Upload
hanhi
View
212
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Hur homogen är den rumsliga fördelningen av per- och polyfluorerade
substanser (PFAS) i Mälaren?
RENARE MARK 2017-03-28
Marko Filipovic, Sara Holmström, Katrin Holmström, Anna Landahl, Oskar Sandblom, Jonathan Benskin,
Ian Cousins och Maria Pettersson
Dagens Agenda
2017-04-10 Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic 2
o Bakgrund
o Mål
o Metoder
o Resultat
o Slutsatser
o Framtidsutsikter
PFAS – HÖG DIVERSITET
2017-04-10 3
o Har unika egenskaper som passar i många produkter!
o Långlivade i miljön.
o Motstår termisk och biologisk nedbrytning.
o Långkedjade ackumuleras i biota och är giftiga.
o Vanliga reningstekniker kan inte rena upp PFAS .
(Kannan,K,et.al, 2005)
(Chen,T,et.al, 2012)
Används i produkterDe mest vanliga PFASs
PFCA PFSA
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
PFAS – HÖG DIVERSITET
o Det finns omkring 3000 olika individuella PFAS.
o Ett 40-tal olika familjer av PFAS.
o PFOS och PFOA är de mest frekvent analyserade PFAS.
o Vanligtvis analyseras det för 13 olika individuella PFAS, tills alldeles nyligen då det nu finns möjlighet att analysera 21 olika PFAS och ett tiotal PFAS-precursorer vid ackrediterade analyslab.
o Vanligtvis omfattar analyserna PFAS från 4 olika familjer.
2017-04-10 4
(KEMI 2016)
(Buck et al 2011)
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
ETT URVAL AV PFAS SOM DET VANLIGTVIS ANALYSERAS FÖR
C4 Perfluorbutansulfonat (PFBS)
C6 Perfluorhexansulfonat (PFHxS)
C8 Perfluoroktansulfonat (PFOS)
C8 Fluortelomersulfonat (6:2 FTS)
C8 Perfluoroktansulfonamid (PFOSA)
C3 Perfluorbutanoat (PFBA)
C4 Perfluorpentanoat (PFPeA)
C5 Perfluorhexanoat (PFHxA)
C6 Perfluorheptanoat (PFHpA)
C7 Perfluoroktanoat (PFOA)
C8 Perfluornonanoat (PFNA)
C9 Perfluordekanoat (PFDA)
C10 Perfluorundekanoat (PFunDA)
2017-04-10 5
Sulfonsyror
Karboxylsyror
Sulfonamider
Telomersulfonat
PFAS Familjer
- COOH
- SO2NH2
- SO3H
- C2H4SO3H
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
PFAS – MOLEKYLVIKT OCH VATTENLÖSLIGHET
2017-04-10 6
o Ju större molekyl desto mindre vattenlöslig ,Ju längre kolkedja desto större hydrofob andel av molekylen.
o Den funktionella gruppen spelar också roll, speciellt att karboxylsyror är mer vattenlösliga än sulfonsyror vid samma kolkedjelängder, PFOS vs. PFOA.
o Ju mer vattenlöslig desto lättare lakas PFAS ut från jorden och kan transporteras vidare genom jord vidare grundvatten och ytvatten.
o En större del av PFAS sprids via ytavrinning jämfört med andra föroreningar.
o Kortkedjade PFAS är mycket mobila och befinner sig därför i framkanten av föroreningsplymen.
C3
C10
C4
C8
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
PFAS-BINDNINGSFÖRMÅGA TILL KOL
2017-04-10 7
Saknar uppgift
o PFAS binder starkare till jord ju längre fluor-kol kedjan är.
o Biotillgängligheten av PFAS i jord minskar ju längre fluor-kol kedjan är.
o Vid samma antal kol binder sulfonsyror generellt starkare till jord jämfört med karboxylsyror, PFOA vs. PFOS.
o Sulfonamiden PFOSA binder nästan lika strakt till jord som sulfonsyran PFOS.
o Notera att figuren visar logaritmisk skala samt att den bygger på medelvärden på mätningar med osäkerheter.
