Interactions between calcium and heavy metals in Norway spruce : Accumulation and binding of metals in wood and bark

Waste products from the forest industry are to be spread in forests in Sweden to counteract nutrient depletion due to whole tree harvesting. This may increase the bioavailability of calcium (Ca) and heavy metals, such as cadmium (Cd), copper (Cu) and zinc (Zn) in forest soils. Heavy metals, like Cd, have already been enriched in forest soils in Sweden, due to deposition of air pollutions, and acidification of forest soils has increased the bioavailability of toxic metals for plant uptake. Changes in the bioavailability of metals may be reflected in altered accumulation of Ca and heavy metals in forest trees, changes in tree growth, including wood formation, and altered tree species composition. This thesis aims at examining: A) if inter- or intra- specific differences in sensitivity to Cd occur in the most common tree species of Sweden, and if so, to study if these can be explained by the uptake and distribution of Cd within the plant: B) how elevated levels of Ca, Cd, Cu and Zn affect the accumulation and attachment of metals in bark and wood, and growth of young Norway spruce (Picea abies): C) how waste products from the forest industry, such as wood ash, influence the contents of Ca, Cd, Cu and Zn in wood and bark of young Norway spruce. Sensitivity to Cd, and its uptake and distribution, in seedlings of Picea abies, Pinus sylvestris and Betula pendula from three regions (southern, central and northern parts) of Sweden, treated with varying concentrations of Cd, were compared. Differences in root sensitivity to Cd both among and within woody species were found and the differences could to some extent be explained by differences in uptake and translocation of Cd. The root sensitivity assays revealed that birch was the least, and spruce the most, sensitive species, both to the external and to tissue levels of Cd. The central ecotype of the species tested tended to be most Cd resistant. The radial distribution, accumulation and attachment of, and interactions between Ca and heavy metals in stems of two-year-old Norway spruce trees treated with elevated levels of Cd, Cu, Zn and/or Ca, were investigated. Further, the influence of these metals on growth, and on root metal content, was examined. Accumulation of the metals was enhanced in wood, bark and/or roots at elevated levels of the metal in question. Even at low levels of the metals, similar to after application of wood ash, an enhanced accumulation was apparent in wood and/or bark, except for Cd. The increased accumulation of Zn and Cu in the stem did not affect the growth. However, Cu decreased the accumulation of Ca in wood. Higher levels of Cu and Cd reduced the stem diameter and the toxic effect was associated with a reduced Ca content in wood. Copper and Cd also decreased the accumulation of Zn in the stem. On the other hand, elevated levels of Ca increased the stem diameter and reduced the accumulation of Cd, Cu, Zn and Mn in wood and/or bark. When metals interacted with each other the firmly bound fraction of the metal reduced was in almost all cases not affected. As an exception, Cd decreased the firmly bound fraction of Zn in the stem. The influence of pellets of wood ash (ash) or a mixture of wood ash and green liquor dregs (ash+GLD), in the amount of 3000 kg ha-1, on the contents of Ca, Cd, Cu and Zn in wood and bark of young Norway spruce in the field was examined. The effect of the treatments on the metal content of bark and wood was larger after 3 years than after 6 years. Treatment with ash+GLD had less effect on the heavy metal content of bark and wood than treatment with ash alone. The ash treatment increased the Cu and Zn content in bark and wood, respectively, after 3 years, and decreased the Ca content of the wood after 6 years. The ash+GLD treatment increased the Ca content of the bark and decreased the Zn content of bark and wood after 3 years. Both treatments reduced, or tended to decrease, the Cd content in wood and bark at both times. To conclude, small changes in the bioavailability of Ca, Cu, Cd and Zn in forest soils, such as after spreading pellets of wood ash or a mixture of wood ash and green liquor dregs from the forest industry, will be reflected in an altered accumulation of metals in wood and bark of Norway spruce. It will not only be reflected in changed accumulation of those metals in which bioavailability in the soil has been enhanced, but also of other metals, probably partly due to interactions between metals. When metals interact the exchangeable bound fraction of the metal reduced is suggested to be the main fraction affected. The small alterations in accumulation of metals should not affect the growth of Norway spruce, especially since the changes in accumulation of metals are low, and further since these decrease over time. However, as an exception, one positive and maybe persistent effect of the waste products is that these may decrease the accumulation of Cd in Norway spruce, which partly may be explained by competition with Ca for uptake, translocation and binding. A decreased accumulation of Cd in Norway spruce will probably affect the trees positively, since Norway spruce is one of the most sensitive species to Cd of the forest trees in Sweden. Thus, spreading of waste products from the forest industry may be a solution to decrease the accumulation of Cd in Norway spruce. In a longer perspective, this will decrease the risk of Cd altering the tree species composition of the forest ecosystem. An elevated bioavailability of Ca in forest soils will, in addition to Cd, probably also decrease the accumulation of other less competitive heavy metals, like Zn and Mn, in the stem

Vilka kemiska ämnen har påträffats i hav och kust inom det nationella screeningprogrammet?

