Metaller och miljögifter i sediment – inom Stockholms stad och Stockholms län 2007

• Sveriges geologiska undersökning (SGU) har på uppdrag, dels av Enheten för Miljöanalys vid Länsstyrelsen i Stockholms län, dels av Miljöförvaltningen vid Stockholms stad i oktober 2007 genomfört provtagningar av ytsediment för miljökemiska analyser inom såväl Stockholms stad som inom Stockholms läns kustvatten samt Mälarens östligaste del. 2010 gav länsstyrelsen SGU i uppdrag att låta analysera de nedfrysta och arkiverade sedimentproven som togs 2007. Dessa analyserades med avseende på grundämnen (bl.a. metaller) och vissa organiska miljögifter. Resultaten skulle redovisas i en samlad gemensam rapport med motsvarande analysdata från Stockholms stads prover. De senare proverna analyserades redan 2007/2008.Provtagningarna genomfördes på av SGU tidigare (1997-2001) framtagna och provtagna stationer placerade på lämpliga ackumulationsbottnar. SGUs tidigare provtagningar genomfördes inom ramen för SGUs marina miljökemiska sedimentprogram som är kopplat till SGUs statsuppdrag att kartlägga Sveriges kontinentalsockelområde (territorialhav och ekonomiska zon, EEZ). Två nya stationer etablerades 2007 för Stockholms stads räkning vid Hägersten i Mälaren och vid Lidingöbro i saltsjön.Provtagningsplatserna har dokumenterats med undervattensfoto och samtliga upphämtade sedimentkärnor har beskrivits samt dokumenterats med foto och röntgenteknik. De senare för radiografisk analys för klarläggande av inre sedimentstrukturer och eventuell förekomst av fysiska störningar, t.ex. genom ankring eller biologisk omröring (bioturbation).Det översta sedimentskiktet (0-1 cm) har på samtliga 29 sedimentkärnor uttagits för analys av halten organiskt material och näringsämnen (kol, kväve och fosfor), 57 grundämnen, bl.a. tungmetallerna arsenik (As), kadmium (Cd), kobolt (Co), krom (Cr), koppar (Cu), kvicksilver (Hg), nickel, (Ni), bly (Pb) och zink (Zn) samt polycykliska aromatiska kolväten (PAH). På 8 stationer inom centrala Stockholm analyserades även hexaklorbensen (HCB) och polyklorerade bifenyler (PCB).Samtliga stationer har klassats med avseende på miljökvalitet för var och en av de metaller och organiska miljögifter som omfattas av de svenska bedömningsgrunderna för sediment i kust och hav. Med undantag för arsenik, kobolt och krom återfinns de högsta koncentrationerna i centrala Stockholm och ut till Oxdjupet samt in i Mälaren till Vårberg (vid Skärholmen). På samtliga dessa stationer faller miljöstatusen för Cd, Cu, Hg, Pb och Zn samt PAH, och HCB i klass 5 (mycket höga halter) med en avklingning mot Oxdjupet respektive Vårberg till klass 4 (hög halt). Samtliga stationer för PCB faller i klass 5. Klasserna 1-2 representerar stationer utspridda i den yttre skärgården utanför dessa gradienter. Endast kobolt (Co) uppträder enbart i de klasser som utgör den naturliga bakgrunden (klass 1) eller något högre (klass 2). Merparten av stationerna med avseende på As, Pb, Cr och Ni och i viss mån bly (Pb) ligger också i dessa två lägsta klasser 1-2.Den stationsvisa koncentrationsförändringen över tiden (dvs. mellan perioderna 1997-2001 och 2007) av respektive undersökt ämne/substans redovisas och illustreras med diagram. Med hjälp av medel- och medianvärdesförändringen för samma period ges en ? generell bild av utvecklingen för den miljökemiska statusen i bottnarna inom Stockholms läns kustavsnitt och östligaste delen av Mälaren.Medel- och medianvärdesförändringar av halterna för respektive undersökta ämnen har genomförts antingen för hela undersökningsområdet med eller utan data från centrala Stockholm (den s.k. Stockholms-Mälar-gradienten mellan Vårberg/Strömmenoch Oxdjupet) och för delområden som t.ex. centrala Stockholm, norra respektive södra skärgårdshavet. Detta då trenderna i många fall är helt olika i dessa områden för ett och samma ämne. Sannolikheten för de ovan beskrivna medelvärdesförändringarna har dessutom testas statistiskt med hjälp av s.k. t-test med (n-1) frihetsgrader för matchade datapar (dvs. data från samma stationer men härrörande från de två provtagningsperioderna 1997-2001 och 2007). För att klarlägga om förändringarna är reella har dessa ställts mot framtagna naturliga inhomogenitetsfaktorer för respektive ämne i sedimentet.En sammanställning över förändringen av medelvärdeskoncentrationen för några av de mest miljörelevanta ämnena och föreningarna i Stockholms läns kustområdes ytsediment (0-1 cm) mellan 1997-2001 och 2007 visas i nedanstående figur tillsammans med motsvarande förändringar med och utan Stockholm-Mälar-gradienten. Nedåtriktad pil betyder minskad halt och uppåtriktad pil ökad halt. Färgkodningen visar sannolikheten för beräknade förändringar. Av övriga 57 grundämnen som analyserats i sedimentet kan konstateras att under perioden 1997-2001 till 2007 har inom hela skärgårdshavet halten av t.ex. fosfor (P) ökat med 38 % och tenn (Sn) med 261 %. Koncentrationsökningen av fosfor är störst i Stockholm-Mälargradienten (79 %) och beror sannolikt på en ökad fastläggning av fosfor i sedimenten i de områden som fått bottnarna syresatta under 2000-talet.