder og konsentrasjoner av forurensning i porevann, grunnvann og resipient over tid.
Om dette trinnet viser akseptabel spredning, er det ikke nødvendig å gå videre til trinn 3.
For å bestemme om påvist forurensning utgjør en risiko, må resultatene vurderes opp mot miljømålene ved lokaliteten, for eksempel miljøkvalitetsstandarder (AA-EQS) i resipient som er inkludert i verktøyet. Dersom nærmeste resipient er svært stor, må du også vurdere om mengden som spres er å anse som et “stort utslipp”.
Justerte standardverdier for ulike jordtyper som kan brukes ved gjennomføring av utvidet risikoanalyse og jordtype er kjent
Massetype
Hydraulisk konduktivitet (m/s)
Grus
10-3 – 10-1
Sand
10-6 – 10-3
Silt
10-9 – 10-6
Leire
10-12 – 10-9
Infiltrasjonsfaktorer for ulike typer masser og dekker
Massetype/dekke
Avrenningsfaktor (veileder M-293/2015)
Infiltrasjonsfaktor (1-avrenningsfaktor)
Betong
0,8
0,2
ASfalt
0,8
0,2
Grus og sand
0,2
0,8
Skogsområder
0,2
0,5*
Jord med rik vegetasjon og jordbruksområder
0,1
0,5*
* Korrigert for evotranspirasjon
Målet med trinn 3 er å identifisere hvilke parametere som er mest avgjørende for utfallet av vurderingen i trinn 2, og deretter erstatte disse med mer reelle beregninger og/eller målinger i felt eller laboratorium. Et viktig prinsipp for trinn 3 er at du selv kan tilpasse vurderingen med tester og beregninger.
Obligatorisk innhold i trinn 3:
en vurdering av hvilke parametere som er mest kritiske for spredningsvurderingen på lokaliteten
innhente stedsspesifikke verdier for kritiske parametere
stedsspesifikk data om nedbrytning av miljøskadelige stoffer, dersom det vurderes som en aktuell prosess
seksjonering eller tilpasning av modellverktøyet for å inkludere lokale forskjeller i for eksempel jordtype og vegetasjon eller toppdekke.
Valgfritt innhold i trinn 3:
endring i porevannskonsentrasjon eller utlekking over tid
episodiske hendelser eller klimaendringer
modellering av spredning via grunnvann med tilpassede verktøy eller programvare
Trinn 3 vil gjøre det mulig å identifisere de mest kritiske spredningsprosessene som styrer mengder og konsentrasjoner av forurensning i porevann, grunnvann og resipient.
Denne informasjonen benyttes når du vurderer behov for tiltak.
Vurdere resultater
Modellen beregner spredning av forurensningen relatert til tid og estimerer mengder og konsentrasjoner i ulike medier som porevann, grunnvann og resipient.
Beregninger gjøres for gjennomsnitts- og maksimumskonsentrasjon av hvert stoff som er analysert i en av prøvematriksene, så lenge det er oppført i stofflisten.
Resultatene presenteres i form av figurer i fanen "Figur output" sammen med utvalgt nøkkelinformasjon, som vist på figuren under. Verktøyet beregner også mengde utlekking per år og tid til maksimal utlekking av hvert stoff, basert på blant annet grunnvannshastighet og fortynningsfaktor.
Eksempel fra output-arket fra verktøyet som viser utvikling av beregnet konsentrasjon i porevann, grunnvann og resipient, og flere andre nøkkelparametere.
Vurdere resultater opp mot miljømål i resipient
Miljømålene for en resipient er ofte mål om å oppnå god tilstand i grunnvann eller resipient i henhold til vannforskriften. Miljøkvalitetsstandarder (EQS-verdier finner du i Miljødirektoratets veileder Grenseverdier for klassifisering av vann, sediment og biota.
I tillegg kan det være lokale mål grunnet naturvernområde, sårbar resipient, drikkevannskilde, matproduksjon eller lignende.