C3
C10
C4
C8
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
Bakgrund: PFASs i Mälaren och Östersjön
o I Sverige har PFASs detekterats i dricksvatten, reningsverk, floder, regn, och Östersjön.
o PFASs fördelas främst i vattenfaser.
o PFOS koncentrationer i ägg från Sillgrisslor från Östersjön är bland de högsta som har mätts upp i biota, nära de nivåer som utlöser negativa effekter i andra fågelarter!
o PFOS lades till Annex B (Begränsning av användning) i Stockholmskonventionen om långlivade organiska föroreningar i 2009 . PFOA och PFOA-precursorer ska regleras till år 2021. Långkedjiga PFASssom PFDA och PFHxS är i ECHAs lista över POP substanser.
2017-04-10 8Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
Bakgrund: Mälaren inom Stockholms stad
2017-04-10 10
VINTER VÅR
SOMMARHÖST
(Stockholm Vatten, 2010)
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
Syfte och mål
Syftet med denna presentation är att öka medvetenheten om PFAAs fördelning i vattenmiljön fokus på Mälaren.
Delmål:
o Identifiera transport av PFAAs från multipla punktkällor i Mälaren. (Delmål I)
o Hur homogen är den rumsliga fördelningen av per- och polyfluoreradesubstanser (PFAS) i Mälaren under vinterhalvåret? (Delmål II)
o Kan man genom statistisk analys se likheter, skillnader och trender av PFAS halter i Mälaren gentemot andra punktkällor och andra ytvattendrag?(Delmål III)
2017-03-28 11Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
Metoder: Delmål I: PFAS KÄLLOR INOM STOCKHOLM
Litteratursökning :
o Som underlag till studien har publicerade rapporter framtagna mellan år
2001 till år 2016 från statliga myndigheter, konsultbolag, kommuner (t.ex.
Stockholms stad) samt vetenskapliga artiklar i ämnet använts för att skapa
en överblicksbild av förekomsten av PFAS i området kring Mälaren inom
Stockholms stads gränser.
o Information från Miljöförvaltningen, Länsstyrelsen, Stockholm Vatten och
Avlopp samt Naturvårdsverket har använts för att kartlägga och
identifiera potentiella källor och transportvägar av PFAS till grund- och
ytvatten.
2017-03-28 12Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
Metoder: Delmål II: PFAS FÖRDELNING I MÄLAREN
2017-03-28 13
o Urval av provtagningspunkter i Mälaren. (Delmål I)
o Följa ett protokoll där (i) koordinater av
provtagning, (ii) provtagnings djup (iii) meter från
land (iv) meter från närmaste dagvattenavlopp
dokumenterades.
o Mätning av turbiditet, pH, konduktivitet och
temperatur i samband med provtagningarna.
o Provtagning av vatten på olika djupnivåer
(November månad), analys av PFAS och
oorganiska parameterar.
(Stockholm Vatten, 2010)
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
Metoder: Delmål III: STATISTISK ANALYS
Statistisk analys av data:
o Insamling av PFAS halter från litteraturen gällande Östersjön och
utgående vatten från svenska reningsverk.
o Principal Component Analysis (PCA) observation av likheter, skillnader och
trender mellan PFAS halter i Mälaren jämte Östersjön och utgående
vatten från svenska reningsverk.
2017-03-28 14Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
RESULTAT: DEL I
15
Identifiera transport av PFAAs från multipla punktkällor i Mälaren. (Delmål I)
o Inom Stockholms stad finns det flera områden som påverkar Mälaren med PFAS.
o Historisk användning av AFFF är en av de identifierade källorna.
o Det finns många diffusa källor i ett storstads område.
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic2017-03-28
RESULTAT: DEL II (PROVTAGNING AV VATTEN)
16Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
oHur homogen är den rumsliga fördelningen av per-och polyfluorerade substanser (PFAS) i Mälaren? (Delmål II)
2017-03-28
RESULTAT: DEL II (TERMOKLIN I MÄLAREN)
17
(Stockholm Vatten, 2010)
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
Samtliga bassänger är väl omblandade!
2017-03-28
RESULTAT: DEL II (PFAS I YTVATTEN)
18
PÅVERKAT
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
BAKGRUND
MÄLAREN
SALTSJÖN
2017-03-28
RESULTAT: DEL II (PFAS FÖRDELNING I DJUPLED)
19Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic2017-03-28
EUROPEISK MILJÖKVALITETSNORM PFOS 0,65 ng/L
PFOS överstiger det europeiska miljökvalitetsnormen i samtliga
bassänger.