Denna rapport redovisar en sammanställning och utvärdering av de mätningar av miljögifter som genomförts på prov från marin miljö, inom Naturvårdsverkets screeningprogram. Data från 25 rapporter som publicerats under perioden 2000-2007 har använts. Detta omfattar ca 30 ämnesgrupper och ca 200 enskilda ämnen som har undersökts i fisk eller annan biota, sediment eller ytvatten. Av dessa har 19 ämnesgrupper och ca 45 organiska ämnen plus 54 metaller kunnat detekteras i biota, sediment eller ytvatten. Data har indelats i två kategorier: bakgrund och potentiellt påverkade områden. Metallerna diskuteras inte i denna rapport. Utvärderingen är inriktad på att belysa 1) Vilken typ av ämnen som återfinns i marin miljö; 2) hur höga halterna är i relation till kända ämnen och andra studier; 3) i vilka matriser olika ämnen påträffas; 4) om resultatet kan användas för att bedöma risker. Flertalet ämnen med känd storskalig spridning och PBT-egenskaper har detekterats i bakgrundsområden. Många av de ämnen som inte kunde detekteras saknade känd storskalig spridning och/eller PBT-egenskaper. Till denna generella bild finns dock viktiga undantag, t.ex. att triclosan, bromfenoler och dietylhexyladipat påträffades i fisk från bakgrundsområden. Inget talar för att dessa ämnen sprids storskaligt och de är sannolikt inte starkt bioackumulerbara. Endast ett mindre antal ämnen kunde visas vara markant förhöjda i de potentiellt påverkade områdena, jämfört med bakgrunds-områden. Till dessa ämnen hör bl.a. tributyltenn, trifenyltenn och PCDT. I fisk är haltnivåerna av påträffade ämnen ofta i nivå med ΣDDT och för fyra ämnen i nivå med sPCB. För vissa ämnen föreligger jämförelsematerial från andra regioner. I många fall är halterna från screening-undersökningarna jämförbara med andra studiers resultat. Butyltennföreningar har detekterats i alla undersökta matriser, på många olika områden, och bl.a. i fisk uppträder TBT i relativt höga halter. Under beaktande av att detta är mycket toxiska ämnen får denna fyndbild betraktas som allvarlig. Det finns också viktiga diskrepanser där redovisade halter förefaller höga eller låga jämfört med andra undersökningar. Exempelvis uppträder dietylhexyladipat och triclosan bitvis i relativt höga halter i fisk. Kortkedjiga klorparaffiner och cykliska siloxaner är exempel på ämnen som inte detekterats i screening, men som påträffats i andra sammanhang och vars egenskaper skulle kunna gynna förekomst i marin miljö. Med ledning av den relativt goda överensstämmelsen mellan egenskaper, storskalig spridning och fyndfrekvens, ger vi några förslag till riktlinjer för marina mätningar i kommande screeningundersökningar. Screeningprogrammet har visat att bakgrundsmiljöer i Östersjön och Västerhavet är förorenade med ett stort antal organiska ämnen, och att dessa ämnen ofta återfinns i fisk. Sju ämnen har kunnat utvärderas avseende miljörisker. Ur detta perspektiv framstår TBT som mest problematisk, men även för TBBPA, triclosan och PFOS kan risker inte uteslutas. HBCD, pentaklorfenol och hexaklorbensen bedöms inte utgöra några risker

Upptag i växter och effekter på markorganismer vid återföring av fosfor - litteraturstudie