Även tenn uppvisar den största koncentrationsökningen (870 %) i Stockholm-Mälargradienten. Orsakerna till denna ökning är mer svårbedömd, men det är inte osannolikt att källan kan vara båtbottenfärger innehållande de numera förbjudna organiska tennföreningarna, t.ex tributyltenn (TBT). Att dessa föreningar användes efter förbuden har konstaterats i andra undersökningar, men framförallt kan orsaken vara att båtägare skrapat bort dessa färger på upptagningsplatser och ersatt dem med tillåten färg. Den bortskrapade färgen sköljs antingen genom spolning eller med regn (ytavrinning) ut i havet.Koncentrationen av uran (U) och wolfram (W) har ökat med 18 respektive 82 % i Stockholm-Mälar-gradienten. Resultaten tyder på att en källa, berggrundsbetingad eller antropogen finns i Mälaren respektive i centrala Stockholm.Överlagrat dessa förändringar ligger faktorer för inhomogenitet respektive fysiska omblandning (bioturbation) av sedimentet. Den förra faktorn vanligen mindre än 10% och den senare faktorn i genomsnitt 20 % på förändringar som ägt rum under en tioårsperiod respektive 35 % på förändringar som ägt rum under en femårsperiod i oxiderade miljöer. Faktorer som i flera fall är större än de med hög statistisk sannolikhet observerade genomsnittliga koncentrationsförändringarna utmed kusten. I fall med oxiderade bottenförhållanden krävs därför längre observationsperioder, dvs tre till fyra provtagningsomgångar, för att öka säkerheten i slutsatsen över respektive trend. I sediment från anoxiska, dvs miljöer med syrebrist, är inhomogenitetsfaktorn mycket låg och bioturbation saknas. De är den senare typen av bottnar som provtogs 1997-2001 och som valts ut för 2007 års provtagningar.Under senare år har dock en med ballastvatten nyligen invandrad, s.k. främmande art, av havsborstmask (Marenselleria neglecta) invaderat Östersjöns bottnar. Arten kan existera i bottnar med syrebrist (hypoxia; <2 ml syre per liter vatten) och därmed åstadkomma bioturberade ytsediment. Ett förhållande som med röntgenteknik observerats i flera av de sedimentkärnor som provtogs 2007. Detta medför att det föreligger en viss osäkerhet i de observerade trenderna.En säkrare utvecklingstrend, vad avser de olika undersökta ämnena och organiska substanserna, kan därför först erhållas efter ytterligare en till två provtagningsomgångar åtskilda med ett intervall som medger att minst 1-cm nytt sediment ackumulerats på botten sedan den föregående provtagningen. För att utreda provtagningsintervallet har antalet tunna skikt (laminae) räknats och mätts i den radiografiska bilden på respektive sedimentkärna. Beräkningen förutsätter att ett laminae motsvarar ett års ackumulation av sediment.Ackumulationshastigheten har även beräknats genom att mäta aktiviteten för isotopen 137Cs (cesium). Isotopen 137Cs förekommer inte naturligt utan är en antropogent skapadprodukt som uppkommer i samband med kärnklyvningsprocesser. Med beaktande av isotopens 30-åriga halveringstid kan man med stor sannolikhet utgå ifrån att allt 137Cs som idag kan mätas i Östersjöns sediment härrör från Tjernobylolyckan i april 1986. Isotopens nedre gräns för sitt uppträdande i sedimentlagerföljden utgör därmed en s k ”markör” för året 1986. Baserat påvilket sedimentdjup detta sker och de antal år som föflutet mellan Tjernobylolyckan och provtagningsdatum kan ackumulationshastigheten beräknas.De två metoderna ger ett mycket samstämmigt resultat (r2 = 0,88), vilket medför att den beräknade ackumulationshastigheten för respektive station kan betraktas som säker.Det beräknade provtagningsintervallet varierar, beroende på ackumulationshastigheten på respektive station från knappt ett år till drygt tre år. Ett lämpligt provtagningsintervall för en fortsatt miljöövervakning av trenderna i antropogen belastning av metaller och organiska miljögifter är därför med lite säkerhetsmarginal fem år. 

Ämnesord

NATURVETENSKAP  -- Geovetenskap och miljövetenskap -- Miljövetenskap (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Earth and Related Environmental Sciences -- Environmental Sciences (hsv//eng)

Nyckelord

Regional miljöövervakning

Regional

A Non-Toxic Environment

Giftfri miljö

Kust och hav

Coast and sea

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

rap (ämneskategori)