Vurdering av biotilgjengelighetsmodeller som verktøy for karakterisering av resipienters sårbarhet for metallforurensing fra veg

Abstract

Building, traffic and maintenance of road can lead to increased supply of metals to water bodies. The metals’ physico-chemical speciation and bioavilability toward aquatic organisms depend on water chemical variables such as pH, alkalinity, and the concentration of calcium and humic substances. The water framework directive’s environmental quality standards for annual mean concentration (AA-EQS) of lead and nickel therefore refers to the “bioavailable conentration”, and the same is likely for copper and zinc when new national EQS are set for river basin specific pollutants. This means that concentrations of dissolved metal higher than the EQS are permitted if e.g. pH, calcium and humic substances lower the bioavailability of the metals. This will have an appreciable effect on threshold values because of large regional differences in water chemistry. Several types of models have been developed in order to predict how water chemistry affects bioavailability. The purpose of the current work is to assess if simple tools can be useful for setting recipient specific threshold values for metals for building and operation of roads in Norway. It is, however, a challenge that up to 90 percent of Norwegian water bodies have pH or calcium concentrations below the validated range of the models. There are also indications that the models should not be used outside their validated ranges, especially without safety margins. There is a distinct need for tools that can be used to estimate bioavailable concentration in soft waters.

Bygging, trafikk og vedlikehold av veg kan føre til økt tilførsel av metaller til vannforekomster. Metallenes fysisk-kjemiske tilstandsform og biotilgjengelighet for vannlevende organismer, avhenger av vannkjemivariable som pH, alkalitet og kalsium- og humuskonsentrasjon. Vanndirektivets miljøkvalitetsstandarder for årlige gjennomsnitt (AA-EQS) for bly og nikkel refererer derfor til den «biotilgjengelige konsentrasjonen», og det samme vil trolig være aktuelt for kobber og sink når nye nasjonale miljøkvalitetsstandarder blir fastsatt for de vannregionspesifikke stoffene. Det betyr at det åpnes for at konsentrasjonen av løst metall kan være høyere enn EQS dersom f.eks. pH, kalsium og humus reduserer metallenes biotilgjengelighet. Dette vil gi betydelige utslag på grenseverdiene fordi det er store regionale forskjeller i vannkjemi. Flere typer modeller har blitt utviklet for å kunne forutsi hvordan vannkjemi påvirker metallenes biotilgjengelighet. Hensikten med dette arbeidet er å vurdere om enkle verktøy kan være nyttige for å fastsette resipientspesifikke grenseverdier for metaller ved bygging og drift av veg i Norge. Det er imidlertid en utfordring at opptil 90 prosent av norske vannforekomster har pH eller kalsiumkonsentrasjoner som ligger utenfor området som modellene er validert for. Det er dessuten indikasjoner på at modellene ikke bør brukes utenfor sitt valideringsområde, i hvert fall ikke uten sikkerhetsmarginer. Det er særlig et behov for verktøy som også kan brukes til å estimere biotilgjengelig metallkonsentrasjon i kalkfattig vann.