1. No category

artikelserie
NY FORSKNING
OCH TEKNIK
NR 1
Att
spåra spillvatten i dagvattennät
Dagens
urbana vat tenhantering baseras på separation av spillvat tenflöden
från andra vat ten i bebyggda områden. Om spillvat ten orenat går ut i sjöar
och vat tendrag riskeras människans hälsa, genom at t exempelvis källor för
dricksvat ten samt tätor tsnära badvat ten förorenas. Det finns där för et t beh o v f ö r k o m m u n e r o c h VA - b o l a g a t t b å d e k u n n a b e d ö m a o c h h a n t e r a d e r i s k e r s o m k a n u p p s t å s a m t s p å r a o c h å t g ä r d a s p i l l v a t t e n p å a v v ä g a r.
En förutsättning för god hygien
och fullgott skydd för människors
hälsa i urbana miljöer är förekomst av
heltäckande vattentjänster, där kommunalt spillvatten (avlopp från hushåll och verksamheter) säkert avleds
till avloppsreningsverk för rening
och behandling. Renat spillvatten
leds därefter till en recipient, vanligtvis avsides belägen nedströms urbana
områden. Så länge vattenresurserna
hålls separerade från avfall och avloppsflöden, brukar denna hantering
resultera i hög human säkerhet och
fullgott vattenskydd. Denna separation kan dock ibland spolieras genom
olovlig eller dold tillförsel av spillvatten till dagvattennät. Detta kan leda
till åtföljande hälsorisk, speciellt där
dagvattennät mynnar ut i ytvatten
nära eller uppströms råvattenintag för
vattenverk eller om utsläpp sker till
områden som nyttjas för bad eller fritidsfiske. Även om det sällan sker händelser där sjukdomsfall bekräftas vara
orsakade av utsläpp av orenat spillvatten måste dessa risker förhindras eller
minimeras.
Spillvattentillförsel till dagvattennät
I separerade avloppsnät avleds spillvatten till spillvattenledningar medan
nederbörd som avleds från tak, vägytor, gångvägar och gräsytor avleds i
dagvattenledningar. Det förekommer
emellertid korskopplingar mellan
spill- och dagvatten, spillvatten kan
flöda över till dagvattennäten genom defekter som uppstår över tid,
via konstruktionsfel eller via felaktigt
byggda/olovliga förbindelsepunkter
(t ex felaktigt inkopplade servisledningar, spillvatten som överförs från
spillvattenledning till dagvattenledning via otäta rörfogar, överbelastade
avloppsnät som bräddar till dagvattennät, etc). Sådana förhållanden har
uppmärksammats på många platser
världen över och bl a resulterat i en
praktisk guide för kommuner som
har intresse av att spåra och eliminera spillvattentillförsel till dagvattennät (Pitt 2004), i en sammanställning
av kostnadseffektiva metoder för att
spåra avloppspåverkan i dagvattennät
(Irvine et al. 2011) samt i den senaste
och mest uppdaterade genomgången
av metoder och metodik för spillvattenspårning (Panasiuk et al. 2015).
Detektering av spillvattentillförsel till dagvattennät
Spillvattenpåverkan i dagvattennät
spåras med hjälp av indikatorer som
signalerar förekomst av spillvatten.
Uppgiften är formidabel därför att
tillflödet av spillvatten varierar i tid
och rum, med plötsliga och intermittenta inflöden på en eller flera platser spritt över dagvattennätet. Detta
betyder att den föroreningssituation
som uppstår inte låter sig fångas av
begränsad indikatorprovtagning i
dagvattenledningar. Typiskt sett startar provtagning i dagvattensystemets
utflöde, d v s där dagvattnet kan förorena recipienten. Om spillvattenpåverkan indikeras i denna punkt eftersöks sedan varifrån avloppet genereras
(”källan”) uppströms ledningsnätet
(Fig 1).
