Microplastics and harmful substances in urban runoffs and landfill leachates : possible emission sources to marine environment

Abstract

Knowledge and studies on the occurrence of microplastics and certain harmful substances in urban runoffs and landfill leachates is still scarce. The aim of this pilot study was to estimate the simultaneous occurrence of plastics and plastic related pollutants in urban runoffs and leachates in an old and closed landfill located close to the shoreline. In addition, the role of urban runoffs and landfill leachates as an emission source to marine environment was estimated. Samples were taken from two locations in western Helsinki in December 2015 and in April 2016. The first sampling point represented urban runoff alone and the second sampling point mainly leachates from a former landfill. The urban runoff and leachates are discharged directly into the environment. Microplastics as well as certain PAHs, PCBs, phthalates, PBDEs and PFASs were analyzed from these samples. Microplastics and harmful substances were detected in all the samples. Considering microplastics, fibres were found more in the urban runoff samples than in the Mätäjoki brook next to the former landfill, where, on the other hand, the concentration of synthetic particles was higher. The former landfill turned out as a source of PAHs, PCBs and PFASs to the environment, whereas PBDEs and phthalates were detected with higher concentrations in the Mätäjoki brook. The amount of organic and solid material may affect on the concentrations of certain substances of lower water solubility especially in the runoffs. Moreover, the influence of heavy rain especially to the concentrations of leachates can be significant. Certain PAH compounds exceeded certain limit values in the urban runoff of Haaga and the Mätäjoki brook next to the former landfill.

Mikromuovien ja eräiden haitallisten aineiden esiintymistä hulevesissä sekä suotovesissä on tutkittu melko vähän. Tämän pilottitutkimuksen tarkoituksena oli selvittää muovien ja niihin liittyvien haitallisten aineiden yhtäaikaista esiintymistä hulevesissä ja yhden vanhan suljetun kaatopaikan suotovesissä. Lisäksi työssä pyrittiin arvioimaan mikromuovien ja näiden haitallisten yhdisteiden mahdollista kulkeutumista meriympäristöön. Haitallisten aineiden ja mikromuovien määrän selvittämiseksi näytteitä otettiin kahdesta näytteenottopisteestä Länsi-Helsingissä joulukuussa 2015 ja huhtikuussa 2016. Ensimmäinen edusti ainoastaan hulevettä ja toinen pääasiassa vanhan suljetun kaatopaikan suotovettä. Molemmat vedet purkautuvat suoraan ympäristöön. Näytteistä analysoitiin mikromuovien sekä eräiden PAH-, PCB-, PBDE- ja PFAS-yhdisteiden sekä ftalaattien pitoisuudet. Mikromuoveja ja haitallisia aineita löytyi jokaisesta tutkitusta näytteestä. Mikromuoveista kuituja havaittiin enemmän hulevedestä kuin suljetun kaatopaikan viereisestä Mätäjoesta, kun taas synteettisiä partikkeleita oli enemmän Mätäjoessa. Suljettu kaatopaikka osoittautui PAH-, PFAS- ja PCB-yhdisteiden lähteeksi. Korkeimmat PBDE- ja ftalaatti-pitoisuudet havaittiin puolestaan Mätäjoessa. Orgaanisen aineksen ja kiintoaineen määrä voi vaikuttaa joidenkin huonosti veteen liukenevien haitallisten yhdisteiden pitoisuuksiin erityisesti hulevesissä. Lisäksi sateen vaikutus erityisesti suljetulta kaatopaikalta huuhtoutuvien yhdisteiden pitoisuuksiin voi olla merkittävä. Eräät PAH-yhdisteet ylittivät kaatopaikan viereisessä Mätäjoessa sekä Haagan hulevedessä niille asetetut raja-arvot.