Bevissikring og prøvetaking i forurensningssaker

I forurensningssaker er det er noen hovedgrupper med forurensing man analyser på som er spesielt relevante, og i denne artikkelen fokuseres det på de viktigste. Det er ikke en uttømmende oversikt, men den inneholder de analysene man oftest benytter seg av. Dette er del to om temaet fra forrige nummer av Miljøkrim hvor vi rettet fokuset mot en del praktiske spørsmål og utfordringer i etterforskingen av slike saker.

busch.jpg

Tekst & figurer: spesialetterforsker og kjemiker Vivian Miksch Fredenborg, ØKOKRIM / Illustrasjonsfoto: Shutterstock

Etter at vi har sikret en prøve i en forurensningssak, uansett om det dreier seg om vann, sediment, jord eller luft, må vi vurdere hva man skal analysere på. Igjen er det viktig å få samlet så mye kunnskap som mulig om hva prøven kan inneholde, dette vil lette analysearbeidet betraktelig og spare både tid og penger.

Tungmetaller

Betegnelsen tungmetaller brukes om metalliske grunnstoffer med høy tetthet. Det finnes ikke noen helt eksakt definisjon som er universelt anerkjent for denne gruppen. For eksempel er noen metalloider, som arsen og antimon, noen ganger regnet blant tungmetallene. I miljøsammenheng fokuseres det gjerne på grunnstoffene arsen (As), bly (Pb), kadmium (Cd), kobolt (Co), kobber (Cu), krom (Cr), kvikksølv (Hg), nikkel (Ni), tinn (Sn), vanadium (V), sink (Zn) og antimon (Sb). I denne sammenhengen er det viktig å være klar over at grunnstoffer ikke kan brytes ned. Det er ofte vanskelig for levende organismer å kvitte seg med stoffene hvis de først er tatt opp i kroppen, og de vil derfor kunne akkumuleres i organismen (bioakkumuleres). Videre er mange av disse metallene svært toksiske for levende organismer, både ved akutt og kronisk eksponering. På grunn av dette er det knyttet stor bekymring til utslipp av disse metallene til miljøet – spesielt kadmium, kvikksølv, bly og arsen. I Norge klassifiseres miljøtilstanden i vann og sedimenter av metallene arsen, bly, kadmium, kobber, krom, kvikksølv, nikkel og sink i tillegg til organiske miljøgifter. Når vi analyserer på metaller, kan det være lurt å analysere på flere enn de som står på denne listen. Vi er interessert i å kartlegge det totale utslippet, og ofte kan det dreie seg om helt spesielle metaller i små mengder, som kanskje ikke nødvendigvis har en negativ effekt på miljøet, men som kan brukes til å spore utslippet tilbake til en kilde.

PAH (Polyaromatiske hydrokarboner)

PAH er betegnelsen man bruker om organiske stoffer som består av karbon og hydrogen, og som er sammensatt av flere aromatiske ringer. De er nøytrale og upolare molekyler som man finner i blant annet fossilt brensel. De er lite vannløselige og ikke spesielt flyktige, slik at de finnes mest i jord og sedimenter, eller bundet til partikler i luften. PAH-er dannes ved ufullstendig forbrenning av organisk materiale. Selv om de ulike PAH-forbindelsene brytes ned med varierende hastighet, klassifiseres de fleste som bioakkumulerende. Molekylstrukturen er avgjørende for hvor giftige de ulike PAH-forbindelsene er. Benzo[a]pyren regnes som en av de mest helseskadelige PAH-forbindelsene, og er klassifisert som kreftfremkallende og skadelig for arvestoffet (DNA) og reproduksjonsevnen.

I likhet med noen av tungmetallene nevnt over er også 16 PAH-er (PAH16) plukket ut som parametere i klassifiseringen av miljøtilstand i vann og sedimenter i Norge. Hvis man ber om en standard PAH-analyse, er det disse 16 PAH-ene som blir analysert. Dette er ofte ikke godt nok for politiet, da PAH16-analyser ikke gir det fulle forurensningsbildet. Har vi uflaks, kan det til og med vise seg at den kilden som forurenset med PAH, ikke inneholder noen av disse 16 i særlig grad, men helt andre PAH-er. Vi kan da risikere å få et falskt negativt analysesvar. Vi må be om en mer utvidet analyse som omfatter mange flere PAH-er. Se figur 1.