Föreliggande litteraturstudie syftar till att belysa följande frågor: Vilka organiska ämnen och metaller kan tas upp av gröda från mark där känd mängd slam tillförts? Finns studier om toxisk påverkan på organismer i mark som fått givor av slam? Vad säger tidigare genomförda riskbedömningar om långsiktiga risker för hälsa och miljö då slam återförs till jordbruksmark? Finns ytterligare väsentliga aspekter att rapportera avseende slamåterföringens konsekvenser för tillståndet i miljön och exponerade organismer? Utredningen är ett underlag till Naturvårdsverkets arbete med en förordning för fosforåterföring till produktiv mark. Litteraturgenomgången har fokuserat på studier där slamgivorna är väldefinierade och helst jämförbara med svenska givor. Överlag finns mycket få fältundersökningar där slamgivor använts under längre tid, och där lämpliga kontrollfält med motsvarande näringsstatus och växtföljd även är tillgängliga. Från de få fältförsök med slam som är utförda i Sverige och Norden, vid slamgivor på den nivå som är tillåten i Sverige, kan följande slutsatser dras avseende växtupptag vid slamgödslade fält jämfört med slamfri gödsling: Ingen eller liten ökning av vissa metaller (Cu, Ni) i grödor Ingen ökning av kadmium i grödor Inget eller litet upptag av organiska ämnen Inga negativa effekter på grödornas tillväxt. Vid högre givor har man dock i andra länder konstaterat upptag av vissa föroreningar i växter. Experimentella studier visar också att såväl metaller som många organiska föroreningar kan tas upp från jord och slambehandlad jord till grödor. De experimentella förhållandena kan dock vara svåra att direkt överföra till svenska fältförhållanden. I Sverige finns flera fältstudier av effekter på marklevande organismer, främst på mikrobiologiska processer och i ett fall även på daggmask. Studierna, som i ett fall pågått under 30 år med upprepade givor, visar inga eller något positiva effekter på flera mikrobiella processer vid givor som är normala för svenska förhållanden. Det förekommer i en svensk studie också tecken på negativa mikrobiella effekter vid högre givor och högre metallhalter. För marklevande organismer har många organiska ämnen och metaller riskbedömts. För flertalet ämnen är riskerna för marklevande organismer försumbara, vid slamgivor som är relevanta för svenska förhållanden. Såväl teoretiska beräkningar som undersökningar i fält visar dock att effekter från metaller kan uppkomma vid ökade metallhalter i matjorden. För närvarande bedöms det i svensk åkermark generellt finnas en marginal till sådana effekter. Vad gäller mikroorganismer är det svårt att förutse den samlade effekten av antibiotikaläkemedel, antibakteriella ämnen såsom silver och triklosan samt andra metaller. Tidigare genomförda teoretiska riskbedömningar visar generellt låga risker för hälsoeffekter från organiska föroreningar, även vid beaktande av kumulativa effekter från 100 års upprepade givor. Många osäkerheter råder dock fortfarande eftersom nya organiska ämnen kontinuerligt upptäcks, och eftersom kunskapen om upptag i växter ökar. Bland metallerna utgör dock kadmium en icke försumbar hälsorisk. Detta beror på allmänt förhöjda halter i svenska åkrar och att intag via spannmål och rotfrukter är högt hos den svenska befolkningen. Slam med för höga kadmiumhalter kan därför medföra en långsiktigt ökad hälsorisk. Vad gäller påverkan på yt- och grundvatten finns utländska undersökningar som påvisat påverkan av vissa föroreningar från slam eller stallgödsel på ytvatten. Relevansen för svenska förhållanden behöver undersökas

