Screening of perfluoroalkyl substances and organic flame retardants in Swedish Rivers : Screening av perfluoralkylerade ämnen och flamskyddsmedel i svenska vattendrag

• The occurrence and effects of ubiquitously present persistent organic pollutants (POPs) in the environment is one of the challenges the society is facing today. Two categories of chemicals that have gained increased public attention during the last decades are organic flame retardants (FRs) and perfluoroalkyl substances (PFASs). Many representatives from these compound groups have bioaccumulative, persistent and toxic properties. This has led to a ban of some of these compounds based on international agreements.FRs and PFASs end up in surface waters and sometimes also in ground water due to their widespread distribution, disinclination of getting removed at wastewater treatment plants (WWTPs), and persistence. However, the knowledge of the occurrence, fate, and effect in the environment of FRs and PFASs is still in great need of research, especially for recently introduced compounds (such as novel FRs). The objective of this project was to provide a snapshot of the current pollution situation of PFASs and selected novel FRs in Swedish surface waters. We sampled at 44 sites (representing 41 rivers and streams) along the whole coastline of Sweden and analysed their content of PFASs (all sites) and FRs (25 sites representing 23 rivers).Among the 12 target FRs, 3 could be quantified (2,4,6-TBP, TCIPP, and TPHP). TCIPP was the predominant compound with a level up to 3 900 ng L-1. The 2,4,6-TBP showed higher levels in southern rivers. The river with highest levels of ΣFRs was Fyrisån, and the total riverine input of the targeted FRs into the Baltic Sea was estimated to 38 kg day-1 with Ångermanlandsälven and Norrström as major contributors. It should be noted that these values only include the targeted, relatively novel FRs, while historically more important FRs such as the polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), are not included.In total 13 PFASs were detected (PFBA, PFHxA, PFHpA, PFOA, PFNA, PFDA, PFUnDA, PFDoDA, PFTeDA, FOSA, PFBS, PFHxS, PFOS) among the 25 target compounds. The mean ΣPFAS level of all sampled rivers was 9.5 ng L-1 and the median 4.2 ng L-1, and the highest mean values were found for PFBS and PFHxS (~2 ng L-1 for each compound). Streams in the north (e.g. Alterälven, Öre älv, Gide älv, Lögde älv and Ljungan) showed generally higher fractions of the longer chained perfluoroalkyl carboxylic acids (PFCAs; i.e. PFNA, PFDA, PFUnDA, PFDoDA, PFTeDA) whereas in the south the fractions of PFHpA and PFOA were higher. The total riverine input of all PFASs into recipient seas was estimated to 3.2 kg day-1 (1150 kg yr-1).PFOS exceeded the annual average Environmental Quality Standard (AA-EQS; 2013/39/EU) of 0.65 ng L-1 at 12 of 44 sampling sites, which are located in all parts of Sweden (Ume älv at Gubböle, Ångermanälven, Delångersån, Fyrisån, Norrström, Nyköpingsån, Emån, Lyckebyån, Rönneån, Nissan, Viskan and Göta älv at Alelyckan).As this study was a one-time grab sampling campaign for screening purposes, all values should be interpreted with care. A screening study like the current may, however, reveal hot spots. Verification and more detailed studies over a longer time period are recommended for sites with elevated levels. Our study also suggests that upstream monitoring is necessary to reveal important pollution sources. 

• Förekomst och effekter av globalt spridda persistenta organiska miljöföroreningar (POPs) har blivit en mycket uppmärksammad fråga. Två kategorier av kemikalier som har fått ökad uppmärksamhet är organiska flamskyddsmedel (FRs) och perfluoroalkylerade substanser (PFASs). Det har visat sig att många av dessa är bioackumulerande, persistenta och giftiga, vilket har lett att flera av dem fasats ut eller förbjudits under de senaste årtiondena.Eftersom FRs och PFASs är väl spridda i miljön och dessutom svåra att avlägsna från avloppsvatten, återfinns de regelbundet i ytvatten och i vissa fall även i grundvatten. Kunskap om FRs och PFASs i miljön är begränsad, både vad gäller förekomst, spridning och effekter, och särskilt då för ämnen som introducerats relativt nyligen (t.ex. nya FRs). Det finns alltså ett behov av att lära mer om dessa ämnen. Syftet med detta projekt var att studera förekomst av PFASs samt relativt nya FRs i vattendrag längs hela kusten. Vi provtog på 44 platser (totalt 41 vattendrag) och bestämde innehållet av PFASs (alla platser) och FRs (25 provtagningsplatser som representerar 23 vattendrag).Av de 12 utvalda FRs, kunde 3 kvantifieras (2,4,6-TBP, TCIPP och TPHP). TCIPP var det klart dominerade ämnet med en halt på upp till 3 900 ng L-1 (Fyrisån). 2,4,6-TBP uppvisade högre halter i åar i södra Sverige. Vattendraget med den högsta halten av FRs var Fyrisån, och den totala belastningen på Östersjön av FRs uppskattades till 38 kg dag-1, där Ångermanlandsälven och Norrström stod för de största bidragen. Det ska noteras att dessa i belastningssiffror ingår bara de utvalda, relativt nya FRs, medan äldre med omfattande historisk användning, t.ex. PBDE, inte ingår.Totalt 13 av 25 de analyserade PFASs kunde kvantifieras (PFBA, PFHxA, PFHpA, PFOA, PFNA, PFDA, PFUnDA, PFDoDA, PFTeDA FOSA, PFBS, PFHxS, PFOS). Medelvärdet av ΣPFASs i alla vattendrag var 9,5 ng L-1 (medianvärdet 4,2 ng L-1), och de högsta medelhalterna uppmättes för PFHxS och PFBS (~2 ng L-1 per ämne). Vattendrag i norr (t.ex. Alterälven, Öre älv, Gide älv, Lögde älv och Ljungan) uppvisade i regel en högre fraktion av perfluorerade karboxylater (PFCAs) med långa kolkedjor (dvs. PFNA, PFDA, PFUnDA, PFDoDA, PFTeDA), medan i söder var fraktionen av PFHpA och PFOA högre. Det sammanlagda utflödet av ΣPFASs uppskattades till 3,2 kg dag-1 (1150 kg år-1).PFOS överskred miljökvalitetsnormen på 0,65 ng L-1 (årligt medelvärde; AA-EQS; 2013/39/EU) på 12 av 44 provtagningsplatser, och dessa återfinns i alla delar av Sverige (Ume älv vid Gubböle, Ångermanälven, Delångersån, Fyrisån, Norrström, Nyköpingsån, Emån, Lyckebyån, Rönneån, Nissan, Viskan och Göta älv vid Alelyckan).Eftersom den här fältstudien baseras på en provtagningskampanj med ögonblicksprovtagning, ska alla värden som redovisas tolkas med försiktighet. En screening-studie som den här kan dock avslöja s.k. hotspots. Vi rekommenderar verifikation av höga resultat och mer detaljerade studier kring dessa provtagningsplatser för att säkerställa föroreningssituationen. Vår studie pekar också på att uppströmsmätningar är nödvändiga för att finna viktiga föroreningskällor.   

Ämnesord

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

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

Nyckelord

Nationellt finansierad miljöövervakning

National

Freshwater

Sötvatten

Kust och hav

Coast and sea

A Non-Toxic Environment

Giftfri miljö

Flourishing Lakes and Streams

Levande sjöar och vattendrag

Hav i balans samt levande kust och skärgård

A Balanced Marine Environ­ment, Flourishing Coastal Areas and Archipelagos

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

rap (ämneskategori)