Dioxinkontaminering i Gävleborgs län : Utbredning, orsaker och åtgärdsanalys | Dioxin contamination i Gävleborg County : Distribution, causes and analysis of measures

Detta examensarbete syftade till att ta fram ett underlag för en regional åtgärdsplan avseende dibenso-p-dioxiner och dibensofuraner, gemensamt benämnda som PCDD/F eller dioxiner, i Gävleborgs län. Länet har historiskt varit ett av de mest utsatta områdena i Sverige beträffande dessa föroreningar och höga koncentrationer i bland annat strömming har medfört att denna inte får saluföras i övriga EU.   I arbetet har resultaten från den rådande forskningen på området studerats för att få kunskap om nuvarande källor och möjliga förklaringar till de fortsatt förhöjda koncentrationerna av dioxiner. Därefter har data från tidigare undersökningar av dioxinkoncentrationer i Gävleborgs län samlats in, sammanställts och använts för att studera hur koncentrationerna varierar geografiskt inom länet. Principalkomponentanalys (PCA) av specifika dioxinkongeners koncentrationer har sedan använts för att försöka identifiera verksamhetstyper som potentiellt kan ha bidragit till föroreningarna på olika platser - en analys som dock är behäftad med stora osäkerheter. De insamlade provresultaten har även använts för att genom massbalansmodellering undersöka återhämtningen i två känt förorenade fjärdar i länet; Norrsundet och Gårdsfjärden. Utifrån resultaten av ovanstående analyser diskuterades även nyttan av att genomföra eventuella åtgärder för att reducera halterna i kraftigt förorenade områden.   Proverna som sammanställts visade klara geografiska skillnader i sedimentkoncentration, och till viss del även i koncentration i muskel från abborre, vilket visar på en stark betydelse av lokala källor i vissa områden. Bland strömmingsproverna kunde inget liknande samband ses. Detta kan förklaras av att det migrerande beteendet hos strömming gör att fisken under sin livstid exponeras för varierande föroreningsnivåer i olika områden, medan abborren är mer stationär även som vuxen. Principalkomponentanalysen gav, för vissa prover, indikationer kring vilken typ av verksamhet som bidragit till de uppmätta koncentrationerna. Dessa resultat är dock mycket osäkra och bör inte på egen hand användas som underlag för att fastställa föroreningskällor. Massbalansmodelleringen visade att PCDD/F-koncentrationen i sediment inte har någon betydelse för koncentrationen i vattenmassan utan att inflödet från omgivande hav dominerar även i avgränsade fjärdar. De modellerade jämviktskoncentrationerna mellan sediment och vattenmassa indikerade även att koncentrationerna i sediment kommer fortsätta överskrida somliga gränsvärden tills koncentrationen i vattenmassan reducerats, vilket även stöds av att dessa gränsvärden överskreds i majoriteten av de sammanställda proverna.   Baserat på samtliga ovannämnda resultat drogs slutsatsen att lokala saneringsåtgärder sannolikt inte ger någon effekt på PCDD/F-koncentrationerna i strömming, samt att de inte är tillräckliga för att erhålla sedimentkoncentrationer under samtliga gränsvärden. De kan däremot effektivt minska den exponering som mer stationära organismer som abborre utsätts för i områden med kraftigt förorenade sediment, och kan även ha positiva effekter på förekomsten av andra miljöfarliga ämnen i området. För- och nackdelar måste således övervägas i varje enskilt fall.

The aim of this Master’s Thesis was to provide a basis for a regional plan of action regarding dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans, commonly referred to as PCDD/F or dioxins, in Gävle-borg County. This region has historically been one of the Swedish areas most affected by these pollutants, and high concentrations in for example Atlantic herring (Clupea harengus) have resulted in restrictions where some fish species cannot be sold in other EU countries.   In this work, results of current research on the subject were studied in order to gain knowledge about current sources and possible explanations to the continued high concentrations of dioxins. Thereafter, data from earlier investigations of dioxin levels in Gävleborg County have been gathered, compiled and used to study the regional geographic variation of the concentrations. Principal component analysis (PCA) was then used on the concentrations of specific congeners in an attempt to identify source types that might have contributed to the contamination in various sites; this analysis is however marred by uncertainties. The gathered data have also been used to investigate the recovery in two bays with known contaminations, Norrsundet and Gårdsfjärden, using mass balance modelling. The benefits of implementing measures to reduce the PCDD/F-concentrations in highly polluted areas were then discussed based on the results of the above-mentioned analyses.   The measured sediment concentrations, and partly also the concentrations in European perch (Perca fluviatilis), of the compiled samples showed distinct geographic differences, which indicates a strong influence from local sources in some areas. Among the herring samples, no such connection could be seen. This could be explained by the migrating behaviour of adult herring, resulting in an exposure to various levels of contamination in different areas as they migrate, while adult perch has a more stationary behaviour. For some samples, the principal component analysis gave indications on source types that might have contributed to the local contamination levels. These results are however very uncertain and they should not be used as the sole basis when determining emission sources. The mass balance modelling showed that the PCDD/F-concentrations in sediments have no influence on the concentrations in the water body; the inflow from the surrounding sea is predominant also in enclosed bays. The modelled equilibrium concentrations between sediments and water body also indicated that the sediment concentrations will continue to exceed the guideline values until the water concentrations have decreased. This is also supported by the fact that the majority of the samples showed concentrations exceeding these guideline values.   Based on all of the abovementioned results it was concluded that local remediation measures would most likely not affect the PCDD/F-concentrations in herring. It was also concluded that such measures would not suffice to obtain sediment concentrations that fall below all guideline values. They can however be used to lessen the exposure that stationary organisms are subjected to in areas with highly contaminated sediments, and can also have positive effects on the levels of other hazardous substances in the area. Thus, the benefits and disadvantages need to be considered in each specific case.