Screening of complexing agents: EDTA, DTPA,NTA, 1,3-PDTA and ADA

The occurrence of complexing agents in the Swedish environment has been studied in a screening investigation. The studied complexing agents all belong to the group of aminopolycarboxylates: EDTA NTA DTPA 1,3-PDTA ADA. These chemicals are highly polar and certain are also environmentally persistent. This investigation is part of the national environmental monitoring programme, run by the Swedish EPA, but also includes the participation of 13 county administrative boards. The investigation includes a number of subprogrammes that addresses certain key questions: Whether these chemicals are present in lakes and watersheds To what degree these chemicals are present in domestic incoming and outgoing waste waters If releases from municipal waste water treatment plants influence the occurrence in their recipients If diffuse emissions occur in urban areas If the chemicals are released from certain industrial point sources In total 149 samples were analysed. The sampling medias were, listed in decreasing number of samples: effluent waste water, surface water, incoming waste water, stormwater, groundwater, drinking water, sediment, sludge and a landfill leachate. This report aims at giving a general description of the results and provides a discussion in relation to the questions shown above. EDTA and NTA were detected in most samples of incoming and outgoing municipal waste waters from muncipal waste water treatment plants (wwtp´s). DTPA was relatively commonly detected in those media, whereas 1,3-PDTA and ADA were detected only in a few of these samples. The concentrations of EDTA and NTA in incoming waste waters varied significantly among the different wwtp´s, with median levels of 47 μg/l (EDTA) and 93 μg/l (NTA). Concentrations of EDTA were generally similar in the incoming waste waters and effluents, indicating that EDTA is not ready biodegradable. In contrast, NTA levels in waste waters were on the average reduced ca five times in the wwtp´s, suggesting that biodegradation occurs. In order to assess whether outgoing municipal waste waters influence their recipients with regard to these chemicals, surface waters from recipients of 16 wwtp´s were analysed for these complexing agents. Concentrations of EDTA and NTA were generelly higher in the recipients than in local background sites. In these recipients, EDTA ranged from 1-100 μg/l and NTA from 0,1-10 μg/l. The remaining three chemicals studied were generelly not detected in these wwtp recipients. Very high EDTA levels, up to almost 10 mg/l, were detected in the effluents to a pulp and paper mill. Also the recipient to this point source contained high EDTA levels that progressively decreased as a result of dilution further downstream. Single spot samples of surface water were also taken in several other recipients to pulp and paper mills, but there was generally no pronounced influence of these industries. DTPA was, however, detected at elevated levels downstream two paper mills. EDTA and NTA were also detected in treated and untreated drinking water, in urban groundwater and in urban stormwaters. Roughly equal amounts of EDTA and DTPA are used in Sweden. The large difference regarding their environmental occurrence may be attributed to the much more disparate use of EDTA as compared to that of DTPA. The occurrence of complexing agents in wwtp´s and in surface waters is in agreement with the Swedish Exposure Indexes, that were calculated by the Swedish Chemicals Inspectorate and are intended to reflect the risk for diffuse emissions. The common occurrence of EDTA and NTA are matched by their high indexes; DTPA and 1,3-PDTA were detected less commonly, in agreement with their low indexes. The detected concentrations of complexing agents are not apparently toxic to aquatic ecosystems of the health. Indirect effects may nevertheless be caused by their strong ability to influence the bioavailability of both essential and toxic metals in the aquatic environments. When also considering that EDTA is environmentally persistent, the gener of EDTA and NTA in surface waters may still cause some concern.Förekomsten i miljön av komplexbildare inom gruppen aminopolykarboxylater har undersökts genom en screeningundersökning. De studerade föroreningarna är: EDTA NTA DTPA 1,3-PDTA ADA. Samtliga av dessa ämnen är starkt polära och vissa är också svårnedbrytbara i miljön. Uppdraget ingår i Naturvårdsverkets miljöövervakning men innefattar också deltagande av 13 länsstyrelser. Studien innefattar ett antal delprogram som alla är upprättade efter några huvudsakliga frågeställningar: Om dessa ämnen förekommer i sjöar och vattendrag I vilken mån ämnena sprids till och från kommunala reningsverk Om utsläpp från kommunala reningsverk påverkar halterna i recipienterna Om diffus spridning sker i urban miljö Om ämnena sprids till miljön från industriella punktkällor. Totalt omfattade undersökningen 149 prov, fördelat på följande matriser i avtagande omfattning: utgående avloppsvatten, ytvatten, inkommande avloppsvatten, dagvatten, grundvatten och dricksvatten, sediment, slam och lakvatten. Denna rapport syftar till att ge en allmän beskrivning av resultaten samt att presentera övergripande tolkningar. EDTA och NTA förekom allmänt i både inkommande och utgående avloppsvatten från kommunala reningsverk. DTPA detekterades i relativt många avloppsprov medan 1,3-PDTA och ADA endast påträffades i några få prov. Halterna av EDTA och NTA i inkommande avloppsvatten varierade påtagligt mellan reningsverken, med medianhalter på 47 μg/l (EDTA) och 93 μg/l (NTA). I utgående avloppsvatten var halterna av av EDTA i stort sett opåverkade medan halterna av NTA var i medeltal ca fem gånger lägre än i inkommande vatten. Detta illustrerar att EDTA är svårnedbrytbart, medan biologisk nedbrytning av NTA sker i reningsverk. För att studera om utgående avloppsvatten påverkar förekomsten av dessa ämnen i recipienterna provtogs ytvatten från recipienterna till sexton reningsverk. Som grupp betraktat var halterna av EDTA och NTA betydligt högre i dessa recipienter än i lokala bakgrundslokaler. För EDTA är uppmätta halter mellan ca 1-100 μg/l, och för NTA ca 0,1-10 μg/l. Övriga studerade ämnen kunde generellt inte detekteras i reningsverkens recipienter. Förekomsten av dessa ämnen undersöktes också i utgående industriellt avloppsvatten samt i recipienter till ett pappersbruk. Mycket höga halter av EDTA uppmättes i detta industriella avloppsvatten. I den å som utgjorde recipient var halterna som mest ca 900 μg/l, för att successivt avta pga utspädning längre ned i sjösystemet. Enstaka stickprov togs också på ytvatten nedanför andra industriella punktkällor, men någon tydlig påverkan på förekomsten av komplexbildare kunde sällan påvisas. Utanför två pappersbruk påvisades dock DTPA i förhöjda halter. EDTA och NTA påträffades också i drickvatten, i urbana grundvatten och i urbana dagvatten. Halterna var i huvudsak i storleksordningen 1 μg/l. Mängderna av EDTA och DTPA som används i Sverige är ungefär lika stora. Att deras förekomst i miljön skiljer sig så mycket beror troligen på att DTPA i stort sett bara används inom papperindustrin, medan EDTA har en bredare användning. Förekomsten i reningverk och i vattenmiljön stämmer relativt väl överens med det exponeringsindex som Kemikalieinspektionen presenterat, och som bygger på förutsedd risk för spridning. EDTA och NTA har höga index och förekom också i höga halter och påträffades i många prov. DTPA och 1,3-PDTA har relativt låga index och påträffades mer sporadiskt, DTPA var dock mer vanligt än 1,3-PDTA. De uppmätta ytvattenhalterna av dessa komplexbildare förefaller inte vara direkt toxiska för ekosystem eller hälsa. Dessa ämnen kan dock ge en indirekt påverkan genom sin för förmåga av komplexbilda både essentiella och toxiska metaller. Betydelsen av denna effekt har inte kunnat bedömas i föreliggande rapport. I kombination med det faktum att EDTA och NTA förekommer i nästan alla ytvattenprov som analyserats och att EDTA är svårnedbrytbar, kan det ändå finnas anledning till att uppmärksamma EDTA och NTA