For å vurdere risikoen den påviste forurensningen utgjør, kan du se på beregnet resipientkonsentrasjon ved spesifikke år, eller høyeste beregnede resipientkonsentrasjon. Resultatene sammenlignes med miljømålene for resipienten som for eksempel kan være EQS-verdiene som presenteres i grafene under "Figur output" i verktøyet.
Viktige aspekter du bør vurdere i denne sammenheng er:
hva miljømålene i resipienten er
om lokaliteten din er den eneste kilden til forurensning av resipienten eller om det også finnes andre kilder til forurensning
hva dagens tilstand i resipienten og hvilken tilleggsbelastning resipienten tåler før miljømålene overskrides
om vannregionen har identifisert spesielle problemstoffer i vannforekomsten
om de aktuelle miljøgiftene er begrenset av for eksempel lokale eller nasjonale krav, eller om stoffene står på myndighetenes prioritetsliste
Er det flere utslipp til samme resipient, må du vurdere hvor stort bidrag din lokalitet kan gi for at ikke totalbelastning på resipienten blir for stor. Dette kan eksempelvis gjøres ved å definere et begrenset volum i resipienten som kan påvirkes av din lokalitet.
Alternativt kan du sette som mål at din lokalitet kun kan bidra til å øke konsentrasjonene i resipienten til en viss andel av miljømålene eller grenseverdiene du sammenligner med. Dette er omtalt i eksemplene under.
Hvis risikoen for spredning vurderes å være så stor at man ikke oppnår miljømålene ved lokaliteten, må du vurdere tiltak for å redusere spredningen slik at miljømålene nås.
Spredning av forurensning med overvann
Regneverktøyet er utviklet for å beregne spredning av miljøgifter gjennom grunnvann. Forurensning i grunnen kan imidlertid også spres via overflateavrenning, overvann, ved erosjon og flom.
Vannet vil i disse tilfellene ha andre spredningsveier enn via grunnvann, som kummer, grøfter, overflater, skråninger og direkte ut i resipienter. Slik spredning er i stor grad styrt av nedbør eller snøsmelting og spesielt episodiske hendelser som styrtregn.
Gradient på terreng og mengden vann som terrenget kan infiltrere, for eksempel tett dekke eller tettpakkete masser, har stor betydning for spredning av forurenset grunn via overvann.
For å vurdere utslipp via overvann og erosjon, er prøvetaking i strategiske punkter og med hensiktsmessig utstyr viktig. Du må ta hensyn til nedbørsperioder og se om det er trender gjennom sesongen. Mye nedbør gir større utvasking og erosjon, men kan også fortynne utslippet.
Spredning via overflateavrenning kan stedvis gi et betydelig større utslipp enn via grunnvann. For eksempel er spredning av bly fra forurenset grunn gjennom grunnvann, ofte svært begrenset fordi bly bindes sterkt til jordpartikler (høy Kd-verdi). Hvis din lokalitet har spredning av bly med overvann, vil trolig dette være største spredningsvei av bly fra din lokalitet.
Vurdering opp mot totalutslipp av prioriterte stoffer
I tillegg til å beregne konsentrasjoner av helse- og miljøfarlige stoffer i resipienten over tid, beregner verktøyet mengder stoff transportert til resipienten per år. Dette hjelper deg med å vurdere den totale belastningen på resipienten fra ulike kilder.
I noen tilfeller kan det være relevant at du i tillegg til å vurdere konsentrasjoner i resipient, også vurderer totale mengder som slippes ut i resipienten per år. Dette er først og fremst relevant for helse- og miljøfarlige stoffer på prioritetslista hvor vi har et nasjonalt mål om å redusere eller hindre utslipp av disse stoffene.
I noen tilfeller vil selv betydelige utslipp (mengder per år) ikke medføre overskridelse av AA-EQS i resipient. Dette kan skyldes fortynning, eksempelvis fordi resipienten er stor. Likevel kan utslippet basert på totale mengder per år være stort. I tilfeller hvor spredning av prioriterte helse- og miljøfarlige stoffer bidrar til et betydelig utslipp i resipienten, må du også vurdere miljønytten av å redusere et stort utslipp.
Eksempler
Eksempler på vurdering av spredning fra industritomt langs elv, industri på øy i stor elv og verft ved fjord er gitt i bakgrunnsdokument.
