Utslipp av ammoniakk, ammonium, salmiakk eller gjødsel?

I forbindelse med rettssaken mot en bedrift i kuldebransjen, ble det fra forsvarers side gjort en relativt omfattende innsats for å bagatellisere miljøeffektene av et utslipp som en ansatt i bedriften sto bak. I september 2005 ble det sluppet ut ammoniakk i Sandvikselven i Bærum, som førte til at all fisk nedenfor utslippspunktet i elven døde. I kuldebransjen er det vanlig praksis å helle små rester av ammoniakk en bøtte eller to – ut i naturen fordi «dette egentlig er det samme som gjødsel».

Av spesialetterforsker Dr. scient. Antonio B.S. Poléo, Økokrim

Den 19. september 2005 ble det sluppet ut rundt 1 000 liter ammoniakkholdig vann i en overvannsledning som drenerer ut i Sandvikselven i Bærum. Ammoniakk brukes som kjølemedium i store kjøleanlegg. I forbindelse med reparasjonen av bakeriets kjøleanlegg ble ammoniakkholdig vann tappet over på store plastcontainere.

Salmiakk
Foto Sveinung Bakken, Asker og Bærum politidistrikt.

Normalt vil ammoniakk på et slikt kjøleanlegg være under trykk og kunne tappes over på trykksatte spesialtanker for formålet. Trykket i anlegget hadde imidlertid falt på grunn av en lekkasje. Derfor ble store plastcontainer, som en ansatt i bedriften hadde skaffet til veie, tatt i bruk som en nødløsning.

Den ene plastcontaineren viste seg imidlertid å være lekk. Da den ansatte oppdaget dette åpnet han like godt kranen i bunnen på fatet, tømte ut hele innholdet og etterspylte med vann for å tynne ut løsningen. Resultatet av utslippet var omfattende fiskedød i Sandvikselven.

Dagene etter utslippet ble det ikke påvist en eneste levende fisk på den tre kilometer lange strekningen fra utslippspunktet i elven til der elven blander seg med vann fra Oslofjorden.

En av containerne som ble brukt til å samle opp det ammoniakkholdige vannet fra kjøleanlegget til pizzabakeriet. En såkalt IBC-container.

Under etterforskningen av saken, og senere under rettssakene, kom det klart frem at kunnskapen om ammoniakk og dens egenskaper, herunder giftighet, var svært mangelfull i hele kuldebransjen og i den aktuelle kuldebedriften saken omfatter. Videre forekom det i bransjen, og hos de ansatte i bedriften, en rekke forestillinger om ammoniakk som det er interessant å se nærmere på. Disse forestillingene ble anført som argumenter i saken og hadde følgelig relevans i forbindelse med straffutmålingen. Mer om de rettslige avgjørelsene i saken finner du på side 24 i artikkelen: «Foretaksstraff når en ansatt handler mot muntlig instruks».

 

Hva er ammoniakk?

Ammoniakk (NH3) er et naturlig stoff som produseres av levende organismer, først og fremst som avfallsprodukt fra nedbrytingen av proteiner i kroppen. Dette skjer også i menneskekroppen, men fordi det er meget giftig omdanner vi ammoniakk umiddelbart til urea (urinstoff), som vi kan tåle å ha visse mengder av i kroppen inntil vi må kvitte oss med det gjennom urinen. Til tross for at ammoniakk er så giftig, er det likevel mange vannlevende organismer som produserer ammoniakk som sitt eneste avfallsprodukt fra nedbrytingen av proteiner. Dette gjelder blant annet fisk. Grunnen til at fisk og andre vannlevende organismer kan gjøre dette er at ammoniakk har meget høy løselighet i vann, og at konsentrasjonen av ammoniakk i naturlig vann normalt er svært lav. Ammoniakk som produseres inne i fisken vil derfor lett diffundere, (bevege seg passivt), ut av fisken, fra blodet med forhøyede verdier, til vannet med svært lave konsen-trasjoner. Dette skjer gjennom fiskens gjeller som hele tiden er i kontakt med vannet utenfor fisken. På denne måten unngår fisken giftvirkninger av forhøyede ammoniakknivåer.