PCB (Polyklorerte bifenyler)

PCB er en gruppe syntetiske industrikjemikalier. De ble utviklet på 1920-tallet og hadde mange fremragende egenskaper som ble benyttet blant annet i elektronisk utstyr og byggprodukter. Senere fant man ut at mange av dem er svært giftige og meget tungt nedbrytbare. Tolv av PCB-ene har dioksinlignende egenskaper. PCB har vært forbudt i Norge siden 1980. PCB består av to aromatiske ringer som kan være bundet til alt fra én til ti kloratomer. PCB-er har generelt lave damptrykk og er lite vannløselige, derimot er de godt løselige i organiske løsemidler som oljer og fett. Det at de er så fettløselige, gjør at de kan akkumulere i levende organismer. PCB-er er meget stabile forbindelser som vanskelig brytes ned. I den grad de brytes ned, representerer de en risiko ved at de gjennom delvis oksidasjon kan danne enda giftigere forbindelser som dibensodioksiner og dibensofuraner. Som for PAH over omfatter ikke standardanalysen for PCB alle PCB-ene. Standardanalysen heter PCB7 og består, som navnet indikerer, av de syv vanligste PCB-ene. Igjen bør vi passe på å få en utvidet analyse som omfatter mange flere PCB-er. Se figur 2.

Dioksiner og dioksinlignende forbindelser

Dioksiner og dioksinlignende stoffer er biprodukter i forskjellige industrielle prosesser, og de kan også dannes i branner. De er svært toksiske og blir regnet blant POP-ene (Persistent Organic Pollutants). Med i denne gruppen hører dioksiner, furaner og de tolv PCB-ene nevnt ovenfor. Dioksiner og furaner kan være klorerte eller bromerte, avhengig av om det er klor eller brom til stede under forbrenningen av organisk materiale. De har ganske lik oppbygning og struktur og har derfor mange av de samme egenskapene. De er lite vannløselige, men er derimot lett løselige i fett, og blir lett tatt opp i levende organismer. De brytes meget sakte ned i naturen. Jo mer klor de inneholder, jo mer fettløselige og langsomt nedbrytbare er de. Det mest giftige dioksinet er 2,3,7,8 tetraklordibenzo-p-dioksin (2,3,7,8 TCDD), de andre dioksinenes giftighet angis ofte som ekvivalenter av 2,3,7,8 TCDD, slik at denne fungerer som en referanse for de andre forbindelsene. Se figur 3.

busch.jpg

Bromerte flammehemmere

Som navnet avslører er dette en gruppe organiske forbindelser som anvendes i produkter for at de ikke skal antenne og brenne så lett. Det er innholdet av brom som gir de flammehemmende egenskapene. Derfor brukes ofte bromerte flammehemmere i blant annet elektroniske komponenter. Mange av disse forbindelsene er lite nedbrytbare, de er fettløselige, de kan bioakkumulere og regnes som giftige for mennesker og skadelige for miljøet. Noen av de viktigste bromerte flammehemmerne er en gruppe som heter polybromerte difenyletere (PBDE), andre viktig forbindelser er heksabromsyklodekan (HBCD) og tetrabrombisfenol (TBBPA). To PBDE-er (penta- og okta-PBDE) samt HBCD er omfattet av Stockholmkonvensjonen. Sammen med bromerte flammehemmere finner man ofte metallet antimon i form av antimontrioksid (Sb2O3). Disse to gir en synergistisk effekt av den flammehemmende egenskapen, selv om oksidet i seg selv ikke viser slike egenskaper. Se figur 4, 5 og 6.

busch.jpg

Oljeanalyser

Analyser av oljeprodukter skiller seg litt fra de andre analysene, fordi oljer/drivstofftyper ikke defineres ut fra kjemisk innhold eller forbindelser, men derimot defineres ut fra oljens fysiske egenskaper tilpasset den forbrenningsmotoren produktet er tiltenkt: bilbensin, diesel, flybensin (Jet A) osv. Et oljeutslipp vil derfor bestå av veldig mange forskjellige forbindelser, hvorav de aller fleste er giftige. Hvor giftige de er, avhenger blant annet av hvor lett de tas opp av organismer, og hvorvidt de brytes raskt eller langsomt ned.

