2.1 Sårbare vannforekomster og forurensningskilder
Vann er en ressurs som skal ivaretas på best mulig måte, og det er et stadig økende fokus på vannforvaltningen vår, både nasjonalt og internasjonalt. Regjeringen har i sin Stortingsmelding nr.26 2006/2007 lagt vekt på å ”bidra til bevaring av vassdragsland og sikre mot forurensning”.
Vanndirektivet, vedtatt i EU 2000, og Forskrift om rammer for vannforvaltningen (vannforskriften) gjeldende i Norge fra 1.1.2007, har som mål at alle vassdrag skal oppnå god økologisk og kjemisk status innen 2015. Dette innebærer at vannforekomster skal være egnet for bading, fiske og drikkevann. En helhetlig vannressursforvaltning i hvert enkelt vassdrag krever samarbeid mellom flere myndighetsorganer som samarbeider om vannforvaltningen.
Det finnes mange forurensningskomponenter som kan forstyrre den økologiske og kjemiske balansen i vassdragene våre, og flere av disse er relatert til vegforurensning. I overvann fra veg er det lokalisert en rekke miljørelaterte problemstoffer, se Tabell 1 (Roseth & Amundsen, 2006).
Også internasjonalt er det enighet om at overvann kan gi negative miljøpåvirkninger (Åstebøl &
Hvitved-Jacobsen, 1997). Flere undersøkelser viser at høyt trafikkerte veger bidrar med en rekke forurensende stoffer via overvann til sine vannomgivelser, og videre til sedimenter i disse vannforekomstene (Bækken & Færøvig, 2004; Åstebøl, 2005; Bækken et al., 2005).
Oljeutslipp er en betydelig forurensningskomponent fra trafikkerte veger. Oljer angis i regelverk som totale hydrokarboner (THC) eller som alifater. Av THC er C5-8 oljekomponenter med korte kjeder. Disse er forholdsvis enkle å bryte ned i naturen. Oljeforbindelser opp mot C35 er
kompliserte oljeforbindelser med lange kjeder, og tungt nedbrytbare. Polysykliske Aromatiske Hydrokarboner (PAH) og tungmetaller kategoriseres som henholdsvis organiske og uorganiske miljøgifter. Ved trafikkmengder over 25 000 kjøretøyer pr døgn kan forekomstene av bl.a.
tungmetaller i miljøet bli et problem. (TØI, 2008). Tungmetaller og PAH i vannforekomster kan medføre bl.a. redusert vannkvalitet og negative biologiske effekter (Bækken & Færøvig, 2004;
Andersen et. al 1997).
Tabell 1. Forurensningstoffer i avrenning fra veg og tunnelvask. (Roseth & Amundsen, 2006)
Kilde Stoffer
Forbrenningsprodukter fra drivstoff
Tungmetaller (kadmium (Cd), krom (Cr), kobber (Cu), nikkel (Ni), NOx bly (Pb), sink (Zn))
hydrokarboner (HC)
polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH) dioksiner
benzen
MTBE (metyl-tert-butyl-eter) Slitasjeprodukter fra asfalt og bildekk
Tungmetaller (Cd, Cr, Cu, Ni, Zn) PAH
Ftalater partikler Slitasje og korrosjon av materialer som
bremsebelegg, katalysatorer, galvaniserte
detaljer Tungmetaller (Cu, Zn, Cd, platina (Pt)) Salting Natrium (Na) og klorid (Cl)
cyanidforbindelser Støvbindemiddel på grusvei Kalsiumklorid
restprodukter fra tremasseindustrien bitumenmateriale
Sprenging, utgraving, masseforflytning i anleggsperioder
Partikler
lekkasjer av bensin og olje nitrat og ammonium
Sprøyting av veirabatter Plantevernmidler Søl av olje, bensin, diesel, spylevæske
HC PAH propylenglykol tungmetaller (vanadium (V), Ni)
Trafikkuhell Olje
bensin
kjemikalier ved uhell fra transport av farlig gods
Tunnelvask Overflateaktive stoffer
Tilbakeholdelse av forurensningskomponenter er et sentralt tiltak i arbeidet for god status i vassdragene. Forurensningskomponenter i overvann fra veg krever ulike vannrensemetoder, noe som utgjør en utfordring for vegmyndighetene når det skal velges rensemetode ved utbygging/-bedring av vegnettet. Driftsmessig enkle og kostnadseffektive rensemetoder som kan benyttes i Norge i dag, er sandfang, grøfter og naturbaserte rensedammer.