Vanlige utfordringer ved bruk av verktøyet på reelle feltstudier kan for eksempel være:
Miljødirektoratets beregningsverktøy baserer seg på en boksmodell som vurderer umettet og/eller mettet sone som en boks, hvor det beregnes en gjennomsnittsverdi av hvert stoff.
Ved diffus eller homogen forurensning med jevn fordeling vil dette være et riktig bilde. Ved lokaliteter med hot spots vil man da få en urealistisk, høy gjennomsnittskonsentrasjon. Dette kan endres ved å seksjonere ut deler av arealet med høyest forurensning i en egen spredningsvurdering. Dette kan:
redusere gjennomsnittskonsentrasjonen i et større område
unngå å fortynne hot spots med renere områder rundt
Beregnet spredning fra alle seksjoner må summeres når man skal vurdere risiko opp mot miljømål.
Lokaliteter med stor heterogenitet kan være industriarealer og områder i urbane strøk. På eksempellokaliteten under ble det påvist benzo(a)pyren i tilstandsklasse 4 – 5 i tre punkter, og tilstandsklasse 1 – 3 i resterende punkter.
Ved å dele opp området med hot spots og diffus forurensning, får du et mer reelt bilde av risiko for spredning.
Lokaliteter kan ha grøftetraséer, lag eller sjikt der grunnvannet strømmer raskere, for eksempel pukk eller grus, som kan være en foretrukken spredningsvei for grunnvann og miljøgifter.
Det kan være utforendende å kartlegge forurensningen i grøfter med for eksempel kabler, ledninger eller rør på grunn av fare for å skade infrastruktur.
Trinn 1 legger opp til konservativ spredningssituasjon med grus i mettet sone, som i trinn 2 endres til observert jordtype.
I tilfeller der det gjennom dedikerte undersøkelser har blitt identifisert en foretrukken spredningsvei, kan du vekte de ulike sjiktene og få en blandet hydraulisk konduktivitet som er representativ for lokaliteten som en helhet. Se figur:
Påvirket vannvolum i resipient er en viktig parameter. I beregningsverktøyet legger du inn vannmengde (Q) i resipient, samt oppholdstiden til vannet.
Ved bekk/elv som resipient legges vannføring inn som Q, og oppholdstid 1 år. Dersom innblanding ikke skjer i hele vannfasen, skal Q reduseres tilsvarende.
Er det flere kilder til forurensning i elven, skal Q (mengde av resipient som kan påvirkes) reduseres i tråd med andre kilder. Et annet alternativ er å sette miljømålet fra din lokalitet lavere. Eksempel på dette er om EQS-verdier er satt som miljømål i elven, så kan du bestemme at spredning fra din lokalitet kun skal bidra til 50 prosent av EQS-verdiene i resipient.
Er resipienten en fjord eller sjø, velges et volum (areal x dybde) av resipienten din lokalitet kan påvirke. For eksempel kan ikke en lokalitet i Drammen bruke hele vannvolumet i Drammensfjorden som resipient ved fortynning. Oppholdstid settes til utskiftingsrate i fjorden.
Ved høy fortynning på grunn av stor vannføring i resipient, skal utslippsmengder (kg/år) fra lokaliteten vurderes. Dette gjelder spesielt for prioriterte stoffer.
Er det påvist stoffer som ikke er oppført i stofflisten, kan disse legges inn i verktøyet fanen "Stoff" under de 82 stoffene som er inkludert. For å kunne beregne spredning og få ut konsentrasjoner i resipient, må Kd for stoffene legges inn.
For organiske stoffer er det bedre å bruke KOC enn Kd fordi KOC er tilpasset innhold av organisk karbon i grunnen. Dette er tall som kan finnes i litteratur eller du kan eller må gjøre stedsspesifikke tester som en utlekkingstest.
For å få en sammenligning mot PNEC-verdiene, må du også finne dette i litteraturen og legges inn samme sted. Har du spesifikk data som nedbrytnings-hastighet eller kolloidal binding, kan dette også legges inn.