Screening of complexing agents: EDTA, DTPA,NTA, 1,3-PDTA and ADA

The occurrence of complexing agents in the Swedish environment has been studied in a screening investigation. The studied complexing agents all belong to the group of aminopolycarboxylates: EDTA NTA DTPA 1,3-PDTA ADA. These chemicals are highly polar and certain are also environmentally persistent. This investigation is part of the national environmental monitoring programme, run by the Swedish EPA, but also includes the participation of 13 county administrative boards. The investigation includes a number of subprogrammes that addresses certain key questions: Whether these chemicals are present in lakes and watersheds To what degree these chemicals are present in domestic incoming and outgoing waste waters If releases from municipal waste water treatment plants influence the occurrence in their recipients If diffuse emissions occur in urban areas If the chemicals are released from certain industrial point sources In total 149 samples were analysed. The sampling medias were, listed in decreasing number of samples: effluent waste water, surface water, incoming waste water, stormwater, groundwater, drinking water, sediment, sludge and a landfill leachate. This report aims at giving a general description of the results and provides a discussion in relation to the questions shown above. EDTA and NTA were detected in most samples of incoming and outgoing municipal waste waters from muncipal waste water treatment plants (wwtp´s). DTPA was relatively commonly detected in those media, whereas 1,3-PDTA and ADA were detected only in a few of these samples. The concentrations of EDTA and NTA in incoming waste waters varied significantly among the different wwtp´s, with median levels of 47 μg/l (EDTA) and 93 μg/l (NTA). Concentrations of EDTA were generally similar in the incoming waste waters and effluents, indicating that EDTA is not ready biodegradable. In contrast, NTA levels in waste waters were on the average reduced ca five times in the wwtp´s, suggesting that biodegradation occurs. In order to assess whether outgoing municipal waste waters influence their recipients with regard to these chemicals, surface waters from recipients of 16 wwtp´s were analysed for these complexing agents. Concentrations of EDTA and NTA were generelly higher in the recipients than in local background sites. In these recipients, EDTA ranged from 1-100 μg/l and NTA from 0,1-10 μg/l. The remaining three chemicals studied were generelly not detected in these wwtp recipients. Very high EDTA levels, up to almost 10 mg/l, were detected in the effluents to a pulp and paper mill. Also the recipient to this point source contained high EDTA levels that progressively decreased as a result of dilution further downstream. Single spot samples of surface water were also taken in several other recipients to pulp and paper mills, but there was generally no pronounced influence of these industries. DTPA was, however, detected at elevated levels downstream two paper mills. EDTA and NTA were also detected in treated and untreated drinking water, in urban groundwater and in urban stormwaters. Roughly equal amounts of EDTA and DTPA are used in Sweden. The large difference regarding their environmental occurrence may be attributed to the much more disparate use of EDTA as compared to that of DTPA. The occurrence of complexing agents in wwtp´s and in surface waters is in agreement with the Swedish Exposure Indexes, that were calculated by the Swedish Chemicals Inspectorate and are intended to reflect the risk for diffuse emissions. The common occurrence of EDTA and NTA are matched by their high indexes; DTPA and 1,3-PDTA were detected less commonly, in agreement with their low indexes. The detected concentrations of complexing agents are not apparently toxic to aquatic ecosystems of the health. Indirect effects may nevertheless be caused by their strong ability to influence the bioavailability of both essential and toxic metals in the aquatic environments. When also considering that EDTA is environmentally persistent, the gener of EDTA and NTA in surface waters may still cause some concern.Förekomsten i miljön av komplexbildare inom gruppen aminopolykarboxylater har undersökts genom en screeningundersökning. De studerade föroreningarna är: EDTA NTA DTPA 1,3-PDTA ADA. Samtliga av dessa ämnen är starkt polära och vissa är också svårnedbrytbara i miljön. Uppdraget ingår i Naturvårdsverkets miljöövervakning men innefattar också deltagande av 13 länsstyrelser. Studien innefattar ett antal delprogram som alla är upprättade efter några huvudsakliga frågeställningar: Om dessa ämnen förekommer i sjöar och vattendrag I vilken mån ämnena sprids till och från kommunala reningsverk Om utsläpp från kommunala reningsverk påverkar halterna i recipienterna Om diffus spridning sker i urban miljö Om ämnena sprids till miljön från industriella punktkällor. Totalt omfattade undersökningen 149 prov, fördelat på följande matriser i avtagande omfattning: utgående avloppsvatten, ytvatten, inkommande avloppsvatten, dagvatten, grundvatten och dricksvatten, sediment, slam och lakvatten. Denna rapport syftar till att ge en allmän beskrivning av resultaten samt att presentera övergripande tolkningar. EDTA och NTA förekom allmänt i både inkommande och utgående avloppsvatten från kommunala reningsverk. DTPA detekterades i relativt många avloppsprov medan 1,3-PDTA och ADA endast påträffades i några få prov. Halterna av EDTA och NTA i inkommande avloppsvatten varierade påtagligt mellan reningsverken, med medianhalter på 47 μg/l (EDTA) och 93 μg/l (NTA). I utgående avloppsvatten var halterna av av EDTA i stort sett opåverkade medan halterna av NTA var i medeltal ca fem gånger lägre än i inkommande vatten. Detta illustrerar att EDTA är svårnedbrytbart, medan biologisk nedbrytning av NTA sker i reningsverk. För att studera om utgående avloppsvatten påverkar förekomsten av dessa ämnen i recipienterna provtogs ytvatten från recipienterna till sexton reningsverk. Som grupp betraktat var halterna av EDTA och NTA betydligt högre i dessa recipienter än i lokala bakgrundslokaler. För EDTA är uppmätta halter mellan ca 1-100 μg/l, och för NTA ca 0,1-10 μg/l. Övriga studerade ämnen kunde generellt inte detekteras i reningsverkens recipienter. Förekomsten av dessa ämnen undersöktes också i utgående industriellt avloppsvatten samt i recipienter till ett pappersbruk. Mycket höga halter av EDTA uppmättes i detta industriella avloppsvatten. I den å som utgjorde recipient var halterna som mest ca 900 μg/l, för att successivt avta pga utspädning längre ned i sjösystemet. Enstaka stickprov togs också på ytvatten nedanför andra industriella punktkällor, men någon tydlig påverkan på förekomsten av komplexbildare kunde sällan påvisas. Utanför två pappersbruk påvisades dock DTPA i förhöjda halter. EDTA och NTA påträffades också i drickvatten, i urbana grundvatten och i urbana dagvatten. Halterna var i huvudsak i storleksordningen 1 μg/l. Mängderna av EDTA och DTPA som används i Sverige är ungefär lika stora. Att deras förekomst i miljön skiljer sig så mycket beror troligen på att DTPA i stort sett bara används inom papperindustrin, medan EDTA har en bredare användning. Förekomsten i reningverk och i vattenmiljön stämmer relativt väl överens med det exponeringsindex som Kemikalieinspektionen presenterat, och som bygger på förutsedd risk för spridning. EDTA och NTA har höga index och förekom också i höga halter och påträffades i många prov. DTPA och 1,3-PDTA har relativt låga index och påträffades mer sporadiskt, DTPA var dock mer vanligt än 1,3-PDTA. De uppmätta ytvattenhalterna av dessa komplexbildare förefaller inte vara direkt toxiska för ekosystem eller hälsa. Dessa ämnen kan dock ge en indirekt påverkan genom sin för förmåga av komplexbilda både essentiella och toxiska metaller. Betydelsen av denna effekt har inte kunnat bedömas i föreliggande rapport. I kombination med det faktum att EDTA och NTA förekommer i nästan alla ytvattenprov som analyserats och att EDTA är svårnedbrytbar, kan det ändå finnas anledning till att uppmärksamma EDTA och NTA

