Kartlegger hydrokarboner i havbunnen

Untitled-1.png

Multicorer senkes ned for å hente sedimentprøver. Foto: Lilja R. Bjarnadóttir (NGU)

Analyser av sediment fra havbunnen utenfor Norge viser at den naturlige mengden hydrokarboner fra tiden før den industrielle revolusjon er annerledes enn tidligere antatt. Resultatet kan føre til endring i grenseverdiene som avgjør om det er menneskeskapt forurensing på havbunnen.

Ca. 0,5 meter lange prøver av vanlig silt og leire fra havbunnen kan fortelle mye. For eksempel hvor mye hydrokarboner som er naturlig i et område. Hydrokarboner utgjør hovedbestanddelene i olje, men de finnes også naturlig i små mengder i sedimentene på havbunnen.

– Disse små naturlige mengdene utgjør det vi kaller naturlig bakgrunnsnivå. Dersom vi finner mer hydrokarboner enn det som utgjør bakgrunnsnivået, tyder det på menneskeskapt forurensning i området, forklarer HI-kjemiker Stepan Boitsov.

Det finnes mange typer hydrokarboner, men de som kanskje er viktigst for miljøstudier er PAH (se faktaboks). Når forskerne studerer PAH i sedimentkjerner, ser de ofte lave, stabile nivåer i den nederste delen av kjernene – det er denne delen som er eldst, gjerne flere hundre år gammel. Mengdene som finnes her, blir regnet som det naturlige bakgrunnsnivået.

– I den øverste delen av kjernene finner vi ofte økte nivåer av de samme stoffene. Dette knyttes til menneskelig aktivitet, sier Boitsov.

Slik kan en sedimentkjerne se ut når den er tatt opp fra havbunnen. Kjernene snittes i 1 cm tykke prøver som analyseres etter toktet.

Avdekker forurensing

Kunnskapen om naturlige bakgrunnsnivåer hjelper forskerne med å avdekke forurensing.

– Gjennom Mareano-kartleggingen har vi fått meget detaljert kunnskap om disse nivåene for havbunnen fra Møre til Svalbard, sier Boitsov.

Resultatene er nylig publisert i tidsskriftet Chemosphere, i en artikkel skrevet av forskere fra HI og NGU.

Forenkler overvåking

– For områder hvor vi har dokumentert bakgrunnsnivåer av PAH gjennom sedimentkjerner, trengs det nå bare prøver av overflatesedimentene for å vurdere dagens miljøtilstand på havbunnen, forklarer Boitsov. 

Å hente prøver av overflatesedimenter er enklere enn å hente sedimentkjerner, i tillegg er det både raskere og billigere å analysere.

Dette redskapet er laget spesielt for å ta sedimentprøver. På bildet er sedimentprøvene, som er inne i de lange rørene, akkurat tatt opp på dekk, og Stepan Boitsov er i gang med å registrere de. Foto: Mareano

OSPAR sine grenseverdier er trolig for høye

– Arbeidet vårt kan også føre til at tidligere råd fra den internasjonale OSPAR-kommisjonen blir erstattet, sier Boitsov.

For å kunne vurdere miljøtilstanden i havet, har den internasjonale miljøorganisasjonen OSPAR (the Oslo-Paris Commission) tidligere utarbeidet grenseverdier for flere miljøgifter, inkludert enkelte hydrokarboner, i sedimenter og i dyreliv. Verdiene gjelder for hele «OSPAR-området», dvs. Nordøst-Atlanteren, og baseres på bakgrunnskonsentrasjoner (background concentrations, BC) av de naturlig forekommende miljøgiftene.

– OSPAR har definert bakgrunnskonsentrasjonene som konsentrasjonene som en kunne forvente å finne dersom det ikke var industriell utvikling i verden. De nye Mareano-resultatene tyder på at bakgrunnskonsentrasjonene av enkelte PAH i Norskehavet og Barentshavet ofte er mye lavere enn det OSPAR har lagt til grunn i sine råd. Dette gjelder et svært område (vist som Area 1 på kartet), som utgjør en betydelig del av Nordøst-Atlanteren, sier Boitsov.

– Det internasjonale havforskningsrådet, ICES, har bestemt å anbefale at arbeidet vårt blir brukt til å revidere eksisterende grenseverdier for hydrokarboner hos OSPAR.

Kartet viser områdene hvor bakgrunnsnivåer av PAH ble undersøkt. Historiske iskanter er også vist.

Isen frakter miljøgifter

Det er også funnet to områder i Barentshavet og i havet rundt Svalbard som skiller seg fra resten av det undersøkte havområdet på grunn av spesielle miljøforhold.

– Vi ser en viss opphoping av PAH i området i Barentshavet der issmeltingssonen ligger, altså området der iskanten beveger seg nordover og sørover hhv. sommeren og vinteren, sier Boitsov. Dette er vist som Area 2 på kartet.

Disse naturlige tilførslene kommer fra forskjellige steder i polare områder og kan fanges opp og fraktes med isen. Etter hvert havner isen i Barentshavet, og hydrokarbonene inne i isen synker til bunn ofte bundet til partikler, og havner i sedimentene når isen smelter.

– Dette gjør at det er litt høyere bakgrunnsnivåer her enn i andre deler av de undersøkte områdene. Nivåene kan også bli påvirket av klimaendringene når iskanten flytter lenger og lenger nord, forklarer forskeren. Kartet viser historiske iskanter fra forskjellige tider de siste 200 årene.

Ved Svalbard er det naturlig høye nivåer av PAH i de marine sedimentene på grunn av store forekomster av kull.

– Når kullet vaskes ut i havet som et resultat av erosjon, blandes det med sedimentene. Dermed får de store mengder hydrokarboner i seg uten at dette er knyttet til menneskelig påvirkning, avslutter Stepan Boitsov.

Referanse til ny artikkel:

Boitsov, S., Klungsøyr, J., Jensen, H.K.B., 2020. Background concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in deep core sediments from the Norwegian Sea and the Barents Sea: a proposed update of the OSPAR Commission background values for these sea areas. Chemosphere 251, 126344.