”idealt” alla krav. Tre indikatorer visar dock ”lovande” egenskaper. Dessa
är: indikatorbakterie (E. coli), temperatur samt koffein. E. coli rekommenderades både av Pitt (2004) och
Irvine et al (2011), delvis därför att
den tjänar som indikator på fekal påverkan i vatten avsedda för bad och
friluftsliv. Temperatur, även om den
inte är sant konservativ, har nyttjats
med framgång för att spåra spillvattenförorenat dagvatten vid utlopp till
recipienten genom mätning med infraröd bildteknik. Slutligen har också
koffein potential eftersom den unikt
kan kopplas till spillvatten men kräver
speciell kemisk analys. Svagheter hos
enskilda indikatorer kan kompenseras
genom att nyttja multipla indikatorer.
Vidare förväntas framöver stora framsteg vara möjliga analysmässigt för
mikrobiella indikatorer (t ex DNAteknik för att urskilja och identifiera
mikrobiell påverkan med ursprung i
human avföring).
Figur 1: Dagvattennät
Förutsättningen för framgång i arbetet beror på: (a) val av spillvattenindikator, (b) styrka och variabilitet
(d v s intermittent eller kontinuerligt)
vad gäller tillflöde av spillvatten, (c)
koncentration av indikatorer i dagvattennätet, samt (d) förläggning av
provtagningsomgångar i utvalt dagvattensystem i tid och rum.
Figur 2 visar schematiskt förutsättningarna för att detektera avloppsvattentillförsel till dagvattennät. Med
start i en noggrant utvald indikator,
samt adekvat genomförd provtagning i dagvattennätet avseende såväl
tidsomfång som plats, ökar sannolikheten för framgång med mer kontinuerligt spillvattenflöde (QS) och
reducerat dagvattenflöde (QD, idealt
QD=0). Dåliga förutsättningar är sålunda att finna vid låg och/eller intermittent QS relativt hög QD vilket
medverkar till hög utspädning av
indikator samt ett begränsat provtagningsomfång. Praktiska tips när det
gäller att spåra avloppspåverkan i dag-
vattenssystem följer nedan.
Kontamineringskällors karaktäristik
Specifik karaktär för kontamineringskällor är ej och kan ej förväntas vara kända på förhand. Som visas
i figur 2 uppstår den mest krävande
situationen när förorenande flöden
Indikatorer för avloppspåverkan
De indikatorer som används idag kan
delas upp i fyra grupper (Panasiuk et
al 2015): (a) sensoriska metoder, (b)
temperaturbaserade metoder, (c) kemiska halter, (d) Mikrobiologiska parametrar. En ideal indikator bör
endast återfinnas
i spillvatten (inte
i dagvatten) samt
vara konservativ
(d v s koncentrationsändringar i tid ska bara
bero på utspädning). Vidare ska
indokatorn vara
enkel att provta
och kunna analyseras till låg
kostnad. Ingen
av de indikatoFigur 2: Schematisk bild av i vilken grad spillvattentillförsel
rer som idag är
till dagvattennät kan detekteras
i bruk uppfyller
tillförs i ringa grad och intermittent.
Det kan dock noteras att den låga
sannolikheten för upptäckt i viss mån
balanseras av att förväntad negativ recipientpåverkan likaså är låg.
Dagvattenflödens karaktär
Dagvatten innehåller skilda kemiska
ämnen och är dessutom mikrobiellt
påverkat, vilket försvårar detektering
av spillvattentillflöden. Denna utmaning kan i viss utsträckning pareras
eller elimineras, t ex genom att lägga
rörinspektion och provtagning rätt i
tid. Under stabilt torrväder är exempelvis flödet i dagvattenledningar antingen obefintlig eller nästintill, med
enbart visst grundvattentillflöde, vilket tydligt förbättrar förutsättningarna för spillvattenspårning. Därtill kan
noteras att under perioder med låg
temperatur (vår och höst) är halterna av indikatorbakterier i dagvatten
lägre. Detta i sin tur gör det enklare
att detektera de relativt sett höga halterna av indikatorbakterier från spillvattentillflöden.