Sammanställning och utvärdering av den terrestra miljögiftsövervakningen

De terrestra ekosystemen utgör knappt 90% av Sveriges yta. Borträknat bebyggda områdenkan de indelas i skog, fjäll, myr, jordbruksområden och gräsbevuxna hedområden (SCB, 2007). Dessa ekosystem exponeras för metaller och organiska föroreningar främst via storskalig spridning i atmosfären. Den storskaliga belastningen av metaller såsom bly, kadmium och kvicksilver har i Skandinavien minskat markant sedan 1970-talet (t.ex. Rühling, 2006), men halterna i skogs- och jordbruksmark är alltjämt förhöjda. Detta har bl.a. bidragit till att svenskarnas intag av kadmium från spannmål och potatis bedöms vara för högt (KemI, 2011). De terrestra ekosystemen har även belastats av många organiska föroreningar under lång tid. Typiska organiska föroreningar som via atmosfären kan spridas till avlägsna bakgrundsområden än klorerade bekämpningsmedel såsom DDT, HCH och klordan, klorerade tekniska kemikalier såsom PCB samt förbränningsprodukter som PAH och polyklorerade dioxiner och furaner. Även om man genom internationella överenskommelser sökt minska spridningen av många av dessa ämnen, t.ex. via UNEPs Stockholmskonvention, påträffas alltjämt nya exempel på organiska ämnen som via atmosfären belastar de terrestra ekosystemen. Här kan nämnas flera typer av bromerade flamskyddsmedel, perfluorerade ämnen och klorparaffiner. Den mest välkända effekten av organiska miljögifter på terrester Nordisk biota är kanske äggskalsförtunningen hos många rovfåglar, vilket relaterats främst till DDT/DDE (t.ex. Gjershaug m.fl., 2008). I Sverige började man tidigt att övervaka miljögiftsituationen i landmiljön genom Programmet för övervakning av miljökvalitet (PMK). Mätningarna i biota syftade främst till att beskriva förändringar över tid, samt geografiska haltvariationer. Därutöver har nedfallet av tungmetaller följts genom undersökningar av landmossor (Rühling, 2006) och atmosfäriskt nedfall (t.ex. Kindbom m.fl., 2001). I huvudsak var mätningarna i biota inriktade mot metaller, även om en del organiska föroreningar också analyserades. Syftet med denna rapport är att sammanställa och utvärdera främst svensk, men även internationell miljögiftsövervakning av landlevande biota. Rapporten ska ligga som underlag för framtagande av förslag till ett nytt nationellt övervakningsprogram för miljögifter i landlevande biota. Förslag till reviderat program presenteras i en separat rapport (WSP 2011)

