Evolution of tunnel wash water quality during sedimentation

Tunneler vaskes regelmessig for å sikre at tekniske installasjoner kan fungere optimalt og vedlikeholdes gjennom brukstiden. Fjerning av svevestøv og belegg på tunnelens overflater og belysning fremmer også trafikksikkerhet, ved å sørge for tilstrekkelig visuell ledning for trafikkanter. Tunnelvasking produserer store volum med forurenset tunnelvaskevann regelmessig, som inneholder høye konsentrasjoner av forurensende stoffer, sammenlignet med vegavrenning; tungmetaller, polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAHer), rengjøringsmidler og organiske forbindelser fra bildekk. Derfor må utslipp av tunnelvaskvann håndteres slik at det ikke forårsaker uforholdsmessig skade på vannmiljøet i resipienten. Sedimentasjon blir ofte brukt som primærrensetrinn i høyt trafikkerte tunneler i Norge (årsdøgntrafikk > 15 000) for å redusere miljøskadene ved utslipp av tunnelvaskevann. Denne masteroppgaven tar sikte på å øke den tilgjengelige kunnskapen om hvordan tunnelvaskvannskvaliteten utvikler seg gjennom sedimenteringsprosessen og hvilken vannkvalitet sedimenteringen gir for tunnelvaskevann. Prøver av tunnelvaskevann ble derfor tatt fra tunneler på urbane motorveier i Oslo og Trondheim. Utvalgte fysisk-kjemiske parametere ble målt for prøvene i løpet av 30 dagers sedimentering i en 2 m høy, stedsbygd sedimenteringspilot. Resultatene viser en betydelig reduksjon i partikkelmengde og partikulært bundet tungmetaller. Turbiditet, total suspenderte stoff (TSS; > 0.45 μm), og det totale antallet partikler ble redusert i spennet fra 94 til 99 % i løpet av sedimentering. Renseeffektiviteten for partikulære fraksjoner av tungmetaller varierte fra 49 % for sink til 99,7 % for aluminium. Statistisk analyse viste at fjerning av partikulært bundet tungmetall og TSS var sterkt korrelert; p-verdier på 0.91 til 1.0 for syv av ti studerte metaller (Al, As, Cu, Cr, Fe, Mn og Ni). Til tross for relativt høy renseeffektivitet, overskrider Cu, Zn, As og Cr i prøvetatte tunneler veiledende resipientkonsentrasjoner for korttids-eksponering. Dette betyr at utslipp av tunnelvaskvann fra de studerte tunnelene kan forårsake miljøskade i resipientene. I tillegg er hovedparten av Cu, Zn, og As konsentrasjonene i oppløst form, som er mer biotilgjengelig enn partikulær form. De oppløste metallene, organiske stoffene, ioner og partikler som er mindre enn 0.1 til 1.0 μm reduseres lite i løpet av 30 dagers sedimentering. Derfor bør utformingen av potensielle sekundære rensetrinn fjerne det bestandige, oppløste stoffet. Videre bør resipientenes fortynningsevne og sårbarhet klassifiseres for å utforme primære og sekundære rensetrinn med passende renseeffekt. Som en sluttbemerkning ble forvaltningen av de studerte primærbehandlingsanleggene funnet å ha varierende kvalitet. Forutsetningen for å oppnå ønsket behandlingseffekt, dvs. at anleggene kan levere sin funksjon, er derav manglende for fasiliteter i både Trondheim og Oslo