2.2 Rensemetoder av vann fra veg
2.2.1 Naturbaserte rensedammer
Naturbaserte rensedammer anlegges for å rense overvannet fra veg for forurensende stoffer, men også for å fordrøye store vannmengder som opptrer ved intense nedbørsmengder eller ved
snøsmelting. Fordrøyningsmekanismen i rensedammer kan bidra til å dempe forurensningstopper (Bækken et al. 2005). Statens vegvesen har anlagt og planlegger anlegging av naturbaserte
rensedammer langs høytrafikkerte veger i Norge (Røhr, 2003). Det er gjennomført flere undersøkelser i Norge knyttet til effekten av rensedammer, bl.a. ved E6 på Skullerud i Oslo (Åstebøl & Krogh, 2002; Åstebøl 2005, Snilsberg et.al, 2002) og langs E18 i Vestfold.(Bækken et al. 2005). Disse undersøkelsene viser alle at renseeffekten i slike dammer er god. Eksempelvis målte Åstebøl (2005) fjerning av bl.a. 86 % 16-PAH, 82 % olje, 71 % sink og 60 % kadmium fra overvann. Snilsberg et al (2002) målte en rensegrad på bl.a. 70 % for Tot-C, 75 % for kobber og 55 % for sink.
En kan anse naturbaserte rensedammer som forenklede konvensjonelle renseanlegg, som i stedet for kjemisk rensing utnytter de fysiske lover som partiklene i overvannet er underlagt.
Rensedammer består ofte av et slambasseng, med en påfølgende hoveddam.
Problemstoffer tilknyttet vegforurensning er i hovedsak partikkelbundet. (Storhaug, R. 1996) Prinsippet bak rensedammene er å benytte seg av sorpsjon av problemstoffer, som PAH, tungmetaller og THC (Oljekomponenter), til partiklene som finnes i overvann fra veg, for så å sedimentere ut disse partiklene under kontrollerte forhold. Slambassengene ved slike anlegg fylles med slam raskere enn hoveddammene fylles, og disse må derfor tømmes oftere. Hoveddammer tømmes sjeldent, opptil hvert 15 - 20 år. (Pers. medd. Svein Ole Åstebøl, 2008) Det sedimenterte slammet i slambasseng kan fraktes ut og disponeres etter gjeldende regelverk.
2.2.2 Sandfang
Sandfang er en rensemetode som sedimenterer ut de tyngste partiklene fra overvann (Bækken et al.
2005), og dermed også forurensningskomponenter adsorbert til disse. Hovedsakelig anlegges sandfang for å unngå tiltetting videre i rørsystemet. Prinsippet bak sandfang er at innløpet er plassert høyere enn utløpet, og utløpet er plassert et stykke over bunnen. På denne måten samles
partikler som sedimenteres i bunnen av sandfanget, mens vannet som når opp til utløpet renner ut her. Etter en tids bruk må alle sandfang tømmes for slam, slik at det oppsamlede materialet ikke fyller opp utløpet.
Sandfang tømmes av en slamsugebil, som frakter slammet til et egnet sted. Ofte er slam i
sandfang så fast at det trengs ekstra utspyling av kummen for å løse det opp (Pers. medd. Morten Kolstad, 2009). Avvanning av slam fra sandfang kan foregå på stedet ved at slamsugebil
komprimerer slammet idet det suges ut av sandfanget, for så å slippe overskytende vann tilbake i sandfangkummen. Det kan også foregå ved at slammet fraktes til et kontrollert
avvanningsområde. Avvanning kan da skje ved at slammet spres utover løsmasser med høy infiltrasjonskapasitet, eller at det legges over en helstøpt betongplate som kontrollerer
avrenningen. Fra avvanningen sendes vannet gjerne videre gjennom en olje- og sandavskiller, og deretter ut på det kommunale avløpssystemet. Per i dag behandles avvannet slam fra sandfang som lett forurensede masser, og legges på deponi som dekkmasser o.a. (Pers. medd. Marcus Martinsson, 2009) Det er foretatt flere undersøkelser av innholdet av problemstoffer i sandfang, bl.a. ved en undersøkelse i Oslo 1997. Her ble innholdet av problemstoffer i de undersøkte sandfangene vurdert til middels/lite forurenset i forhold til SFTs daværende norm for mest følsom arealbruk (Oslo Kommune, 1997).
