Spredning av PFAS fra brannøvingsfelt i Longyearbyen

Abstract

Svalbard er en del av Arktis, og kan av den grunn bli sett på som et uberørt område der forurensning i stor grad skjer i form av langtransport. I Longyearbyen har det i nyere tid blitt sett nærmere på lokale kilder til forurensning, som blant annet utslipp av PFAS fra bruk av vannholdige filmdannende skum (AFFF) fra brannøvingsfelt (BØF). I denne studien blir det sett nærmere på spredning av 20 PFAS fra gamle og nye BØF, samt i lagunen som ligger i nærheten av flyplassen og gamle BØF i Longyearbyen. Denne oppgave fokuserer i hovedsak på spredning av PFAS i sediment og vann, men også en jordprøve fra kjerneområdet i gamle BØF er analysert. Hvilke type PFAS og konsentrasjonene som er funnet i de ulike prøvene fra de ulike områdene sammenlignes, og det blir sett nærmere på korrelasjonen mellom avstanden til kjerneområdet (gamle eller nye BØF) og konsentrasjonen av PFAS. I tillegg ble det tilsatt kaliumhydrogenftalat (KHP) i noen av sedimentprøvene, som sammenlignes med sedimentprøvene som ikke ble tilsatt KHP. Totalt ble det tatt fem sedimentprøver og 12 vannprøver fra sju ulike lokasjoner ved gamle BØF, i tillegg til en jordprøve fra kjerneområdet. Det ble tatt én sedimentprøve og to vannprøver i én lokasjon lagunen, og tre sedimentprøver og 8 vannprøver fra fire lokasjoner i områdene rundt nye BØF. Alle prøvene ble analysert ved hjelp av LC/MS-MS.

I områdene rundt gamle BØF ble det funnet konsentrasjoner av alle PFAS-forbindelsene bortsett fra PFTDA. I sediment og jord ble det funnet en gjennomsnittlig konsentrasjon av ΣPFAS på 54.83 ± 75.0941 ppb og 25.70 ± 31.0351 ppb i hhv. prøvene uten og med tilsatt KHP. Både for sediment med og uten tilsatt KHP var PFOS den PFAS-forbindelsen det ble funnet høyeste konsentrasjoner av. I vannprøvene var PFHxS var den vanligste forbindelsen, og gjennomsnittskonsentrasjonen av ΣPFAS var 11.17 ± 7.3414 ppb. Det ble funnet en positiv korrelasjon mellom avstanden til kjerneområdet og konsentrasjonen av PFAS.

I lagunen totalt 10 PFAS kvantifisert. Det ble funnet en konsentrasjon av ΣPFAS på hhv. 11.65 ppb og 6.747 ppb i hhv. sedimentprøven og vannprøven fra lagunen. I sediment var PFPeS dominerende, mens PFOS var den vanligste forbindelsen i vann.

I områdene rundt nye BØF ble det totalt funnet 11 PFAS. I sediment var gjennomsnittskonsentrasjonen av ΣPFAS hhv. 1.229 ± 0.8260 ppb og 0.7202 ± 0.7201 ppb i prøvene uten og med tilsatt KHP, mens den var 1.396 ± 1.1963 ppb i vannprøvene. Både i sedimentprøvene med og uten tilsatt KHP var PFPeS var den vanligste PFAS-forbindelsen, mens i vannprøvene var PFOA dominerende. Ved nye BØF ble det funnet en negativ korrelasjon mellom avstanden til kjerneområdet og konsentrasjonen av PFAS. Dette kan forklares med at prøvelokasjonene lengst unna nye BØF kan være preget av spredning fra gamle BØF, da disse lokasjonene ligger nærmere gamle BØF som er betydelig mer preget av PFAS-forurensning enn nye BØF.

Resultatene fra denne oppgaven viser at valg av lokasjon for prøvetaking, og ikke minst hvor mange prøver som blir tatt er viktig. Det er også viktig å se på når prøvetakingen blir utført fordi konsentrasjonene kan variere stort med årstidene, da spesielt med tanke på smelteperioden hvor forurensninger har akkumulert på snø- og isoverflatene over den lange vinterperioden. Flere undersøkelser i disse områdene kan være nødvendig for et mer omfattende overblikk over spredningen av PFAS fra brannøvingsfeltene.

Svalbard is part of the Arctic and can therefore be seen as an untouched area where pollution largely occurs in the form of long-range transport. In recent times, there has been closer scrutiny of local sources of pollution in Longyearbyen, including emissions of PFAS from the use of aqueous film-forming foam (AFFF) during firefighting exercises. This study examines the dispersion of 20 PFAS from both old and new firefighting training sites (old and new BØF), as well as from the lagoon near the airport and old BØF in Longyearbyen. The primary focus is on the dispersion of PFAS in sediment and water, but also a soil sample from the source area of the old BØF is analyzed. The types of PFAS and their concentrations found in the various samples from different areas are compared, and the correlation between the distance to the source area (old or new BØF) and the concentration of PFAS is examined. Additionally, potassium hydrogen phthalate (KHP) was added to some sediment samples, which are compared to sediment samples without KHP.

In total, five sediment samples and 12 water samples were taken from seven different locations at the old BØF, along with a soil sample from the source area. One sediment sample and two water samples were taken at one location in the lagoon, and three sediment samples and eight water samples from four locations in the areas surrounding the new BØF. All samples were analyzed using LC/MS-MS.

In the areas around the old BØF, concentrations of all PFAS compounds except PFTDA were found. In sediment and soil, the average concentration of ΣPFAS was 54.83 ± 75.0941 ppb and 25.70 ± 731.0351 ppb respectively in samples with and without added KHP. Both for sediment with and without added KHP, PFOS was the PFAS-compound with the highest concentrations. In the water samples, PFHxS was the most common compound, with an average concentration of ΣPFAS of 11.17 ± 77.3414 ppb. A positive correlation was found between the distance to the source area and the concentration of PFAS.

In the lagoon, a total of 10 PFAS were quantified. The concentration of ΣPFAS in the sediment and water samples from the lagoon was 11.65 ppb and 6.747 ppb respectively. PFPeS was dominant in sediment, while PFOS was the most common compound in water.

In the areas around the new BØF, a total of 11 PFAS were found. In sediment, the average concentration of ΣPFAS was 1.229 ± 70.8260 ppb and 0.7202 ± 70.7201 ppb in samples with and without added KHP respectively, while it was 1.396 ± 71.1963 ppb in water samples. Both in sediment samples with and without added KHP, PFPeS was the most common PFAS compound, while in water samples, PFOA was dominant. At the new BØF, a negative correlation was found between the distance to the sources area and the concentration of PFAS. This can be explained by the fact that the sampling locations farthest from the new BØF may be influenced by dispersion from the old BØF, as these locations are closer to the old BØF, which is significantly more affected by PFAS contamination than the new BØF.

The results of this study show that the choice of sampling location, and the number of samples taken, is important. It is also important to consider when sampling is conducted because concentrations can vary greatly with the seasons, especially during the melting period when pollutants have accumulated on snow and ice surfaces over the long winter period. Further investigations in these areas may be necessary for a more comprehensive understanding of the dispersion of PFAS from firefighting training areas.