De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De toxiciteit van metalen in sedimenten: belang van sulfides AVS: M. Vangheluwe 1, F. Verdonck 1 en W. De Cooman 6 Narijping: M. Vangheluwe 1, P. Seuntjens.

Verwante presentaties


Presentatie over: "De toxiciteit van metalen in sedimenten: belang van sulfides AVS: M. Vangheluwe 1, F. Verdonck 1 en W. De Cooman 6 Narijping: M. Vangheluwe 1, P. Seuntjens."— Transcript van de presentatie:

1 De toxiciteit van metalen in sedimenten: belang van sulfides AVS: M. Vangheluwe 1, F. Verdonck 1 en W. De Cooman 6 Narijping: M. Vangheluwe 1, P. Seuntjens 2, A. De Vocht 3, F. Goeteyn 4, V. Vanweesenbeeck 5 Studiedag Zware metalen in het leefmilieu: nieuwe inzichten, nieuwe wetten EURAS 2 VITO 3 LUC 4 ECCA 5 Aminal Water 6 VMM

2  Algemene situering: –Sediment kwaliteit –Triade methodologie Overzicht van de presentatie  Belang van sulfiden –SEM-AVS concept –Situatie in Vlaanderen  Omvorming waterbodem naar landbodem –Processen –Effect op AVS en biobeschikbaarheid/mobiliteit metalen

3 Atmosferische Depositie Gezuiverde lozingen Erosie & Runoff Ongezuiverde lozingen RWZI Sediment kwaliteit Diffuse bronnen en puntbronnen Partitionering waterkolom naar waterbodem Waterbodem als reservoir voor verontreinigingen Inventarisatie waterbodemkwaliteit in Vlaanderen via de TRIADE methodologie

4 Ecotoxicologie Chemie Ecologie Stoffen Species Systemen TRIADE TRIADE concept

5 VMM waterbodemmeetnet CHEMIE Onbevaarbare waterlopen: 25 % slechte kwaliteit 19 % zeer slechte kwaliteit Bevaarbare waterlopen: 31 % slechte kwaliteit 41 % zeer slechte kwaliteit Ecotoxicologie Onbevaarbare waterlopen: 8 % slechte kwaliteit 17% zeer slechte kwaliteit Bevaarbare waterlopen: 20 % slechte kwaliteit 33 % zeer slechte kwaliteit Liggen metalen aan de oorsprong van de waargenomen effecten? Bron: VMM Waterbodemkwaliteit 2000

6 Liggen metalen aan de oorsprong van de effecten?: multivariate analyse Partial Least Squares Projections to Lantent Structures (PLS) Sediment contact test met Hyalella azteca (amfipode) Chemie (anorganische en organische parameters)

7 Resultaten PLS model EURAS R 2 Y = 0.47 Q 2 = 0.44 Beste correlatie met Apolaire Koolwaterstoffen) (APKWS)

8 Biobeschikbaarheid van metalen in sedimenten TOTAAL CONCENTRATIES (MONITORING DATA) SEDIMENT Totale Me-concentratie Non-sulfide bindende metalen K D, SS FYSISCH-CHEMISCHE SPECIATIE MODELLERING SEM, AVS Sulfide bindende metalen Toxiciteits modellen (Biotisch Ligand Model, Regressie Modellen,…) SEM, AVS/F OC SEM – AVS Me-fractie Organisch koolstof normalizatie Porie water Fe/Mn- (oxy)hydroxides Biogeochemische regios X 1, X 2, X n,… BIOBESCHIKBAARHEIDS MODELLERING Biobeschikbare metaal fractie

9 ΣSEM = SEM Cu + SEM Pb +SEM Cd + SEM Zn + SEM Ni (AVS affiniteit Cu >Pb>Cd>Zn>Ni) Excess SEM Pb = SEM Pb – (AVStotal - SEM Cu )potentieel biobeschikbaar AVS (Acid Volatile Sulfides, zuurvluchtige sulfiden) ) SEM (Simultaan geëxtraheerde metalen) + 1M HCl extractie Biobeschikbaarheid sediment: SEM-AVS concept Water fase Verschillende metaal species Me 2+ Sedimentfase Oxische laag Anoxische laag Me 2+ MeS Metaal gebonden aan mineraal fractie

10 ( Hansen et al, 1996)

11 AVS concentraties in Vlaanderen  SEM-AVS data beschikbaar voor 200 sedimenten ( data)  Database van bevaarbare (n = 64) en niet bevaarbare waterlopen (n = 136)  Sedimenten weerspiegelen gradient in contaminatie en korrelgrootte