2.2.3 Grøfter
Grøfters renseeffekt er basert på et infiltrasjonsprinsipp, hvor rensingen av overvann påvirkes av jordas infiltrasjonskapasitet og renseegenskaper. Det er påvist at ”naturlige løsmasser kan gi fullstendig tilbakeholdelse av tungmetaller og toksiske organiske forbindelser”.(Jordforsk, 2009) Dersom rensing av overvann hovedsakelig skal utføres i veggrøfter, vil grøftene ha små
problemer med å håndtere vannet sommerstid. Det kan midlertidig oppstå problemer vinterstid, med kaldt klima som gir tele og snø-/isdekkede grøfteoverflater. I slike situasjoner synker
infiltrasjonshastigheten. Dersom det da kommer påfølgende mildvær med nedbør i form av regn, vil overvannet kunne renne av på isens overflate, og ikke infiltreres i jorda. I slike situasjoner kan grøftene gi lav rensegrad.
2.3 Regelverk
Det er et stort regelverk som omfatter krav til stoffer med negativ miljøpåvirkning. Grunnet bl.a.
økotoksiske effekter som tungmetaller, PAH og THC har, er det fastsatt krav vedrørende utslipp og disponering av slam som inneholder disse stoffene. Disse kravene er nedfelt i flere forskrifter;
• Forskrift om rammer for vannforvaltningen (Vannforskriften).
Denne skal "sikre en helhetlig beskyttelse og bærekraftig bruk av vannforekomstene”
( § 1). Forskriften beskriver inngående hvilke miljømål som bør etterstrebes for
vannforekomstene i landet, og hvorledes disse skal nås. Vannforskriften angir i vedlegg V en klassifisering av vannforekomster avhengig av hvilken status forekomstene befinner seg i. Klassifiseringen er inndelt i biologiske elementer, hydromorfogiske elementer og kjemiske/fysisk-kjemiske elementer. Tallfestede krav til klassifiseringen av de
kjemiske/fysisk-kjemiske elementene er angitt i veiledere utgitt av SFT; ”klassifisering av miljøkvalitet i fjorder og kystfarvann” (Bakke et al. 2007). Ut fra disse kravene kan man definere om en vannforekomst er god, moderat, dårlig eller svært dårlig. Sedimenter/slam i vannforekomster kan også klassifiseres etter dette systemet, da for å risikovurdere sedimentet.
• Forskrift om gjenvinning og behandling av avfall av 24.06.04 (Avfallsforskriften).
Denne forskriftens formål er å redusere miljøproblemer som kan oppstå når produkter ender som avfall. (§ 1-2, § 4-1, § 5-1, § 9-1) Avfallsforskriften angir i kapittel 9 vedlegg II en klassifisering av avfall etter hvilken deponikategori som avfallet skal plasseres i. Her er det fastsatt grenseverdier for deponikategorier, gjeldende innhold av ulike problemstoffer som kan lekke ut av avfallet ved ristetest.
• Forskrift om gjødselvare mv. av organisk opphav av 18.07.03
(Gjødselvareforskriften). Gjødselvareforskriften skal ”forebygge forurensingsmessige, helsemessige og hygieniske ulemper ved tilvirkning, lagring og bruk av gjødselvarer”, og angir krav til innhold av tungmetaller i slam som skal brukes til gjødselvare.
• Forskrift om begrensning av forurensning av 24.06.04 (Forurensningsforskriften).
Forurensningsforskriften angir en rekke verdier for krav til utslipp av
forurensningsstoffer. I forbindelse med slam som produseres ved rensedammer tilknyttet veg, er det relevant å vurdere innholdet av problemstoffer opp imot ”normverdier for mest følsom arealbruk”, angitt i vedlegg I i forskriftens del 1.
SFT har utarbeidet flere veiledere knyttet til håndtering av sedimenter. Håndtering av sedimenter er gjerne knyttet til marine områder, hvor det kan oppstå miljøkonflikter ved for eksempel mudring. Hovedandelen av de utarbeidede SFT-veiledere vedrørende forurensede sedimenter omhandler sedimenter i marint miljø. Klassifisering av miljøkvalitet i ferskvann fra 1997 er den sist reviderte som nevner sedimenter i ferskvannsmiljø.
