Sedimentprøvetaking for miljøanalyser

På MAREANO-toktene blir det tatt prøver for å undersøke nivåene på en rekke uorganiske og organiske miljøgifter. Det gjøres for å få oversikt over dagens miljøtilstand i de marine sedimentene.

Av Henning K. B. Jensen (NGU), Valerie Bellec (NGU) og Lis Lindal Jørgensen (Havforskningsinstituttet)

Figur 1. Stasjoner i Troms III-området. De sorte strekene er videostasjoner og sirklene utfylt med blått er i alt ni prøvetakingsstasjoner. Det er tatt multicorerprøver på seks av disse stasjonene. Fargeskalaen angir de dypeste områdene med fiolett farge (ca. 370 m) og brun på de grunneste (ca. 30 m).

De ferdige analyseresultatene blir presentert på www.mareano.no, men før det skjer, er det en rekke faser av planlegging og opparbeiding.

Valg av lokaliteter

For å velge ut en lokalitet for miljøprøvetaking av sedimentene blir multistrålekartet grundig studert (figur 1). Det er spesielt dypde og hardhet av sjøbunnen som er viktige faktorer fordi forurensingen, som vi ønsker å kartlegge, er knyttet til finkornete mudrede sedimenter. Slike områder vil derfor oftest være på større havdyp med svake eller ingen havstrømmer og bestå av bløte og finkornete sedimenter.

Prøvetakingen

Prøvetakingen gjøres med en multicore-prøvetaker (figur 2), som senkes ned på havbunnen. Prøvetakerens egen vekt på ca. 1000 kg samt den lave hastigheten den senkes mot bunnen med, gjør at den går langsomt ned i sedimentene, som fylles inn i 60 cm lange rør med 100 mm diameter. Når prøvetakeren heises opp fra havbunnen lukkes bunn og topplokk automatisk. Sedimentkjerner med vann på toppen gjør at sedimentene, spesielt i overflaten av prøven, er velbevarte når multicore-prøvetakeren kommer opp på dekk. Her registreres så hvor mange sedimentkjerner det ble på stasjonen. Dessuten registreres lengde av sedimentkjernene, som vanligvis varierer mellom 25 cm og 45 cm, avhengig av sedimenttype (figur 2).

Figur 2. Multicore med sedimentkjerner er tatt opp på dekk. Disse tre sedimentkjernene er ca. 40 cm lange.

Sedimentkjernen blir delt opp i 1 cm tykke skiver (Figur 3), og satt til frysing umiddelbart etterpå. Sedimentkjernene blir fordelt mellom Havforskningsinstituttet og Norges geologiske undersøkelse. Havforskningsinstituttet gjør analyser for organiske miljøgifter og Cs-137. NGU har ansvar for analyser av metaller som bly, kviksølv, kadmium, nikkel, kobber, krom, sink og arsen samt TBT og bly-210 datering. Dateringsanalysene gjøres for å studere nivåene av miljøgiftene i sedimentene de siste ca. 150 årene.

Figur 3. En sedimentkjerne blir delt opp i 1 cm tykke skiver og frosset ned etterpå.

Resultatene

Etter at toktet er avsluttet blir prøvene sendt til laboratoriet for analyser. Dataene presenteres som overflatekart for de forskjellige elementer, eksempelvis kvikksølv (Hg, figur 4) på www.mareano.no og i rapporter.

Figur 4. Kvikksølvkonsentrasjon i overflatesedimentene (0 – 1 cm) i den vestlige delen av Barentshavet.

I tillegg vises også resultatene fra utvalgte bly-210 daterte sedimentkjerner (figur 5). Det blir gjort for å vise hvordan utviklingen har vært over tid, typisk de siste ca. 100 – 150 årene. Slike daterte sedimentkjerner gir en oversikt over hvordan tilførselen av to giftige tungmetaller, kvikksølv og bly, til sedimentene har endret seg over tid.
  
Resultatene så langt i MAREANO-programmet viser at det generelt er lave nivåer for tungmetaller i de undersøkte delene av MAREANO-området. For enkelte tungmetaller som kvikksølv og bly er det observert økte nivåer de siste 50 – 70 år (Figur 5), men fremdeles er det lave konsentrasjoner i sedimentene, tilsvarende klasse I (ubetydelig forurensing) i Klif sin klassifikasjon for forurensing av kyst og fjordsedimenter.

Figur 5. Bly-210-daterte sedimentkjerner fra tidligere tokt. Det observeres økninger i kvikksølv (Hg) og bly (Pb) illustrert med 3 daterte sedimentkjerner fra henholdsvis Ingøydjupet i nord,  Malangsgrunnen på sokkelen utenfor Troms og på skråningen utenfor Lofoten i sør (fra MAREANO-boken utgitt tidligere i 2010).

Status på høsttoktet 2010

Miljøprøvetakingen på dette tokt har gitt multicorekjerner på seks stasjoner i Troms III-området. Disse sedimentkjernene har variert fra 17 cm til 27 cm i lengde. De relativt korte lengdene skyldes at sedimentene har bestått av silt eller kompakte leire. Begge disse sedimenttypene er faste og dermed vanskeligere for Multicoreren å trenge ned i.

I Nordland VI er det tatt miljøprøver på dyp ned mot 2400 m på den nedre del av skråningen/dyphavssletten. Her er det forventet mykere og mer leirholdige sedimenter.