Exponering av biota samma genom vattenkolonnen.
o Bällstaån är tydligt påverkad av PFAS (tidigare observerat).
o Under vinterhalvåret är PFAS fördelningen homogen i vattenkolonnen i Mälaren, vilket korrelerar med den totala omblandningen av vattnet.
o PFOS tydligt över miljökvalitetsnormen 0,65 ng/L i Mälaren.
o I Saltsjön mäts lägre halter av PFAS än i Mälaren.
o Ytlevande och bottenlevande organismer har liknande påverkan.
RESULTAT: DEL III JÄMFÖRELSE AV FÖREKOMST AV PFAS I MÄLAREN OCH I ÖSTERSJÖN
20Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
Ö
S
T
E
R
S
J
Ö
N
2017-03-28
oHur skiljer sig PFAS halterna i Mälaren statistiskt jämte de halter som mäts i Östersjön samt utgående vatten från reningsverk? (Delmål III)
RESULTAT: DEL III JÄMFÖRELSE AV FÖREKOMST AV PFAS I MÄLAREN OCH VID UTLOPP AV RENINGSVERK
21Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic2017-03-28
PFOAPFHXA
o Det finns en tydlig trend att när vattnet går från Mälaren till Östersjön så börjar de likna varandra.
o Reningsverk är en tydlig källa av PFHxA och PFOA till Mälaren.
SLUTSATS
Inom Mälaren finns multipla direkta och diffusa källor av PFAS.
PFAS extraordinära persistens tillsammmans med den höga utbredningenoch höga mobiliteten i den akvatiska miljön av PFAAs gör att dessadetekteras i hela Mälaren.
Halterna av PFAS i ytvatten och i vattenkolonnen är lika under vinterhalvåret. Detta gör att exponering av organismer är densamma förfisk som lever på ytan jämte närmare botten.
Historiska utsläpp av långkedjiga PFAAs antas vara lagrade i mark. PFAAskommer sakta lakas ut till grundvatten och ytvatten. Följaktligen kan koncentrationen av PFAS öka i Mälaren i framtiden.
2017-03-28 22Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
FRAMTIDSUTSIKTER
Kartläggning av PFAS i sediment, när började utsläppen av PFAS i Mälaren?
Kartläggning av PFASs transportvägar till atmosfären, inklusive rollen av PFAS förämnen och PFAS bör ges hög prioritet i den framtida forskningen.
Monitorering av PFASs in dricskvatten och grundvatten både I Sverige och i hela världen främst fokuserat på PFOA och PFOS. Framtida forskning och övervakning bör därför inkludera en större en bredd av homologer för både PFCAs och PFSAs samt deras förämnen .
Monitorering av nya ersättningssämnen av PFASs bör inkluderas i studier med fokus på reningsverk för att förstå implikationen av de senaste förändringarna i PFAS industrin.
2017-03-28 23Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic
o >1500 nedladdningar
o Ladda ner under följande länk: https://link.springer.com/article/10.1007/s13280-016-0848-8
OM NI ÄR INTRESSERADE SE ÄVEN
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic2017-03-28
PFAS – LINJÄRA OCH GRENADE ISOMERER
2017-04-10 26
o Isomererna har varierande fysikaliskt – kemiska egenskaper. grenade PFAS är mer vattenlösliga (lägre log KOC).grenade PFAS transporteras lättare/snabbare än linjära.
o Ju längre från spridningskällan desto ju mer ökar mängden linjär PFOS i jord.
o En större mängd linjär PFOS (n-PFOS) förekommer i sediment och jord jämfört med grenad PFOS, som är mer vanligt förekommande i vatten respektive grundvatten.
o Tidigare och senare tillverkningsmetoder för PFAS skiljer sig gällande producerad andel grenade och linjära. Vid elektrokemisk fluorering (ECF) produceras en större mängd (<25-30%) grenade PFAS jämfört med telomerisering (endast linjära).
o Ackrediterade analyslab erbjuder nu möjligheten att bestämma mängden linjära/grenade för PFOS, PFOA, PFHxS och PFOSA.
PFOS linjär isomer PFOS grenad isomer
- Samma antal byggstenar.- Skillnad i molekylstrukturen.
Renare Mark Vårmöte 2017-Marko Filipovic