I vann kan ammoniakk foreligge som ikke-ionisert ammoniakk (NH3) og som positivt ladete ammoniumioner (NH4+), slik likevekten for ammoniakk løst i vann viser:

NH3 + H2O = NH4+ + OH-

NH3 er betydelig mer giftig enn NH4+. Dette betyr at pH i vannet er helt avgjørende for hvor giftig forhøyede verdier av ammoniakk i vann vil være. Hvor mye som foreligger av de to formene er nemlig svært avhengig av pH. I surt vann (pH < 7) vil stort sett alt ammoniakk foreligge som NH4+. Når pH er høyere enn 11 vil det meste foreligge som NH3. Mellom pH 7 og 11 er det en gradvis overgang fra kun NH4+ ved pH 7 til kun NH3 ved pH 11. Ved pH rundt 9 er konsentrasjonene av de to formene omtrent like.

Ammonium (NH4+) kan ikke fritt passere gjennom fiskens gjelleoverflate (epitel), og må derfor skilles ut via gjellene ved hjelp av transportmolekyler i gjelleepitelcellene, som ”flytter” NH4+-ionene fra innsiden av fisken til utsiden. NH3 derimot, kan diffundere fritt gjennom gjelleepitelet, som har høy permeabilitet for NH3. Man kan likevel spørre seg hvorfor fisk ikke omdanner ammoniakk til urea, når det tross alt er mindre giftig? Årsaken til dette er at det koster fisken energi å omdanne ammoniakk til urea.

Selv om konsentrasjonen av ammoniakk i naturlig vann er svært lav, kan man løse relativt mye ammoniakk i vann og lage en konsentrert ammoniakkløsning. Den høyeste konsentrasjonen man kan oppnå – konsentrert ammoniakk – er maks 35 %. Helt ren ammoniakk kan kun foreligge i gassform, og det er i denne formen ammoniakk brukes som kjølemedium. Når man skal tappe mindre mengder ren ammoniakk av et kjøleanlegg, kan man lede ammoniakkgassen ned i vann. Da får man en ammoniakkløsning med styrke alt etter hvor mye ammoniakk man leder ned i vannet, men aldri mer enn 35%.

 

Gjødsel

Det ble hevdet under sakens forløp at det i bransjen er vanlig praksis å helle små rester av ammoniakk, «en bøtte eller to», ut i naturen, fordi ammoniakk i små mengder egentlig er det samme som gjødsel. Svært snevert sett er det noe riktig i dette. Mikroorganismer i jord og vann kan omdanne ammoniakk til andre nitrogenforbindelser, for eksempel nitritt og nitrat. Nitrat kan tas opp av planter og fremme vekst. Dette er imidlertid ikke noe argument for at man kan helle små mengder ammoniakk ut i naturen – snarere tvert i mot. Overgjødsling (autrofiering) av vann og vassdrag, med påfølgende økt primærproduksjon (plantevekst), fører til et misforhold mellom det som på den ene siden produseres under naturlige forhold, og det som dør og skal brytes ned på den andre siden.

Resultatet blir oksygensvinn i dypere vannlag. Ammoniakken, som denne saken dreier seg om, har bidratt til en slik negativ effekt på økosystemet i Oslofjorden, selv om effekten av ett enkelt utslipp som dette ikke er så stor.

  Død fisk
Død fisk ved elvebredden. Til sammen 700 kg død stor fisk ble observert i og langs Sandvikselven dagen etter ammoniakkutslippet. I tillegg kommer all den døde småfisken som det er nesten umulig å finne etter et slikt utslipp.
Foto: politioverbetjent Ola Brekken, Asker og Bærum politidistrikt
 

Det er imidlertid svært bekymringsfullt, slik denne saken har vist, at kuldebransjen generelt synes å ha den holdningen at ammoniakk i små mengder ut i naturen kun er av det gode. Problemet er dessuten at det sjelden, eller aldri, er snakk om å sprøyte ammoniakk fortynnet med store mengder vann ut over et jorde når kuldebransjen kvitter seg med ammoniakkrester ved å helle det ut i naturen! Som regel havner det rundt et hushjørne, i en grøft eller i en kum. Å tømme en bøtte ammoniakkholdig vann, som ofte kan ligge på rundt 25%, ut på bakken fører til en lokal forgiftning som i tillegg til å drepe plantene på overflaten, dreper en rekke jordlevende organismer nedover i bakken under overflaten.