2.4 Problemstilling
Hvilke av dagens lover eller forskrifter som skal benyttes ved karakterisering og gjenbruk av slam og sandfangmasser, avhenger både av massenes innhold av problemstoffer og
utlekkingspotensiale, men også hvorledes en tolker de ulike regelverkene. Det produseres store mengder sandfangmasser i Norge per år. Disse massene har man lang erfaring med og det er innarbeidet rutiner for tømming og disponering. For slam fra slambassenger tilknyttet veg er det ikke innarbeidet like gode rutiner for disponering. Det er derfor i denne oppgaven satt
hovedfokus på slam fra slambasseng tilknyttet rensedam for overvann.
Statens vegvesen, som har ansvaret for mange av rensedammene som er anlagt rundt i Norge, har et behov for å få en oversikt over hva slam fra rensebassengers slambassenginneholder i forhold til dagens deponeringskrav. Roseth og Amundsen (2003) sier at: ”Miljøkonfliktene ved
disponering av sedimentet synes […] mindre enn tidligere antatt, men det bør utarbeides egne disponeringsrutiner for disse massene”. Dette innebærer at slam fra slambasseng ikke
nødvendigvis inneholder så store mengder problemstoffer at det må deponeres. Statens vegvesen ønsker om mulig å lage en ”tommelfingerregel” for disponeringsrutiner av slam, på bakgrunn av innholdet av forurensningskomponentene. Det er også nyttig å vurdere om man kan slippe å ta nye prøver for hver tømming av slambassengene. For at disponeringsrutinene for slam fra slambasseng kan optimaliseres, er en inngående karakterisering av slammet nødvendig.
Samtidig med at det i samfunnet er økt fokus på vann som en ressurs, er det også økende bevissthet rundt kretsløpsteknologi og verdien av gjenbruk. Det er større fokus på at det skal drives fraksjonsorientert avfallshåndtering, som for eksempel papir- og glassgjenvinning.
I Forurensningsforskriftens kapittel 15, Vedlegg 1 påpekes det at ”Det bør oppmuntres til resirkulering av slam fra avløpsrensing”. Samtidig anses det som et potensielt problem at problemstoffer fra forurenset slam kan lekke ut og medføre negative miljøkonsekvenser.
Utlekkingspotensialet til slam indikerer i hvilken grad forurensningsstoffene er bundet til partiklene i sedimentet, og risikoen som er tilknyttet eventuell lagring av slammet. Lav utlekking indikerer at miljørisikoen tilknyttet lagring er lav. Lav miljørisiko kan bidra til å anse slam som en positiv ressurs.
Det er vanlig å blande en del fraksjoner i dagens avfallshåndtering. Flere av disse bør muligens holdes separert, for å videre kunne drive verdifull, både miljømessig og økonomisk, gjenvinning.
Slam fra rensedammer og sandfang, som i dag anses som et deponihåndteringsproblem, er en slik fraksjon.
På bakgrunn av dette er det relevant å undersøke om en behandlings- og bruksplan for slam fra slambasseng er mulig å fastsette, avhengig av bl.a. slammets evne til tilbakeholdelse av
forurensningskomponenter. Hvilke regelverk brukes i dag vedrørende disponering av slam fra rensedammer? Kan slammet brukes som en ressurs, i lys av kretsløpstenking, til for eksempel fyllmasser ved veibygging? Ved etterbruk er det et krav om at problemstoffene i stor grad holdes igjen i fyllmassene, og ikke lekker ut i omgivelsene. Det er også verdifullt å kartlegge potensielle rensemetoder for slam fra vegavrenning, avhengig av innhold av problemstoffer.
Slam i rensedammer blir utsatt for salt gjennom vintersaltingen av norske veger. Forhøying av ionekonsentrasjonen med økt bidrag av natrium- og kloridioner kan endre bevegeligheten for tungmetaller i jord og i slam. (TØI, 2008). På bakgrunn av dette er det også interessant å undersøke om mobiliteten til tungmetaller, som er bundet til partikler i slam, påvirkes av salt.
Med bakgrunn i disse utfordringene tilknyttet veg og vegforurensning, er det utformet følgende problemstillinger:
1. Hvordan kan slam fra slambasseng og sandfangmasser karakteriseres i henhold til relevant regelverk?
2. Kan slam fra slambasseng gjenbrukes, sett i forhold til relevant regelverk?
3. Har salt noen innvirkning på mobilisering av forurensningsstoffer i slam fra slambasseng?