Miljöövervakning av miljögifter i urbana områden -sammanställning och analys

Data från Naturvårdsverkets program för screening av miljögifter har inventerats och utvärderats i syfte att belysa miljögifter i urbana områden. Utvärderingen görs för slam från kommunala reningsverk och för prov från urban yttre miljö (luft, sediment, ytvatten, biota och jord). Det övergripande syftet är att undersöka om det är möjligt att förutsäga vilka kemikalier som kan förekomma i förhöjda halter i tätorter, baserat på kunskap om deras användning och deras egenskaper. Hypotesen är att många kemikalier sprids diffust från de varor och material som förekommer i tätorter, och att denna spridning påverkar halterna i den urbana miljön. I slam har ca 240 av ca 310 undersökta ämnen påträffats. I yttre miljö har 44 av ungefär 110 undersökta ämnen påträffats i halter som är högre än i bakgrundsområden. De ämnen som identifierats är i hög grad sådana ämnen som förekommer i varor och material. Kemikalieinspektionen (2005) har med ett s.k. exponeringsindex skattat potentialen för diffus spridning för de ämnen som är registrerade i produktregistret. Denna utvärdering visar att det finns ett samband mellan dessa exponeringindex och de halter som uppmätts i sediment och slam, även om osäkerheten för enskilda ämnen är stor. Utvärderingen visar också att de ämnen som påträffas i höga halter i slam oftast också är förhöjda i den urbana yttre miljön samt att de ämnen som inte eller bara sällsynt påträffas i slam endast i ett fåtalfall visar en urban miljöpåverkan (3 av 25 ämnen). Sammantaget styrker dessa observationer hypotesen att diffus spridning är en viktig process som påverkar både slamkvaliteten och den yttre miljön i tätorter. Baserat på ovanstående slutsatser föreslår vi att kemikaliers förekomst i slam kan användas för att identifiera ämnen som torde uppträda i förhöjda halter i tätorter. Utifrån de slamdata som här utvärderats kan vi identifiera t.ex. klorparaffiner, organiska fosforföreningar, siloxaner och pentabromerade difenyletrar, ämnen för vilka ytterligare screeningar krävs. Flera nationella och internationella undersökningar visar att dessa ämnen är starkt förhöjda i tätortsmiljön, vilket kan ses som en validering av den föreslagna metoden. I rapporten diskuteras också behovet av en regelbunden miljögiftsövervakning i tätorter