I denne sammenhengen har ammoniakk samme negative effekt på miljøet som for eksempel diesel, som det ikke er lov å helle ut i naturen uansett hvor det måtte være.

I Sandvikselven fikk man erfare hvor galt det kan gå når ca. 1 000 liter, som er det samme som 100 bøtter, ammoniakkholdig vann (sannsynligvis på rundt 25%) ble tømt ut på bakken. Dette til tross for at den ansatte i bedriften hevder at han spylte med store mengder vann for å tynne ut ammoniakkløsningen når den rant ned i kummen og overvannsledningen. Og til tross for at når ammoniakkløsningen rant ut i elven ble den ytterligere fortynnet. All fisk tre km nedover elven døde! Beregninger som ble gjort viste at mengden ammoniakk i Sandvikselven sannsynligvis har ligget mellom 10 og 30 mg/l i timene etter utslippet.

Hvilke konsentrasjoner av ammoniakk som er giftige for fisk varierer relativt mye fra fiskeart til fiskeart. Den gjennomsnittlige grensen for hva som er akutt giftig for 32 ulike arter ferskvannsfisk er 2,8 mg/l. Akutt giftig i denne sammenhengen innebærer at 50 % av en populasjon dør i løpet av en eksponering som varer i 96 timer.

Ser vi imidlertid litt grundigere på hva de ulike artene tåler, finner vi at gjennomsnittet på 2,8 mg/l er basert på 0,068 mg/l for de mest sensitive, og 3,79 mg/l for de mest robuste. Videre viser det seg at verdiene for laksefisk, som var den gruppen fisk som først og fremst ble rammet i Sandvikselven (atlantisk laks, Salmo salar, og ørret, S. trutta, hører begge til gruppen laksefisker), ligger nederst på denne skalaen, mellom 0,068 og 0,9 mg/l.

Konsentrasjonen av ammoniakk var altså 10 ganger høyere enn det enhver fiskeart tåler og mer enn 100 ganger høyere enn grensen for akutt virkning hos laksefisk, til tross for at det altså dreide seg om 100 bøtter og en elv.

Det er også viktig å merke seg at pH i Sandvikselven normalt ligger på litt over 7,5. Det betyr at det skal lite til for at ammoniakk-likevekten (se nedenfor) forskyves såpass mye til høyre at det meste av det som er i løsning vil foreligge som NH3. I tillegg til at utslippet i Sandvikselven 19. september 2005 førte til en betydelig økning av konsentrasjonen av ammoniakk, så førte utslippet til en pH-økning som gjorde at en betydelig andel, eller alt, ammoniakk forelå i den mest giftige formen (NH3). Det synes derfor hevet over enhver rimelig tvil at ammoniakkutslippet i Sandvikselven var av et omfang som er akutt giftig for fisk i sin alminnelighet, og laks og ørret i særdeleshet.

Et annet argument som også ble flittig brukt av representanter for kuldebransjen, inkludert ledelsen i bedriften under hovedforhandlingen og i lagmannsretten, var at det her ikke er snakk om ammoniakk, men snarere salmiakk – «det tusenvis av husmødre i det ganske land heller ut i vasken hver dag».

 

Hva er salmiakk?

Det ble hevdet at når ammoniakk løses i vann får man salmiakk. Dette er ikke direkte feil, men en ganske sjenerøs forenkling. Salmiakk er egentlig et produktnavn på et rengjøringsmiddel, som er en løsning av ammoniumklorid (NH4Cl) i vann. Navnet kommer av «salt-ammoniakk» – SAL(t)(am)M(on)IAKK. Når ammoniumklorid løses i vann vil ammoniakklikevekten (se ovenfor) forskyves mot venstre, slik at det dannes ammoniakk (NH3). Konsekvensen av dette er at salmiakkflaskene som vi kjøper i butikken i praksis inneholder rundt 7,5% ammoniakkløsning. Så langt kan vi altså si at det ikke er helt feil å kalle ammoniakk i vann for salmiakk.