Planering av provtagning i dagvattensystem i tid och rum
Spillvattentillflöden kan förekomma
och vara lokaliserade varhelst inom
dagvattennätets
avrinningsområde
(Fig 1). Att spåra dem kräver rätt
sammansättning av kartläggande indikatorer och rätt undersökningsmetodik, ett arbete som bör starta vid utloppet till recipienten. Detta initiella
steg har som syfte att ge svar på frågan
om det förekommer spillvattentillflöde till dagvattensystemet och hur
betydande det isåfall är. Mindre intermittenta spillvattentillflöden kommer
måhända ej upptäckas, men har troligen ej heller någon större recipientpåverkan.
Från utloppet förflyttas provtagningen uppströms till strategiskt valda
platser, som täcker varierande delar av
dagvattennätet (t ex i Fig 1 förflyttning från punkt A till E) samt där så
krävs provtagning både i anknytande
matningsledningar och sammanbindande nedstigningsbrunn. Provtagningsschemat i rum kan förbättras
baserat på tillkommande kunskap om
tänkbara punkter för spillvattentillförsel. När provtagningen ska utföras
och hur länge provtagning pågår måste baseras på spillvattenkvalitet och
flödesvariationer, sett över dygns- och
veckocykler. Detta för att spillvattentillflöden kan vara relativt kortvariga
sett över dygnet. Provtagningskampanjens robusthet kan stärkas genom
att stickprovsundersökningar utökas
med automatisk provtagning. Exempelvis kan flödesproportionella samlingsprov under ett dygn tas. Detta
ökar sannolikheten för att framgångsrikt kunna detektera föroreningen.
Viktigt här är att proverna inte blir
stående i provtagaren utan lämnas in
till laboratoriet inom rekommenderat
tidsspann. Så snart spillvattentillflödena har indikerats, kan ytterligare
steg för mer noggrann källspårning
involvera annan spårteknik som: visuella observationer, arbete med fokus
på lukt/odör, videoinspektion samt
tillsats av färgämne och rök.
Summering
Att spåra tillförsel av spillvatten till
dagvattennät är en krävande uppgift, där framgång är beroende av de
kontaminerade tillflödenas styrka och
variabilitet (kontinuerligt eller intermittent). Det är också av betydelse
att välja ”bästa möjliga” indikator för
föroreningsspårning, att förstå flödesvariationen i det dagvattensystem
som undersöks samt att i detalj utforma provtagningsprogrammet så att
det fokuserar på provtagning under
tidsperioder med störst skillnad mellan spillvattentillflöde och dagvattenflöde. När förhållanden råder där högt
tillflöde av spillvatten till dagvattennätet är kopplat till tydlig recipientpåverkan är sannolikheten för framgångsrik spårning också hög.
Att läsa mer
Panasiuk, O., Hedström, A., Marsalek, J., Ashley, R., & Viklander, M.
(2015). Contamination of stormwater
by wastewater: A review of detection
methods. Journal of Environmental Management, 152, pp. 241-250.
Irvine, K., Rossi, M.C., Vermette,
S., Bakert, J. & Kleinfelder, K. (2011).
Illicit discharge detection and elimination: low cost options for source identification and trackdown in stormwater
systems. Urban Water J., 8 (6) (2011),
pp. 379–395
Pitt, R. (2004). Illicit discharge detection and elimination, a guidance
manual for program development and
technical assessments. Cent. Watershed
Prot. MD.
Jiri Marsalek
Professor
[email protected]
Oleksandr Panasiuk
Doktorand
[email protected]
- ett kompetensnätverk mellan forskningsgruppen Stadens vatten/VA-teknik vid Luleå tekniska universitet, Luleå kommun,
Skellefteå kommun, Umeva (Umeå), MittSverige Vatten (Sundsvall),Vatten Östersund. samt Svenskt Vatten
Kontaktuppgifter: Maria Viklander, professor VA-teknik, projektledare. [email protected]. Tel 0920 49 1634, 070 330 14 86
Sylvia Kowar, projektkoordinator Dag&Nät. [email protected]. Tel 0920 49 1473, 072 247 36 63
http://www.ltu.se/dag-nat
För att anmäla eller avanmäla dig till vårt elektroniska utskick av nyhetsbrevet, skicka gärna ett mejl med dina kontaktuppgifter till [email protected]