Kan vi få bedre grenseverdier for
metaller i vann hvis vi tar hensyn til
vanntype?
Øyvind Garmo
1
Miljøkriterier/standarder/retningslinjer for metaller i
vann - hvorfor er de så forskjellige rundt omkring?
Konsentrasjonsgrense for sink (kronisk eksponering)
Jurisdiksjon
USA
Canada
Japan
Australia/NZ
Sør Afrika
EU
Kina
Referanse
USEPA (1987)
Grense (µg/L)
30.2
65.7
212.5
85.6
CCME (2007)
30
Tsushima et al. (2010) 30
ANZECC (1992)
5.7
12
40
15
DWAF (1996)
3.6
EU (2000)
Ingen
NEPA (1989)
100
Øyvind Garmo
Kommentar
Hardhet 20 mg/L
Hardhet 50 mg/L
Hardhet 200 mg/L
Sjøvann
Hardhet 20 mg/L
Hardhet 50 mg/L
Hardhet 200 mg/L
Sjøvann
Fra Wang et al. (2010)
2
Hva påvirker giftigheten av metaller i vann?
organisme - vann
grensesnitt
M2+
M2+
Toksisitet
Øyvind Garmo
Opptak ved/interaksjon
med biotisk ligand
3
Hva påvirker giftigheten av metaller i vann?
organisme - vann
grensesnitt
M2+
M2+
Opptak ved/interaksjon
med biotisk ligand
Toksisitet
M-CO3, MCl2, mfl.
Øyvind Garmo
4
Hva påvirker giftigheten av metaller i vann?
organisme - vann
grensesnitt
M-DOC
Organisk
materiale
M2+
M2+
Opptak ved/interaksjon
med biotisk ligand
Toksisitet
M-CO3, MCl2, mfl.
Øyvind Garmo
5
Hva påvirker giftigheten av metaller i vann?
Ca2+
Mg2+
Na+
H+
M-DOC
Organisk
materiale
Konkurranse
M2+
M2+
organisme - vann
grensesnitt
Opptak ved/interaksjon
med biotisk ligand
Toksisitet
M-CO3, MCl2, mfl.
Øyvind Garmo
6
EUs vanndirektiv - miljøkvalitetsstandarder for
prioriterte metaller
Fra DIRECTIVE 2013/39/EU. Alle konsentrasjoner i µg/L
Metall
Årsgjennomsnitt
overflatevann
innland
Årsmaksimum
overflatevann
innland
Kadmium
0,08-0,25a
0,45-1,5a
Bly
1,2b
14
Kvikksølv
Nikkel
0,07
4b
34
a
Avhengig av hardhet. Grensen er 0,08 hvis CaCO3 er mindre enn 40 mg/L
b
Grensen refererer til «biotilgjengelig konsentrasjon» metall
Øyvind Garmo
7
Vanndirektivet (2013/39/EU) om metaller
Fra Artikkel 9
… the water EQS refer to the dissolved
concentration, i.e. the dissolved phase
of a water sample obtained by filtration
through a 0,45 μm filter or any
equivalent pre-treatment, or, where
specifically indicated, to the
bioavailable concentration
Member States may, when assessing the
monitoring results against the relevant
EQS, take into account:
(a) natural background concentrations for
metals and their compounds where such
concentrations prevent compliance with
the relevant EQS;
(b) hardness, pH, dissolved organic
carbon or other water quality parameters
that affect the bioavailability of metals,
the bioavailable concentrations being
determined using appropriate
bioavailability modelling.’;
Øyvind Garmo
8
Hvordan regne ut «biotilgjengelig konsentrasjon»?
Nikkel
Bly
EQS bly (µg/L)
12
9
6
3
0
1
3
5
7
9
Løst organisk karbon (mg/L)
EQSsite=EQSref+1,2*(DOC-DOCref)
Foreslått i dokumenter utarbeidet av
«Working Group of the Common Implementation
Strategy for the WFD»
Øyvind Garmo
9
Hvordan bruke i praksis?
[Mbiotilg]<EQSbiotilg
[Mbiotilg]>
EQSbiotilg
Ingen tiltak nødvendig
2. Regne ut/estimere [Mbiotilg]
3. Vurdere naturlig
bakgrunnskonsentrasjon
[M]<bakgrunn
[M]>bakgr.
Tiltak
[M]<EQSbio
[M]>EQSbiotilg.
Klassifisering
1. Sammenligne løst konsentrasjon,
[M], med EQSbiotilgjengelig
4. Tiltak for å redusere konsentrasjon
Øyvind Garmo
10
Norge skal selv sette miljøkvalitetsstandarder for
nasjonale miljøgifter
• Dette inkluderer metaller som kobber og sink
• Det er utarbeidet retningslinjer for hvordan dette
kan gjøres
• På samme måte som for de prioriterte stoffene,
åpnes det for å ta hensyn til naturlig
bakgrunnskonsentrasjon og biotilgjengelighet
• Kobber- og sinkindustrien har i likhet med
nikkelindustrien laget modeller for hvordan dette
kan gjøres
Øyvind Garmo
11
Kobber - Test av modell (BLM*) for å beregne
hvilken grense som beskytter 95 % av arter i
vanntyper som vi finner i Norge
Modellen er basert på data fra tester av kronisk toksisitet og brukt i risikovurderingen
av kobber for EU
Type (temp. 15°C)
pH
DOC
(mg/L)
HC-5 (50) (µg/L)
Ca
(mg/L)
Surt, klart, mykt
6,0
1
3,1
1
Surt, brunt, mykt
6,0
10
3,1
11
Moderat
6,8
5
5
19
Nøytralt, klart, hardt
7,3
1
40
3
10
40
36
Nøytralt, brunt, hardt 7,3
*Biotic ligand model utviklet for risikovurdering av kobber i EU
Øyvind Garmo
12
Er modellene som er utviklet for Europa gyldige i
Norge?
Valideringsgrenser - BLM
Øyvind Garmo
Metall
Ca (mg/L)
Kobber
3,1-93
Nikkel
3,8-88
Sink
5,0-160
13
Er modellene som er utviklet for Europa gyldige i
Norge?
BLM har ingen
begrensning mht. DOC.
DOC har stor effekt på
biotilgjengelighet av bly og
kobber
Øyvind Garmo
14
Konklusjoner/oppsummering
•
•
•
•
•
•
EUs vanndirektiv åpner for å ta hensyn til metallenes
bakgrunnskonsentrasjon og biotilgjengelighet i forskjellige
vanntyper
Det er opp til hvert enkelt land om de vil gjøre det. Hva blir det til
i Norge?
Det utvikles modeller for å beregne metallers giftighet i ulike
vanntyper
Modellene utviklet for EU er i liten grad validert for mykt vann (lite
Ca og Mg) som er vanlig i Norge og Sverige
Bør det settes egne grenser for mykt vann?
Skal man nøye seg med å korrigere for kompleksbinding og la
være å ta hensyn til vannets hardhet (slik som for bly)?
Øyvind Garmo
15