Länsstyrelsen i Stockholm, Stockholms miljöförvaltning, Edsviken vattensamverkan och Stockholmsläns landsting har genomfört en sedimentundersökning i ett område som sträcker sig från de östra delarna av Mälaren, genom Stockholms innerstad och ut till utanförliggande kustvatten.Undersökningen omfattar 34 provpunkter och har utförts som en uppföljning till tidigare undersökningar som utfördes åren 1997–2001 och 2007. I den här studien har två nya stationer etablerats i Ulvsundasjön och Edsviken. Syftet med undersökningen var att undersöka nuvarande miljögiftsbelastning i sedimenten samt att få en uppfattning om trender sedan 1990-talet.

Provtagningen gjordes under september/oktober år 2013. Vid alla stationer togs ytsediment (0–2 cm)och vid fem av provlokalerna samlades även sediment in från flera djupare liggande nivåer för attstudera hur belastning förändrats med tid. Ytsedimentprover uttogs i fält med hjälp av en utskjutningsanordning speciellt utformad för Geminikärnor. Sedimentkärnorna som skulle analyseras retrospektivt snittades iland. För att undersöka föroreningshistoriken på olika platser i undersökningsområdet daterades kärnor från fem stationer med 137Cs-teknik. Mycket tydliga pikar erhölls från tiden ett år efter Tjernobylolyckan i alla de undersökta kärnorna utom i kärnan från Riddarfjärden. Sedimenttillväxten i skärgården varierar mellan 10 och 14 mm/år, men är påtagligt lägre i S Björkfjärden medca 5 mm/år.

Ytsediment från alla provlokaler analyserades med avseende på metaller, tributyltennföreningar, haltav vatten och organiskt innehåll. Vid elva utvalda provlokaler analyserades även halt av ett ytterligareett antal organiska miljögifter, och vid fem av dessa analyserades såväl metaller som organiska miljögifter på ytterligare fyra nivåer ned i kärnorna.

Uppmätta halter har klassats utifrån Naturvårdsverkets bedömningsgrunder för sediment. För de ämnen det har varit möjligt, har resultaten även utvärderats gentemot Havs- och vattenmyndighetens förslag på nya effektbaserade bedömningsgrunder från år 2014 för bedömning av ekologisk och kemisk status.

Resultaten visar generellt på högre halter in mot centrala Stockholm. Ämnen som kvicksilver, kadmium, bly, koppar, polycykliska aromatiska kolväten (PAH), polyklorerade bifenyler (PCB),hexaklorbensen (HCB) och TBT återfinns år 2013 i höga till mycket höga halter i detta område.

Blyhalterna i Stockholmsområdet är mycket förhöjda i förhållande till bakgrundsvärdet. Det högsta värdet noterades i Strömmen, men även i Årstaviken och Riddarfjärden är halterna mycket höga. Även kadmiumhalterna är mycket förhöjda i förhållande till bakgrundsvärdet men har en något annorlunda spridningsbild än bly. De högsta kadmiumhalterna uppmättes i Brunnsviken, Årstaviken, Strömmen och Ulvsundasjön. Den högsta kopparhalten, 100 gånger högre än bakgrunden, noterades i Riddarfjärden utanför Långholmens östra udde. Vid de övriga mest förorenade stationerna,Årstaviken, Ulvsundasjön, Strömmen och Brunnsviken, var halten 12–18 högre än bakgrunden. Kvicksilverhalterna var mycket förhöjda i Strömmen, Riddarfjärden och Årstaviken. De högsta silverhalterna i Mälaren noterades i Ulvsundasjön och Årstaviken. På skärgårdssidan erhölls den särklassigt högsta halten i Brunnsviken. Det tydligt påverkade området är av samma storleksordning för bly, kadmium, koppar, kvicksilver och silver, och sträcker sig inifrån Mälaren ut i skärgården till Oxdjupet och Kodjupet. Uppmätta halter av bly och kadmium överskrider i flera fall de av Havs- och vattenmyndigheten förslagna nya bedömningsgrunderna för kemisk status.

