Bottensedimentens roll för dioxinsituationen i industrirecipienter

• Denna rapport sammanfattar resultat och slutsatser från en fältstudie av dioxiner och furaner (PCDD/F) i sediment, vatten och biota i ett antal industrirecipienter och referensområden i södra Bottenhavet samt ett kustområde i norra Östersjön. Projektet har syftat till att undersöka om och hur PCDD/F och i förlängningen andra organiska miljögifter lagrade i sediment i praktiken påverkar halter av dessa ämnen i stationär kustfisk. En större ambition har varit att belysa frågan om huruvida sedimentbundna PCDD/Fs via olika processer tillgängliggörs för ekosystemet. Inledningsvis studerades recipienterna till Norrsundets bruk och Iggesunds bruk samt referensområden detaljerat. Därefter har ytterligare 7 områden tillkommit i syfte att förbättra dataunderlaget. Utanför Norrsundet, Gävle, har en unik möjlighet funnits i och med att pappersmassabruket stängdes i december 2008 och den pågående belastningen på recipienten därmed upphörde. Iggesunds-recipienten var av intresse att studera då noggranna studier av PCDD/F i sediment genomfördes där på 1980-talet. Vi konstaterar att halterna av PCDD/F varierar en hel del mellan olika lokaler. I synnerhet Norrsundet uppvisar högre halter än övriga lokaler i flertalet matriser. Ett föreslaget men ej antaget gränsvärde för miljökvalitetsnorm i fisk enligt vattendirektivet är 0,23 pg/g TEQ. Det sistnämnda värdet överskreds i Iggesund och Norrsundet. Jämförelse med resultat från tidigare studier visar på minskande halter över tid, såväl i sediment som i fisk. Djupprofiler i sediment visar på betydligt högre halter en bit ner i sedimentet som reflekterar den historiska belastningen. I fisk noteras tydligt sjunkande halter av PCDD/F över tid från Norrsundet i ett längre perspektiv. Däremot syns ingen signifikant minskning i fisk efter att Norrsundets fabrik stängdes efter 2008 utan halterna ligger alltjämt högre än övriga provtagningslokaler.Även kongenmönster skiljer sig en hel del såväl inom som mellan matriser. Med statistiska metoder (PCA) kunde en generell åtskillnad mellan kongenprofiler i sediment, bottenfauna och fisk påvisas. Däremot visar metoden inte på någon typisk "skogsindustriprofil", varken i sediment eller i övriga matriser, utan bland de undersökta kongenerna så är variationen mellan lokalerna oförklarad. Samvariationen mellan sediment, bottenfauna och fisk är störst för kongener med troligt lokalt ursprung såsom exempelvis 2378-TeCDF, medan kongener knutna till atmosfärisk deposition (t ex 23478-PeCDF och OCDD) korrelerar dåligt mellan matriser. Beträffande den kongen som bidrar mest till toxiciteten i fet fisk i Bottenhavet, 23478-PeCDF, så konstaterades att lokalt opåverkade kustområden i allmänhet har lika höga halter som industrirecipienterna. Mätningar med passiva provtagare i porvatten och ovanliggande vatten talar för att det pågår ett diffusivt flöde från sediment till bottenvatten. Ytterligare en faktor som talar för att sedimenten spelar en roll för dioxinsituationen i Norrsundet är att halterna i fisk inte sjunkit signifikant under de tre år som fabriken varit stängd. Det finns för övrigt inga belägg för att Norrsundet som fabrik släppt ut mer PCDD/F än andra massafabriker. Mer troligt är att de geomorfologiska förhållandena i recipienten förklarar skillnaden gentemot andra platser — antingen genom att mer miljögifter ackumuleras eller att sedimenten av någon anledning i högre grad påverkar faunan. Sammantaget så är det sannolikt att sedimenten bidrar till halter av PCDD/F i Bottenhavets kustnära ekosystem, men betydelsen av denna påverkan är fortfarande oklar.

• In this report results and conclusions from a field study of dioxins and furans (PCDD/F) in sediment, water and biota in a number of industrial recipient waters and reference areas in the southern Bothnian Bay and a coastal area in the Baltic Proper are summarized. The aim of the project was to investigate if and how PCDD/F and by implication other organic substances deposited in sediments actually contribute to concentrations of these substances in stationary fish. By investigating concentrations and congener profiles in water, sediment and biota in historically contaminated coastal areas. A larger ambition has been to illustrate how PCDD/F:s stored in sediments by various processes may become available to the ecosystem. Initially the recipients outside the pulp mills Norrsundet and Iggesund and reference areas were studied in some detail. Subsequently seven additional areas were included to improve the data material. Outside the Norrsundet mill a unique situation occurred when the mill was closed down in December 2008 and the ongoing effluent discharge terminated. The Iggesund recipient was of interest since detailed studies of PCDD/F contamination in sediments were carried out there in the 1980´s. One conclusion was that the levels of PCDD/F varied considerably between different locations. In particular, the Norrsundet recipient exhibits higher levels than other areas in most matrices. A proposed but not established environmental quality norm in fish within the Water Framework Directive is 0.23 pg/g TEQ. The latter value was exceeded in Iggesund and Norrsundet. An observed trend also seen in other studies is decreasing levels over time in sediments as well as in fish. Depth profiles in sediments exhibit considerably higher concentrations a few centimeters down reflecting the historical contamination. In fish clearly decreasing levels of PCDD/F were observed in the longer term. However, there was no significant decrease in fish during the last few years after the Norrsundet mill was closed after 2008, but the levels are still high compared to other areas. Another observation is that the congener pattern differs considerably within as well as between matrices. Using statistical methods (PCA) general differences between congener profiles in sediment, benthic fauna and fish were detected. The method does not indicate any typical “forest industry profile", neither in the sediment nor in other matrices, but within the analyzed congeners the variation between locations is unexplained. Correlations between sediment, benthic fauna and fish are highest in congeners with a likely local origin, e.g. 2378-TeCDF, while congeners associated with atmospheric deposition (e.g. 23478-PeCDF and OCDD) show little correlation between matrices. For the congener mostly contributing to the toxicity in fatty fish from the Bothnian Bay, 23478-PeCDF, it was found that levels in coastal areas unaffected by local point sources in general did not differ from levels in the industrial recipients. Measurements with passive samplers in pore water and overlying water column indicate an ongoing diffusive flux from sediment to bottom waters. Another factor indicating that the sediments affect the dioxin situation in Norrsundet is that the levels in fish has not decreased significantly during the three years the mill has been closed. There are no signs that Norrsundet has released more PCDD/F to the environment than other pulp mills. More likely it is the geomorphological conditions in the recipient that explains the difference between Norrsundet and other areas — possibly due to the sediments accumulating more toxic substances or due to the sediments more severely affecting the fauna, for some reason. In summary it is likely that the sediments do contribute to levels of PCDD/F in coastal ecosystems of the Bothnian Bay, although the significance of this contribution is still uncertain.

Nyckelord

Dioxiner

Furaner

Fisk

Sediment

Bottenhavet

Massaindustri

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

rap (ämneskategori)