Salmiakk

Som nevnt kan vi få en tilsvarende ammoniakkløsning ved å løse ren ammoniakk direkte i vann. Da kan imidlertid konsentrasjonen av ammoniakk bli betydelig høyere enn 7,5 %. Det er også viktig å være klar over at verken «husmødre» eller «husfedre» står og heller ut tusenvis av salmiakkflasker rundt om i norske hjem. En vaskebøtte med salmiakkvann, lages ved å tilsette to korker (2 cl) salmiakk til for eksempel seks liter vann (litt mer enn en halv bøtte). Da vil vaskebøtten, som til slutt ender sine dager i vasken, inneholde en ammoniakkløsning på 0,03 %. Det er derfor svært alvorlig at bransjen har den forestillingen at en 25 % ammoniakkløsning egentlig bare er salmiakk, og dermed kan helles ut hvor det måtte være. Det er kanskje også verdt å poengtere at de fleste av oss ikke heller vaskebøttene våre ut i naturen, men snarere ut i kloakken – via utslagsvask eller toalett.

Til tross for at 100 bøtter «salmiakk» førte til totalutryddelse av fisk i tre km av Sandvikselven, holdt eksperter innen kuldeteknikk og ledelsen i bedriften fast ved at det ikke var ammoniakk, men salmiakk som hadde rent ut i elven. Vi klarer kanskje ikke å få bransjen til å forstå denne forskjellen. Da kan det være greit å minne om at salmiakk, altså 7,5% ammoniakkløsning, i likhet med ammoniakk (>25 %) er klassifisert som meget giftig for vannlevende organismer i følge produktenes produktdatablader.

Foto: Kenneth Didriksen, Økokrim.

 

Effekter på fiskebestanden

Under rettssakene ble det trukket frem at Sandvikselven generelt er forurenset fra mange ulike kilder. Fra forsvarers side ble det derfor hevdet at utslippet av ammoniakk ikke kunne ses på som så alvorlig fordi det er flere andre årsaker til at miljøtilstanden i elven var dårlig. Det er ikke uvanlig at forsvarer forsøker å dele skylden, eller legge hele skylden på andre i denne typen forurensningssaker.

Da er det særlig to momenter som det er viktig å trekke frem. For det første om denne øvrige forurensningen hadde, eller i hvilken grad har hatt, noen betydning for den fiskedøden som fant sted på grunn av utslippet. I Sandvikselven hadde den øvrige forurensningen ingen påvisbar betydning for den fiskedøden som fant sted på grunn av utslippet av ammoniakk.

For det andre gjør det faktum at fiskebestanden er påvirket negativt av flere andre faktorer at utslippet er ekstra alvorlig. Dette bygger først og fremst på at bestandens evne til å restituere seg vil være redusert i en fra før forurenset elv sammenlignet med det som er tilfelle i en ren og frisk elv. Altså kommer utslippet av ammoniakk som en ekstrabelastning som bringer fiskebestanden nærmere kollaps enn hva som ville ha vært tilfelle dersom bestanden ellers var helt upåvirket.

Videre er det slik at når en betydelig del av bestanden har dødd ut, vil bestanden stå dårligere rustet til å takle miljøutfordringene som den øvrige forurensningen i elven representerer. Det samme gjelder miljøendringer i fremtiden. Hvor lenge bestanden vil være svekket fremover er avhengig av flere faktorer, og noen av disse kommer jeg tilbake til.

 

Fiskedød og tall

En annen utfordring man kan støte på i saker som omhandler fiskedød, er å fastslå hvor mye fisk som døde. Dette har relevans for straffutmålingen fordi det sier noe om langtidseffektene, og dermed om alvorligheten av utslippet. Lagmannsretten la til grunn at ammoniakkonsentrasjonen i Sandvikselven rett etter utslippet var så høy at all fisk i det aktuelle området døde. Videre at den mengden død fisk som ble plukket opp av elven, ca 360 kg, utgjorde om lag halvparten av all død fisk som følge av utslippet, slik at over 700 kg fisk døde. Dette estimatet var bygget på uttalelser fra vitner som var med på å plukke opp død fisk fra elven. De forklarte at de plukket opp om lag halvparten av den fisken de så.