Påverkansområdet för de organiska ämnena påminner om det för metallerna. Halterna av PAH är mycket höga i Strömmen, Riddarfjärden och Lilla Värtan, och höga halter noterades i Årstaviken, Ulvsundasjön, Käppala, Bergholmen, Edsviken och Lilla Värtan. För antracen överskrids de föreslagna bedömningsgrunderna för kemisk status vid nästan alla undersökta provlokaler. Mycket höga halter av PCB uppmättes i samtliga områden utom i mellan/ytterskärgården och på Södra Björkfjärden där medelhöga halter noterades. I centrala Stockholm är halterna PCB mer än sex gånger högre än gränsvärdet för mycket hög halt, med ett extremvärde i Riddarfjärden, som med 36 gångers marginal överskrider denna gräns. Hög eller mycket hög halt av HCB uppmättes i åtta av de elva studerade stationerna. För polybromerade difenyletrar (PBDE) och ftalaten DEHP finns inga bedömningsgrunder att relatera till, men klart mätbara nivåer observerades i centrala Stockholm av båda dessa ämnen. Halten tributyltenn (TBT) är mycket hög i hela det undersökta området och den föreslagna bedömningsgrunden för god kemisk status överskrids vid alla stationer utom Kobbfjärden.

Försök att detektera tidstrender har gjorts på två olika sätt i undersökningsmaterialet, dels genom att jämföra halter i ytsediment från de olika provtagningarna 1997–2001, 2007 och 2013, dels genom retrospektiva analyser av sedimentkärnor. Haltjämförelser mellan de olika provtagningarna visar inga tydliga skillnader för varken bly,kadmium, kvicksilver eller zink. Kromhalterna är genomgående lägre vid provtagningen 2013 än vid tidigare provtagningar, troligen beroende på att olika uppslutningsmetoder använts. Silverhalterna visar en tydlig nedåtgående trend i hela undersökningsområdet. Resultaten av de retrospektiva studierna av sedimentkärnor visar dock över lag tendens till sjunkande halter av bly, kadmium, krom, kvicksilver och zink. Vid Riddarfjärden ökar dock kromhalterna och blyhalterna är oförändrade förutom en tydlig haltökning i ytsedimenten. Vid Strömmen noteras oförändrade kvicksilverhalter medan de ökar i S Björkfjärden. I S Björkfjärden noteras till skillnad från övriga stationer oförändrade halter av krom och zink.

Mönstret för koppar är mycket tydligt i hela undersökningsområdet vid jämförelse av de olika provtagningarna, med nästan genomgående ökande kopparhalter på alla de undersökta stationerna,vilket visar på en stor regional ökning av kopparhalterna i sediment. En tänkbar anledning till de ökande halterna kan vara är den på senare tid ökade användningen av koppar som aktivt ämne i bottenfärger. De retrospektiva undersökningarna av sedimentkärnor visar dock tendens till sjunkande kopparhalter vid fyra av de fem undersökta stationerna sedan 1980-talet. Vid Riddarfjärden syns en tydlig haltökning i ytsedimenten.

Haltjämförelser mellan de olika undersökningarna visar inga tydliga skillnader för PAH. Däremot visar de retrospektiva studierna av sedimentkärnor sjunkande halter av PAH under samma period. De uppmätta halterna av PCB och HCB i den här undersökningen är avsevärt lägre jämfört med provtagningen 1997–2002 vid alla undersökta platser. De retrospektiva studierna av sedimentkärnor visar att PCB-halterna har sjunkit påtagligt vid såväl Käppala som Bergholmen sedan 1980-talet, medan de ökat påtagligt i ytsedimenten i Riddarfjärden. Haltförändringen av HCB i sedimentkärnorna ser olika ut vid de olika stationerna, i Riddarfjärden har halterna ökat påtagligt sedan 1980-talet medan de är relativt oförändrade i Bergholmen.

PBDE, TBT, nonylfenol och klorparaffiner har inte analyserats i de tidigare studierna, men ingick i de retrospektiva studierna av sedimentkärnor i denna undersökning. Mätbara halter av PBDE har noteratsi sedimentkärnorna från Strömmen, Käppala och Riddarfjärden, och visar vid alla tre stationerna ökande halter mot sedimentytan. Högst halter av PBDE uppmättes i ytsediment från Strömmen. TBThalternaär i samtliga kärnor avsevärt högre längre ned i kärnorna än i ytsedimenten, med högsta halteri de lager som representerar perioden 1985–1992. Det stämmer överens med användningen av TBT som antifoulingämne i båtbottenfärger som var störst under 1980-talet och sedan förbjöds stegvis från1989 fram till totalförbudet 2008. Halterna av nonylfenol visar klart sjunkande halter från 1980/90-talen fram till idag på fyra av fem undersökta stationer. Såväl kortkedjiga (SCCP) som mellankedjiga(MCCP) klorparaffiner har minskat påtagligt de senaste decennierna.

