Sammenlikning av metoder for å måle og modellere biotilgjengelighet av metaller i avrenningsvann fra skyte- og øvingsfelt

Avrenningsvann fra Forsvarets skyte- og øvingsfelt kan inneholde konsentrasjoner av bly (Pb), kobber (Cu), sink (Zn) og antimon (Sb) som kan utgjøre en risiko for skadelige effekter på vannlevende organismer. Det er først og fremst den biotilgjengelige andelen av metallene som utgjør en risiko. Miljøkvalitetsstandarden for årlig gjennomsnitt av Pb ble i 2015 revidert til å gjelde biotilgjengelig konsentrasjon av metallet. I denne studien har biotilgjengelighet av Cu, Zn, Sb og Pb i avrenningsvann fra skyte- og øvingsfeltene Avgrunnsdalen, Hengsvann, Terningmoen og Steinsjøen blitt undersøkt med ulike målemetoder og beregningsmodeller. Tilstandsformer til metallene ble bestemt med størrelses- og ladningsfraksjonering. Det ble benyttet to passive prøvetakere, SorbiCell og DGT, som tar opp ulike fraksjoner av metallene. Beregningsmodellene PNEC-pro, Bio-met, Windward BLM, Lead EQS Screening Tool og Lead BLM Tool ble benyttet til å beregne stedsspesifikke grenseverdier for Cu, Zn og Pb i vannene. Bio-met og Lead EQS Screening Tool ble i tillegg benyttet til å estimere biotilgjengelig konsentrasjon av metallene. Størrelsesfraksjoneringen viste at Pb i størst grad var assosiert med andre forbindelser i vannene, etterfulgt av Cu, Zn og Sb. Ladningsfraksjoneringen viste at størst andel av Zn forelå som kationer, etterfulgt av Pb og Cu, mens Sb forelå som anioner. Vannene med lavest konsentrasjon av organisk materiale hadde høyest andel kationisk Cu og Pb, og høyest andel Zn som forbindelser <10 kDa. SorbiCell tok opp alle former for Cu i vannene, men kun ladede former for Zn og Pb. SorbiCell målte for lav konsentrasjonen av Sb og for lav konsentrasjon av Cu og Zn i enkelte av vannene, sammenliknet med konsentrasjonene målt i stikkprøver. Diffusjonen av Cu, Zn og Pb i DGT viste ikke stabile resultater for testperioder <2 døgn. For DGT som sto ute 1 uke, var det godt samsvar mellom konsentrasjonen av Cu målt med DGT og Cu <3 kDa og mellom Pb målt med DGT og Pb <10 kDa. Konsentrasjonen av Zn målt med DGT var høyere enn konsentrasjonen av Zn målt i stikkprøver. Det var store forskjeller mellom de stedsspesifikke grenseverdiene beregnet med de ulike beregningsmodellene. De stedsspesifikke grenseverdiene var generelt høyere enn de generelle miljøkvalitetsstandardene fastsatt av myndighetene. Biotilgjengelig konsentrasjon av metallene beregnet med Bio-met og Lead EQS Screening Tool var lavere enn konsentrasjonene av metallene målt med de ulike målemetodene (utenom Pb <3 kDa). For Cu og Pb kan kationiske forbindelser, forbindelser tatt opp av DGT eller forbindelser <10 kDa, tilsvare konsentrasjonen av biotilgjengelig metall. For Cu kan også forbindelser <3 kDa være et estimat på biotilgjengelig metall. Basert på dette var mellom 22 og 69 % av Cu og mellom 21 og 70 % av Pb i vannene biotilgjengelig. For Zn og Sb var det mindre variasjon mellom konsentrasjonene målt med de ulike målemetodene. Sink forelå hovedsakelig som kationer (>90 %) og forbindelser <10 kDa (70-81 %). Antimon forelå hovedsakelig som anioner (81-95 %) og forbindelser <3 kDa (81-90 %), som sannsynligvis tilsvarer Sb(OH)6 -. Basert på undersøkelsene i denne studien anbefaler FFI at ladningsfraksjonering benyttes til å bestemme biotilgjengelig konsentrasjon av Cu, Zn og Pb i avrenningsvann fra skyte- og øvingsfelt. Både ladning- og størrelsesfraksjonering anbefales som metoder for å bestemme konsentrasjonen av Sb(OH)6 - i avrenningsvann.