Denne oppfatningen av hvor mye fisk som har dødd er svært villedende, og til dels gal, fordi den bygger på vekten av død fisk. Den døde fisken som ble plukket opp fra elven besto hovedsakelig av stor fisk (20 centimeter eller større). Elektrofiske i elven dagene etter utslippet dokumenterte at all fisk i den berørte elvestrekningen var død. Her er det viktig å understreke at det i en fiskebestand, nærmere bestemt bestand av ørret og laks, er slik at antallet individer avtar betydelig med alderen. Det vil altså være et betydelig høyere antall yngre fisk enn eldre fisk i bestanden.

Det betyr videre at det antallet individer død fisk som de drøye 700 kiloene representerer er mye mindre enn antallet fisk som faktisk døde. Død yngel og små fisk er meget vanskelig å finne i elven dagene etter et utslipp, dels fordi de synker og faller ned i mellom steiner på bunnen, og dels fordi de er så små at de følger med vannstrømmen nedover og ut i sjøen.

Når man skal vurdere hvilke konsekvenser en slik fiskedød har for bestanden er det derfor antall individer som dør som er den relevante størrelsen, og eventuelt hvor stor del av den totale bestanden dette antallet utgjør. Vekten av den døde fisken kan kun på kort sikt si noe om konsekvensene fiskedøden har hatt for fritidsfiske den kommende fiskesesongen.

For bestanden er derimot antallet individer som dør eller overlever avgjørende for dens fremtid, på langt sikt så vel som på kort sikt. Når en bestand reduseres ved at all fisk over en betydelig del av elvestrekningen dør vil dette ha konsekvenser for rekrutteringen i fremtiden. Hele årsklasser kan være nær utryddet, og det vil være et betydelig mindre antall fisk som i årene fremover vil kunne utgjøre gytebestanden og stå for reproduksjonen og rekrutteringen i bestanden.

Dessuten vil det store antallet individer som har strøket med representere en vesentlig reduksjon av bestandens genetiske sammensetning og variasjon (genetisk mangfold). Dette har også konsekvenser for bestanden på langt sikt når det gjelder å være rustet mot fremtidige endringer i miljøet. Her kan det legges til at det er samme argument som ligger til grunn for at man ser på rømming av oppdrettsfisk som en meget alvorlig trussel mot de ville bestandene av norske fiskearter.

 

Gytefisk i fjorden

I en av situasjonsrapportene fra Bærum kommune kom det frem at det på utslippstidspunktet befant seg et stort antall gytefisk av både laks og ørret ute i fjorden. Dette indikerer at det likevel ikke var så mye fisk som gikk tapt, og forsvarer la naturlig nok vekt på dette. Det man kan si er at det store antallet gytefisk tyder på at en liten del av gytebestanden for 2005 gikk tapt.

Dersom gytebestanden for 2005 ikke var vesentlig påvirket, bidro dette delvis til å redusere alvorligheten av ammoniakkutslippet i Sandvikselven. For bestandens del var det gunstig på kort sikt at den årsklassen denne fisken representerer ikke ble så kraftig desimert som de årsklassene yngel og ungfisk representerer. En vellykket gyting senere på høsten i 2005 kan ha bidratt til å redusere konsekvensene av utslippet for bestanden, men de kommende års gytefisk var fremdeles redusert betydelig i antall.

Resultatet av dette vil bli noen år med svak rekruttering før den yngelen som klekket våren 2006 blir gytemoden – tidligst i 2009. En annen måte å se det på er at dersom utslippet hadde skjedd noe senere, når all gytefisken som sto ute i fjorden omsider hadde funnet veien opp i elven, ville konsekvensene blitt betydelig verre.

 

Rekolonisering fra den uberørte delen av vassdraget

Et tredje moment som ble lagt frem i retten fra forsvarers side, var at det kun var en del av vassdraget som ble påvirket, og at ungfisk som befant seg ovenfor utslippspunktet i elven ville ta i bruk de fisketomme oppvekstområdene i den berørte elvestrekningen, og dermed gjenopprette bestanden relativt raskt.

