Beräkning av tröskelvärde med hänsyn till anslutet akvatiskt ekosystem

För att skydda en ytvattenförekomst mot föroreningar från grundvattnet föreslår SGU att ett tröskelvärde för grundvattenförekomsten beräknas enligt en metod som baseras på Naturvårdsverkets metod för beräkning av föroreningsspridning från förorenade områden. Metoden har även använts för beräkning av riktvärden för grundvatten för petroleumkolväten (SPI:s rapport Rekommendationer för efterbehandling av bensinstationer) och högfluorerande ämnen (SGI:s rapport Preliminära riktvärden för PFAS i mark och grundvatten).

Beräkning av tröskelvärde för grundvatten med avseende på skydd av miljön i en ytvattenförekomst utgår från att halten i ytvattnet efter utspädning inte ska överstiga de kriterier (MKN) som gäller för ytvattenförekomsten. Den maximala halt som kan finnas i grundvattnet C_gv (mg/l) utan att den acceptabla halten i ytvattnet C_yv-krit (mg/l), det vill säga ytvattenkriteriet, överskrids kan förenklat beräknas enligt följande:

där utspädningsfaktorn UF_gv-ytv mellan grundvatten och ytvatten kan beräknas som kvoten av det utströmmande grundvattenflödet (Q_gv) beräknat i (m³/år) och vattenföringen (m³/år) i ett rinnande vattendrag (ekvation 2) eller sjöar (ekvation 3).

För utflöden från sjöar kan flödet Q_yv beräknas utifrån sjöns volym och omsättningshastighet enligt:

där:

V_sjö är sjöns volym (m³)

T_sjö är sjöns omsättningstid (år)

Sjöns volym motsvarar i de flesta fall hela ytvattenförekomstens volym, men det kan finnas anledning att välja en mindre volym om påverkan är väldigt lokal. Det kan till exempel gälla strandzonen eller ett utflöde av grundvatten i ett Natura 2000-område. Uppgifter om sjöns totala volym finns på SMHI:s vattenwebb under sjöregistret. 

Storleken på det utströmmande grundvattenflödet (Q_gv i ekvation 2) uppskattas med hjälp av något av de tre alternativ som anges i nästa avsnitt. Vilket alternativ som är lämpligast avgörs utifrån förhållandena på platsen och vilken information som finns tillgänglig om grundvattenförekomsten.

Alternativ 1. Uppskattning av grundvattenutflödet genom mätningar i ytvattnet

I de fall ett rinnande ytvattendrag korsar eller tangerar ett grundvattenmagasin kan utbytet mellan grundvattnet och ytvattnet uppskattas genom mätning av skillnader i flödesmängd i punkter nedströms (Q_yv-nedstr) respektive uppströms (Q_yv-uppstr) kontaktpunkten. Grundvattenflödet ska anges i enheten m³/år och beräknas enligt formeln:

där Q_gv (m³/år) representerar flödet av utströmmande grundvatten till ytvattendraget.

Uppmätta flöden bör representera årsmedelvärden eftersom stora variationer i flöden och nivåer kan innebära tidsmässiga variationer vad gäller vattendragens funktion. För en översiktlig bild av utbytet mellan grundvattnet och ytvattnet bör mätningarna åtminstone inkludera perioder med både höga flöden (höst och vår) respektive låga flöden (sommar och eventuellt vinter).

Alternativ 2. Uppskattning av grundvattenutflöde baserat på vattenbalansberäkningar

Grundvattenutflödet till en ytvattenförekomst kan bedömas med stöd av en enklare principiell vattenbalansmodell. För en del grundvattenförekomster kan det även finnas detaljerade och kalibrerade numeriska modeller som redovisar vattenbalansen. En enkel vattenbalansmodell innehåller en uppskattning av grundvattenbildningen för grundvattenförekomsten. Principen är att samma mängd grundvatten som flödar in i grundvattenförekomsten också kommer att flöda ut ur den. Utflödet kan ske i flera delar och fördelningen mellan olika platser måste undersökas och uppskattas utifrån förhållandena på den aktuella platsen. Om det finns stora grundvattenuttag bör dessa inkluderas i vattenbalansberäkningen. Mer om grundvattenbildning kan läsas i SGU:s rapport Grundvattenbildning och grundvattentillgångar i Sverige och rapporten Miljöövervakning grundvattennivåer framtagen av länsstyrelserna och vattenmyndigheterna. 