Screening av organiska föroreningar i slambehandlad åkermark

Spridning av organiska miljögifter i åkermark från användning av slam från reningsverk somgödningsmedel har studerats i en screeningstudie åt Naturvårdsverket. Huvudsakliga syftet med utredningen är att: - Insamla miljödata på organiska föroreningar i jord och biota från åkermark gödslad med slam från reningsverk. - Utvärdera uppmätta halter av organiska föroreningar mot tidigare resultat och modelluppskattningar. Studien utgörs av ett nationellt program med totalt 48 prover. Prover insamlades från två fältförsök i Skåne: Igelösa och Petersborg, och två privata fält, Taxinge och ”Sörmland”. Huvudsaklig matris var jord (n=42), men även prover av slam (n=2), gröda (n=3) och mask (n=1) har ingått i studien. Undersökningen visar att PFOS, PBDE (47, 99, 100 and 209), galaxolid, tonalid och DEHP anrikas i jord behandlad med slam. Det finns även enstaka indikationer på att halter av DIDP, nonylfenol och TCPP kan öka, men dessa observationer är osäkra eftersom de inte är vanligt förekommande. Jämförelse mellan modellberäkningar och fältdata visar på bra överensstämmelse när det gäller PFOS och BDE-209 d.v.s. dessa ämnen ackumuleras i jorden över tid vid upprepad slambehandling. De ämnen som generellt inte detekteras, alkylfenoler, dibutylftalat och LAS, stämmer också bra överens med tidigare uppskattningar och mätresultat. I kärnor från höstvete provtaget vid Petersborg detekterades ingen av de analyserade organiska ämnena. Resultatet stödjer tidigare modellberäkningar och upptagsstudier: ackumulationen av många organiska ämnen från jord till gröda är begränsad. I mask från Taxingefältet påträffades PFOS och PBDE (47, 99 och 100) i detekterbara halter, vilket visar att dessa ämnen kan bioackumuleras i biota. Beräknade bioackumulationsfaktorer (BSAF) från jord till biota ligger i linje med tidigare resultat. Riskkarakteriseringen för jordekosystem och människor exponerade via intag av grödor visar att halter i jord efter lång tids gödsling med slam inte utgör en riskAn environmental screening study was performed on organic pollutants in arable land where municipal sewage sludge is used as fertiliser. The study is part of the national environmental monitoring program run by the Swedish EPA. The major goals of the study were to: q Provide data on environmental levels of organic contaminants in soil and biota from arable land amended with sewage sludge. q Evaluate measured field levels of organic contaminants against previous results and model predictions. The study consists of a national program with a total of 48 samples. Samples were collected from two experimental arable fields in Skåne: Igelösa and Petersborg, and two private farm fields, Taxinge and “Sörmland”. The three first fields represent long time sewage sludge addition and the last field a first time sludge addition. Major matrix was soil (n=42), but also samples of sewage sludge (n=2), crops (n=3) and earthworms (n=1) were studied. The following substance groups were studied in all matrices except of earthworms; phthalates, LAS, alkylphenols, antibacterial substances (triclosan, triclocarban), musk compounds, organophosphates, perfluoroalkyls (PFOS, PFOA) and brominated flame retardants (PBDE). Musk compounds, perfluoroalkyls and brominated flame retardants were studied in earthworms. The study shows that PFOS, PBDE (47, 99, 100 and 209), galaxolide, tonalide and DEHP are enriched in sludge amended soils, as compared to control soils. There are also single indications that concentrations of DIDP, nonylphenol and TCPP may increase, but these observations are uncertain as they are not generally observed. The results indicate that the concentrations of certain contaminants increase with increasing sludge addition rate and that the impact primarily, but not exclusively, is in the upper most soil layers (0-0,3 m). Simple mass balance demonstrates that single additions of sludge will for many substances result in soil concentrations so low (sub μg/kg dw) that they cannot be detected at the analytical reporting limits used. When comparing model predictions with the present field data, PFOS and BDE-209 behaves as expected, i.e. they accumulate in soil upon repeated applications of sludge over time. The general non-detects of alkylphenols, dibutylphthalate and LAS are also in agreement with predictions and earlier findings. The non-detects of organophosphates is difficult to evaluate because of relatively high analytical reporting limits compared to maximum expected levels. The general presence of galaxolide in the present sludge amended soils is however in contrast to model predictions. At three sites, galaxolide is enriched in amended soils relative to control fields. Whether galaxolide accumulates or not, following repeated applications, cannot be assessed from this data due to contradictory results. Earlier model predictions and degradation studies do, however, suggest that galaxolide should not accumulate but persist for about one year

Användning och spridning av växtskyddsmedel vid golfbanor

Användningen av kemiska växtskyddsmedel vid golfbanor i Sverige har inventerats, i syfte att kunna värdera betydelsen av golfbanor för spridning av växtskyddsmedel till miljön. Uppgifter om använda preparat, doser, mängder och tider för användning samt eventuella mätprogram har samlats in genom kontakt med 27 tillsynsmyndigheter (kommuner) och åtta s.k. greenkeepers på golfbanor. I de undersökta kommunerna finns 117 golfbanor, vilket nästan är en fjärdedel av Sveriges golfbanor. Användning av kemiska växtskyddsmedel har anmälts vid 62 av dessa. Tio olika preparat förekommer och vanligast är fungicider följt av herbicider. Vi har inte fått in några uppgifter om faktisk användning av insekticider, trots att de i vissa fall anmälts. De mest frekvent använda preparaten är fungiciderna Chipco Green 75 WG och Baycore 25 WP samt herbiciden Starane 180, vars verksamma substanser är iprodion, bitertanol respektive fluroxipyr. Dessa preparat var anmälda för användning hos ca 30 % av undersökta golfbanorna. Registreringen av Chipco Green upphörde dock sista december 2007, men preparatet får användas till sista december 2009. De använda ämnena varierar stort i ekotoxicitet och persistens. Fungiciderna appliceras 1-3 gånger per år framförallt inom green och i stort sett över hela året, men främst höst och vinter. Herbiciden Starane används framförallt under sommaren inom fairway och ruff och appliceras 1-3 gånger på ett år, oftast med ett till några års mellanrum.Generellt överensstämmer den rapporterade användningen med de rekommenderade doserna, och är något högre än för motsvarande ämnen inom jordbruket. Utifrån insamlade data har vi skattat total användning av fungicider på golfbanor i Sverige till några hundra kg per år. Användningen av fungicider för jordbruksgrödor var totalt 170 ton år 2005/2006. Herbicider används på större områden inom golfbanorna och den skattade totala användningen på golfbanor i Sverige är några tusen kg per år. Användningen av herbicider för jordbruksgrödor var totalt 626 ton år 2005/2006. Endast i några enstaka fall har miljökontroll av ytvatten eller dräneringsvatten genomförts. I tre fall har växtskyddsmedel förekommit i detekterbara halter. Studier i andra länder visar också att växtskyddsmedel kan spridas från golfbanor, men det förefaller sällan orsaka en omfattande omgivningspåverkan. Rapporten innehåller några förslag till hur mätning av spridning till omgivningar skulle kunna genomföras