Sammantaget visar utvärderingen av trender att halterna i sediment verkar ha minskat över tid för PCB, HCB, TBT, nonylfenol samt kort- och mellankedjiga klorparaffiner, medan belastningen av koppar och PBDE har ökat sedan millennieskiftet.

The Stockholm County Administrative Board, the Stockholm Environment and Health Administration,the Edsviken Water Cooperation Group and the Stockholm County Council have conducted asediment survey in an area that stretches from eastern Lake Mälaren to the Stockholm city centre, and then out to the Stockholm archipelago. The survey includes 34 sampling stations and was performedas a follow up of previous surveys conducted in 1997-2001 and 2007. In the present survey, two new stations were established in Ulvsundasjön and Edsviken. The aim of the survey was to examine currentlevels of contaminants in the sediments, and estimate trends since the late 1990s.

Sampling was performed in September/October 2013. Surface sediment (sediment depth 0-2 cm) was collected at all stations, and at five of the stations samples from deeper levels in the sediment were also collected for a retrospective study. Surficial sediment samples were taken in the field by using aspecial extruder designed for Gemini cores. The sediment cores that were analysed retrospectively were sliced in the laboratory. To investigate the historical development of pollutants in the study area, cores from five stations were dated with the 137Cs technique. Very clear peaks of Cs activity, which date from one year after the Tjernobyl nuclear accident in 1986, were registered at all stations except Riddarfjärden in central Stockholm. The annual sediment accumulation rate in the archipelago varies between 10 and 14 mm/year, but is significantly lower at S Björkfjärden in Lake Mälaren, where it was about 5 mm/year.

Surficial sediment from all sampling stations was analysed for metals, tributyltin compounds, dry matter and organic content. At eleven selected sampling stations, levels of an additional number oforganic contaminants were also analysed, and at five of these stations both metals and organic pollutants were analysed at four deeper levels in the sediment cores.

Sediment concentrations were classified on the basis of the Environmental Protection Agency’scriteria for sediment. When possible, the results have also been evaluated according to the Swedish Agency for Marine and Water Management’s proposals for new effects-based criteria from 2014 for the assessment of ecological and chemical status.

The results show generally higher levels of contaminants closer to the centre of the city of Stockholm. Substances such as mercury, cadmium, lead, copper, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs),polychlorinated biphenyls (PCBs), hexachlorobenzene (HCB) and TBT were detected at high or very high levels in this area in 2013.

Lead concentrations in the Stockholm area were elevated in relation to background levels. The highest value was recorded at Strömmen in central Stockholm, but concentrations were also very high at Årstaviken and Riddarfjärden . The cadmium concentrations were elevated in relation to background levels, but the distribution was slightly different compared to that of lead. The highest cadmium concentrations were measured at Brunnsviken, Årstaviken, Strömmen and Ulvsundasjön. A very high concentration of copper, 100 times higher than the background level, was noted at Riddarfjärden just off the eastern point of Långholmen Island. At Årstaviken, Ulvsundasjön,Strömmen and Brunnsviken, the copper concentration was 12-18 times higher than the backgroundlevel. Mercury concentrations were highly elevated at Strömmen, Riddarfjärden and Årstaviken. The highest silver concentrations in Lake Mälaren were observed at Ulvsundasjön and Årstaviken. In the archipelago the highest concentration of silver was detected at Brunnsviken. The area influenced by heavy metals was about the same for lead, cadmium, copper, mercury and silver, and extended from Lake Mälaren out to Oxdjupet and Kodjupet in the archipelago. In many cases, measured levels of lead and cadmium exceeded the new evaluation criteria for chemical status proposed by the SwedishAgency for Marine and Water Management.