Alternativ 3. Uppskattning av grundvattenflöde med hjälp av Darcys lag

Flödesuppskattningen baseras på Darcys lag, och följer vedertagen metodik för beräkning av riktvärden i mark och grundvatten utarbetad av Naturvårdsverket (Riktvärden för förorenad mark, rapport 5976). Metoden användas och modifierades av SPI avseende petroleumkolväten, vilket finns beskrivet i rapporten Rekommendationer för efterbehandling av förorenade bensinstationer. Metoden har även använts och modifierats SGI avseende högfluorerade ämnen (PFAS) och det finns beskrivet i rapporten Preliminära riktvärden för PFAS i mark och vatten.

Det grundvattenflöde (m³/år) som strömmar ut från ett område (Q_gv i ekvation 2) beräknas enligt:

K är den hydrauliska konduktiviteten hos jorden (m/år)

i är den hydrauliska gradienten (m/m)

W är bredden på det område där utflöde sker (m)

d är djupet på den mättade zonen i jord (m)

För att sätta värden på parametrarna i ekvationen krävs en kartläggning av grundvattenförekomsten. Det kan också behövas hydrogeologiska undersökningar. Generell information om parametervärden att använda i ekvation 5 finns publicerade av Naturvårdsverkets rapport Metodik för inventering av förorenade områden. Information om hydraulisk konduktivitet för olika jordarter finns i rapporten Metodik för inventering av förorenade områden (utgiven av Naturvårdsverket) och i rapporten Jordars egenskaper som.

Rimlighetskontroll och justering av beräknat tröskelvärde

Den föreslagna metoden för att beräkna tröskelvärde grundar sig endast på utspädning. Andra viktiga processer som fastläggning och nedbrytning ingår inte. Det kan leda till att det framräknade tröskelvärdet blir för högt. Därför är det viktigt att göra en rimlighetsbedömning av tröskelvärdet.

Jämför det beräknade tröskelvärdet med bakgrundshalten för det aktuella ämnet. Många ämnen förekommer naturligt i miljön och även ämnen med antropogent ursprung kan komma från diffus spridning. Om det beräknade tröskelvärdet är lägre än bakgrundshalten för det aktuella ämnet ska tröskelvärdet justeras upp till en halt som motsvarar bakgrundshalten. Datasammanställningar med haltfördelningar för olika ämnen i grundvatten finns i SGU:s Bedömningsgrunder för grundvatten. När tröskelvärden ska fastställas ska det mest strikta värdet, baserat på skydd för grundvattenberoende ekosystem respektive dricksvattenanvändning, användas.

Beräkningen av tröskelvärdet bygger på ett antal antaganden, dessa listas nedan. Gå igenom alla antaganden och gör en bedömning om det är ett rimligt antagande i det specifika fallet. Om antagandena bedöms som orimliga i det specifika fallet kan en justering av tröskelvärdet göras. Följande antaganden ligger inbyggda i beräkningsmetoden:

• En fullständig omblandning av det förorenade grundvattnet antas ske i ytvattnet. Detta innebär att tröskelvärdesberäkningen kan ge missvisande resultat för stora ytvattenförekomster eftersom utspädningen blir stor, vilket leder till att tröskelvärdet blir högt. Naturvårdsverket anger, i sin rapport Metodik för inventering av förorenade områden, att metoden är giltig framför allt för mindre vattendrag (vattenflöde mellan 0,0001 och 5 m³/s) och sjöar (sjövolym <100 och >10⁸ m³; omsättningstid <0,001 och >10 år). När tröskelvärde beräknas för grundvattenberoende ekosystem med stor utspädning bör hänsyn därför tas till mängden av föroreningar som tillförs ytvattnet (enligt Naturvårdsverkets rapport Metodik för inventering av förorenade områden). Hänsyn bör även tas till att halterna av förorenade ämnen lokalt kan bli höga eftersom omblandningen inte sker momentant när grundvattnet rinner in i ytvattenförekomsten.
• Ingen hänsyn tas till andra källor än den aktuella grundvattenförekomsten vad gäller belastning av ytvattnet. Om ytvattenförekomsten redan är belastad av andra föroreningskällor bör hänsyn tas till vad en ökad belastning kan innebära.
• Fördröjning och nedbrytning av ämnet under transporten till ytvattnet beaktas inte. Därmed kan tröskelvärdet överskattas. 
• Ansamling av ämnen i sediment eller resuspension från sediment beaktas inte. Föroreningar som binds kraftigt till partiklar späds inte ut på samma sätt som vattenlösliga ämnen. De kan istället sedimentera och ansamlas vid utströmningspunkten. Exempel på sådana föroreningar kan vara PAH, PCB, dioxiner, kvicksilver och bly (enligt Naturvårdsverkets rapport Riktvärden för förorenad mark).
• Nedbrytning eller förångning av ämnet när det når ytvattnet beaktas inte. Därmed kan tröskelvärden för lättflyktiga ämnen överskattas.