Det er riktig at fisk fra den uberørte delen av vassdraget vil ta over de fisketomme områdene relativt raskt. Det er imidlertid ikke riktig å legge dette til grunn for en oppfatning om at effektene av ammoniakkutslippet i Sandvikselven var kortvarige, og begrenset til den fisken som døde. Argument for dette er at når en betydelig del av en bestand slås ut slik tilfellet var i Sandvikselven, på tvers av årsklassene, fører det som allerede nevnt til en betydelig reduksjon i bestandens genetiske sammensetning og variasjon (genetisk mangfold).

Reduksjonen av det genetiske mangfoldet må ses på som en langtidseffekt og som tilnærmet uopprettelig (irreversibel effekt). Dette er særdeles alvorlig i bestander som ellers er utsatt for andre negative påvirkninger og trusler, som for eksempel generell forurensning. Den genetiske sammensetningen og variasjonen i bestanden er et mål på dens motstandskraft mot endringer i miljøet.

I en variert bestand er det større sjanser for at noen individer vil overleve større fremtidige endringer i miljøet enn i en ensartet bestand. Dette gjelder så fremt slike «endringer» ikke er så omfattende som det utslippet i Sandvikselven høsten 2005 forårsaket. Det hjelper lite med genetisk variasjon mot 100 bøtter salmiakk!

Verdien av det genetiske mangfoldet er nedfelt i norsk og internasjonal miljøforvaltning, gjennom såkalt bestandsrettet forvaltning. Prinsippet bygger på at den stedegne stammen er den som er best tilpasset det miljøet den lever i, og er en av grunnene til at man har forbud mot utsetting av fisk fra andre stammer.

Det er altså ikke bare utryddelse av arter som fører til redusert biologisk mangfold, men også reduksjon av genetisk mangfold så vel som fragmentering og reduksjon av leveområder.

Alle disse momentene er relevante å trekke frem når man skal beskrive alvorligheten av den typen giftutslipp som ammoniakkutslippet i Sandvikselven er et eksempel på.

 

Virkningen av ammoniakk på fisk

Det som ofte gjør at et utslipp av ammoniakk fører til akutt fiskedød, er at utslippet som regel fører til en markant økning av pH i vannet, som i sin tur forskyver likevekten for ammoniakk løst i vann (se ovenfor) mot venstre, mot NH3 som dominerende form.

NH3 + H2O = NH4+ + OH-

Når konsentrasjonen av NH3 i vannet øker kraftig, for eksempel ved et utslipp, vil ikke NH3, som fisken produserer gjennom sitt stoffskifte (metabolisme), lenger kunne diffundere ut av fisken fordi gradienten har snudd eller blitt utlignet. Når det er mer NH3 i vannet enn i fiskens blod, begynner NH3 å diffundere inn i fisken isteden for ut. Når dette skjer vil konsentrasjonen av NH3 inne i fisken raskt nå et nivå som er giftig, og resultatet blir akutt død. Den høye giftigheten til NH3 sammenlignet med NH4+ (ammonium) kan forklares med den mye høyere permeabiliteten (gjennomtrengelighet) til fiskegjellene for NH3 enn for NH4+.

Dersom konsentrasjonen av ammoniakk i vannet øker, men ikke så mye at den blir høyere enn inne i fisken, vil likevel ammoniakk være giftig. Årsaken er at både transporten av NH4+ og diffusjonen av NH3 ut av fisken bremses, og siden ammoniakk produseres i fisken hele tiden, blir det en opphopning av disse stoffene inne i fisken som etter hvert når nivåer som er giftige. Resultatet kan bli det samme – fiskedød – som endog tar noe lenger tid før det utvikles enn under akutte forhold.

Årsaken til at ammoniakk er svært giftig, og at død kan inntreffe raskt, er at NH3 og NH4+ virker negativt på fiskens sentralnervesystem, dens respirasjon, dens vann- og ionebalanse, og på hjertets evne til å slå. I tillegg kommer en rekke andre negative effekter på ulike livsprosesser. Disse sistnevnte effektene kan ikke anses som primære årsaker til rask død i akutte tilfeller, men kan bidra til død under mer langvarige eksponeringer for ammoniakkholdig vann. Den akutte effekten av ammoniakk skyldes hovedsakelig effekten på sentralnervesystemet, og patologien er ikke ulik den vi finner i forbindelse med kvelning (oksygensvinn).


Sist oppdatert 13/04/2008