The area influenced by the organic contaminants was similar to that influenced by heavy metals. The concentrations of PAHs were very high at Strömmen, Riddarfjärden and Lilla Värtan, and high levels were detected at Årstaviken, Ulvsundasjön, Käppala, Bergholmen, Edsviken and Lilla Värtan. The levels of anthracene exceeded the proposed evaluation criterion for good chemical status at almost allsampling points. Very high concentrations of PCBs were detected at all sampling sites except in the central and outer archipelago and at S Björkfjärden in Lake Mälaren, where relatively high concentrations were noted. In central Stockholm, the levels of PCBs were more than six times higher than the limit for “very high concentrations”, with an extremely high value at Riddarfjärden, wherethis limit was exceeded with a 36-fold margin. High or very high levels of HCB were detected at eight out of eleven sampling stations. For polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and the phthalate DEHP there are no criteria to relate to, but these substances were detected at clearly measurable levels in central Stockholm. The concentration of tributyltin (TBT) was very high throughout the study area,and the proposed evaluation criterion for good chemical status was exceeded at all stations exceptKobbfjärden channel in the archipelago.

Attempts to detect time trends in the investigation area were made using two different approaches. The first was to compare concentrations in surficial sediments from the surveys performed in 1997-2001,2007 and 2013. The second approach was to evaluate trends in deeper levels of dated sediment cores.

Comparisons between the three surveys show no significant differences in levels of lead, cadmium,mercury or zinc. Chromium concentrations were consistently lower in the survey from 2013 than in previous surveys, most likely due to different methods of analysis. Silver concentrations showed a clear downward trend with time throughout the study area. In general, the results of the retrospective studies of sediment cores showed, however, decreasing concentrations of lead, cadmium, chromium,mercury and zinc towards the sediment surface. However, at Riddarfjärden, chromium concentrations increased with time, while the lead concentrations remained unchanged except for a clear increase in the surface sediments. Levels of mercury remained unchanged at Strömmen in central Stockholm, while they increased at S Björkfjärden in Lake Mälaren. Unlike at other sampling stations, unchanged levels of chromium and zinc were noted at S Björkfjärden.

Comparison of the different surveys showed a clear time trend for copper in the entire investigationarea. Copper concentrations increased consistently at almost all the investigated stations. This indicates a significant regional increase in copper concentrations in sediments since the turn of the millennium. A possible reason for the higher levels may be the recent increase in the use of copper as an active agent in antifouling paints. However, the retrospective studies of sediment cores show that since the 1980s, copper concentrations seem to have decreased at four out of five investigated stations.At Riddarfjärden concentrations of copper increased clearly in the surface sediments.

Comparisons between the three surveys showed no clear differences in PAH concentrations over time. In contrast, the retrospective studies of sediment cores indicated declining levels of PAHs during thesame period.

The concentrations of PCBs and HCB found in this study were considerably lower compared to thesurvey of 1997-2002 at all investigated sites. The retrospective studies of sediment cores show that PCB levels have dropped significantly at both Käppala and Lilla Värtan since the 1980s, while they increased significantly in the surface sediments at Riddarfjärden. The trends in concentrations of HCB in the sediment cores varied widely at the different sampling stations. At Riddarfjärden levels have increased significantly since the 1980s, while they were relatively unchanged at Bergholmen.

PBDEs, TBT, nonylphenol and chlorinated paraffins were not analysed in the previous surveys, but were included in the retrospective studies of sediment cores in 2013. Measurable concentrations of PBDEs were noted in sediment cores from Strömmen, Käppala and Riddarfjärden, and levelsincreased towards the sediment surface. The highest concentrations of PBDEs were found in surface sediments from Strömmen. In all cores, TBT concentrations were significantly higher in deeper layers compared to surficial sediments, and the highest concentrations were found in layers from 1985-1992. The results are consistent with the historical use of TBT as an active agent in antifouling paints. The use of TBT peaked in the 1980s and was then phased out gradually from 1989 until a total ban was imposed in 2008. The concentrations of nonylphenol clearly decreased from the 1980/90s until 2013 at four out of five sampling stations. Both short-chain (SCCP) and medium-chain (MCCP) chlorinated paraffins have decreased substantially in recent decades.

Overall, the trend analyses show that sediment concentrations of PCBs, HCB, TBT, nonylphenol andshort-chain and medium-chain chlorinated paraffins have decreased over time, whereas the loads of copper and PBDEs have increased since the millennium shift.