Den fysiske og kjemiske sammensetningen vil derfor variere stort fra ett produkt til det neste. Disse forskjellene er viktige for å finne mulige kilder til forurensningen samt å måle hvilken toksiske og eventuelt langvarige effekt utslippet vil ha på miljøet. Hendelser med utslipp av olje kan være akutt toksiske, men også, avhengig av mengden, kjemisk sammensetning og ikke minst hvordan oljen oppfører seg ute i miljøet, være en kilde til en kronisk forurensning. Som en generell regel ser man på de tyngre oljeproduktene som en gruppe med større persistens i miljøet, med noen forbindelser som kan bli værende i flere år. De lettere oljeproduktene vil derimot oppvise en høyere toksisitet, men fordi mesteparten er meget flyktige forbindelser, vil de bli værende i en kortere tidsperiode.

Den vanligste metoden for analysering av oljeutslipp er en såkalt «fingeravtrykksanalyse» med noe som kalles gasskromatografi med massespektrometri (GC-MS), hvor forbindelsene i oljen kan identifiseres og kvantifiseres. Ofte vil resultatet vise en grafisk fremstilling (kromatogram) av mange topper og utslag som overlapper hverandre. Måten man sammenligner kromatogrammet fra forurensningen med kromatogrammer fra mistenkte kilder på, minner litt om sammenligning av fingeravtrykk.

Har man et utslipp man ønsker å kartlegge nærmere, kan det ofte være lurt å analysere på noen forbindelser først, for å prøve å finne de prøvene som inneholder forurensningen, slik at man slipper å ta et fullt analyseprogram for alle prøvene. Spesielt gjelder dette ved mange prøver. Ved å sirkle inn på denne måten hvor forurensningen ble av, kan man så gå tilbake og ta utvidete analyser av de prøvene hvor man fant noe i de innledende analysene.
Hva man skal analysere på innledningsvis, er avhengig av hva slags type forurensning det dreier seg om. Mistenker man for eksempel at utslippet stammer fra et avfallsdeponi, kan det være hensiktsmessig å starte med en metall­analyse, for så eventuelt å utvide til PAH og kanskje også PCB. Er det et oljeutslipp, tar man selvfølgelig en oljeanalyse. Det er viktig ikke å glemme å analysere alle de mistenkte kildene samt referanseprøven.

Hvem gjør analysene

Hvem som skal utføre analysen for oss, avhenger av hva slags analyser vi ønsker. Det viktigste er at vi bruker et renommert laboratorium som helst benytter seg av akkrediterte metoder.
Politiet er vant til å benytte seg av den tekniske ekspertisen til Kripos i andre saker. Dette kan vi også gjøre i forurensningssaker. De har et godt analyse­laboratorium med mye høy ekspertise, og kan utføre grunnstoffanalyser (deriblant metaller). Hvis man ønsker andre analyser, kan de også bistå med å finne riktig laboratorium.

Det er flere fordeler med å benytte Kripos. For det første er det en billigere løsning for politiet enn om vi går til eksterne laboratorier. For det andre holdes beslagene innad i politiet, og vi vet at de blir håndtert på forskriftsmessig måte.

Vi har altså en bedre kontroll over hva som skjer med prøvene våre både før, under og etter analysene. Det har dessverre skjedd at prøver er blitt destruert etter at analysene er gjennomført hos eksterne analyselaboratorier, slik at senere analyser ikke har kunnet utføres. Når man bruker eksterne leverandører, er det derfor viktig å presisere at de skal ta godt vare på overskytende prøvemateriell.

Del 2  

Dette er del 2 av en artikkel skrevet av samme forfatter (Vivian Miksch Fredenborg) i forrige nummer (Miljøkrim 1-2016).

Se også artikkel om biologisk prøvetaking og bevissikring i forurensningssaker i dette nummeret skrevet av Solveig Ravnum.

 

Sist oppdatert 20/12/2016