12 Resultaten Lagere AVS concentraties worden meer terug gevonden in onbevaarbare rivieren AVS concentraties: 0.77 µmol/g (10P) 8.8 µmol/g (median), 81.5 µmol/g (90P). Bevaarbare rivieren hebben meestal een hogere SEM concentratie bvb SEM Pb levels: 0.12µmol/g (median), 0.46 µmol/g (90P): mg/kg DW

13 Data treatment SEM (µmol/g dw) Probability AVS (µmol/g dw) 0 Probability of exceedance (%) 0 (SEM-AVS) Monte Carlo (M.C.) analysis (2,000 iterations) 2) 1) 0 Probability of exceedance (%) 0 (SEM-AVS) Coupled measured data (10,5) (1,10) (20,70) (SEM, AVS)

14 SEM-AVS gehaltes in Vlaanderen Bron: Vangheluwe et al, 2003 Ni, Zn: % gebonden Cu, Cd, Pb: % gebonden

15 Narijping? Totaal concentraties zijn geen weerspiegeling van het echte risico. Risico is gerelateerd aan biobeschikbare fractie Verandering van fysico-chemische omstandigheden kan aanleiding geven tot verandering in biobeschikbaarheid Sediment ecosysteem is verschillend van terrestrisch ecosysteem (andere soorten, verschillende gevoeligheden)

16 Rijpingsprocessen Consolidatie Chemische rijping Sedimentatie en consolidatie: bezinking, toename dichtheid door uitstroming water Fysiche rijping: onverzadigde waterstroming afname vochtgehalte, aëratie Chemische rijping: verandering in redox, pH shifts degradatie etc. Fysische rijping

17 Chemische rijping  Organische verbindingen: natuurlijke afbraak belangrijkste verdwijningsproces Directe toepassing is landfarming  Metalen: geen afbraak maar wel verandering in biobeschikbaarheid Belangrijkste processen zijn: Verandering in redoxpotentiaal Oxidatie zuur vluchtige sulfiden pH daling in ongebufferde sedimenten Bodemverouderingsprocessen

18 Oxidatie AVS Oxidatie S 2- SO 4 2- Remobilisatie metalen? + CaCO 3 = CaSO 4 + H 2 O + CO 2 pH daling afhankelijk van bufferend vermogen H 2 SO 4

19 Gevalstudie AMINAL water: oeverstudie P. Seuntjens, C. Cornelis, R. Weltens, J. Bronders, K. Tirez M. Vangheluwe, K. Lock, C. Janssen C. Vanderstricht A. De Vocht, A. Ruttens, J. Vangronsveld F. Goeteyn, F. Benijts

20

21 Diepteloop: 18/12/2002Diepteloop: 25/02/2003 Rijping

22 Verandering in redox potentiaal Krimpscheuren Bron: Aminal water, 2004/IMS/R/108

23 Het SEM-AVS verhaal

24 SEM-AVS zwak gebufferd sediment Beschikbaarheid (CaCl 2 ) pH SO 4 2-

25 SEM-AVS>0: Diepteloop Beschikbaarheid (CaCl 2 )

26 Ecotoxicologische evaluatie Invertebraat testen acute mortaliteitstest (14d) met de potworm (Enchytraeus albidus) Fytotoxiciteitstesten Boon (Phaseolus vulgaris) Groei Stress-enzymen Bio-accumulatie metalen Boon (Phaseolus vulgaris)

27 Windgatbeek

28 Appeldonkbeek AVS oxidatie Secundaire effecten

29 Diepteloop

30 Conclusies  Fysisch-chemische veranderingen (AVS oxidatie, pH daling,…) kunnen leiden tot een remobilisatie van metalen op middellange termijn met eventueel een verhoogde toxiciteit tot gevolg.  Secundaire processen (incorporatie in mineralen, binding aan ijzeroxides etc.) verminderen de mobilisatie op langere termijn.  AVS concept is bewezen voor divalente metalen en AVS is een belangrijke parameter die de biobeschikbaarheid verlaagt van metalen in Vlaamse waterbodems.

31 Verdere verfijning  Organismen nemen ook sedimenten op via ingestie. Nood aan verder onderzoek inzake de eventuele remobilisatie van AVS gebonden metalen na ingestie  Ontwikkeling sediment BLM  AVS concentraties variëren in de diepte. Nood aan aangepaste bemonsteringstrategie gefocuseerd op bovenste centimeters van de waterbodem.

32 EURAS Take a calculated risk  Rijvisschestraat 118, Box 3, 9052 Gent, Belgium  Tel.: +32 (9) Fax: +32 (9) 


Download ppt "De toxiciteit van metalen in sedimenten: belang van sulfides AVS: M. Vangheluwe 1, F. Verdonck 1 en W. De Cooman 6 Narijping: M. Vangheluwe 1, P. Seuntjens."

Verwante presentaties


Ads door Google