Kan vi bruke sensorer for å overvåke tunnelvasking?

Vei og trafikk er en kilde til spredning av mange ulike forurensningsstoffer inkludert blant annet partikler, metaller, oljeforbindelser og mikroplast til vannmiljøet. I tillegg til avrenning fra vei i dagen, er utslipp av forurenset vaskevann i forbindelse med renhold av veitunneler en potensielt stor kilde til forurensning.

Fra manuelle prøver til sensorbasert overvåkning

Tunnelvaskevann er betydelig mer forurenset sammenlignet med vanlig avrenning av overvann fra vei, og i tillegg kan vaskevannet inneholde vaskemidler. Utslipp av tunnelvaskevann kan derfor utgjøre en betydelig risiko for skade på vannmiljøet, og flere tunneler har derfor installert rensetiltak for tunnelvaskevann. Et typisk rensetiltak for tunnelvaskevann er sedimentasjonsbassenger der vannet pumpes til et basseng hvor det står i ca. 3 uker før det pumpes ut. Mye av forurensingen vil da sedimentere slik at vannet som pumpes ut er mye renere. Mange av tunnelene har utslippstillatelse etter forurensingsloven med angitte krav som skal overholdes. I dag tas det ofte prøver av tunnelvaskevannet før utslipp ved å ta en vannprøve som sendes til et laboratorium for analyse.

– Vi ønsket å teste ut digitalisering av overvåkning, hvor man går fra manuell prøvetaking til sensorbasert overvåkning i sanntid, forteller Lene Sørlie Heier og Lene Jacobsen fra Statens vegvesen. Dette ønsket er bakteppet for kvalifiseringsprosjektet SensorTUNNEL.

Mer detaljer om kvalifiseringsprosjektet SensorTUNNEL

Statens vegvesen søkte sammen med NIVA og Cautus Geo AS om midler fra Regionalt forskningsfond (RFF) Oslo om midler til kvalifiseringsprosjektet SensorTUNNEL våren 2021 og fikk bevilget kr. 350 000 i støtte. Prosjektets totale økonomiske ramme var kr. 530 000.

Målet for kvalifiseringsprosjektet var å utvikle et informativt og kostnadseffektivt sensorbasert overvåkningssystem av forurensninger i tunnelvaskevann ved bruk av standard vannkvalitetssensorer og virtuelle sensorer. For å teste dette ut ble det samlet inn vannprøver og satt ut sensor i forbindelse med vask av Smestadtunnelen i Oslo.  Vannprøver ble samlet inn for analyse av partikler, metaller og mikroplast samtidig som vannkvaliteten ble logget med en sensor med høy tidsoppløsning ved to omganger med tunnelvask i Smestadtunnelen. Ole Kristian Kjosbakken (Statens vegvesen) som er byggeleder for drift og vedlikehold av tunnelkontraktene i Oslo og Akershus har bistått prosjektet hele veien.

Resultater i prosjektet hittil

Prosjektet er gjennomført med godt samarbeid mellom de tre partnerne. Heier og Jacobsen oppsummerer de viktigste resultatene fra SensorTUNNEL hittil:

1. Gjennom workshops med inviterte deltagere fra miljøforvaltningen (Statsforvalteren, Oslo kommune) og ulike veieiere (SVV, Nye Veier AS, og Viken Fylkeskommune) har vi identifisert et ønske og et behov for et mer informativt og kostnadseffektivt overvåkningssystem av forurenset tunnelvaskevann. 
2. Vi har ved bruk av vannkvalitetssensorer vist at ved å måle turbiditet kan vi også få informasjon om innholdet av andre parametere som suspendert stoff (partikler) og bildekkpartikler (mikroplast), og at det derfor er mulig å bruke signaler fra en slik sensor som proxy (stedfortreder) for andre forurensningsstoffer.
3. Vi har demonstrert hvordan sensormålinger kan presenteres visuelt i webbaserte løsninger (dashboard). 
4. Vi har avdekket at det er videre behov for FoU for å utforske de foreløpige resultatene mer i detalj. Det er behov for å gjøre nye undersøkelser av sensorer (flere typer sensorer) og ulike miljøgifter i tunnelvaskevann. Det er også et behov for å teste ut denne type sensorbasert overvåkning i en større skala, dvs. i flere tunneler og i sanntid. 

Veien videre

– Det er interessant å jobbe videre med spørsmålet om sensordata kan brukes til å etablere digitale tvillinger for forbedret forståelse av håndtering av tunnelvaskevann, sier Heier og Jacobsen.

De utdyper:

– Sanntidsovervåking av vannkvalitet er mye brukt i anleggsprosjekter, men vi vil jobbe videre med å undersøke om sanntids-overvåkning kan benyttes for drift og kontroll av tunnelvaskevann. Dette kan gi eksempelvis gi informasjon om vannet bør renses eller ikke. Det kan være et nyttig hjelpemiddel for å designe, planlegge og optimalisere renseprosessene. Andre type data kan også inkluderes i overvåkingen (eksempelvis trafikkdata, luftkvalitet med mer) som kan bidra til å bygge modeller.

Bedre oversikt over renseprosessen i alle ledd

Sensorbasert overvåkning kan benyttes til bedre å svare ut krav og forventninger i utslippstillatelser fra Statsforvalteren og til å fremskaffe data som kan brukes i planlegging, bygging og drift av eksisterende og nye tunneler. Sensorbasert overvåkning kan gi mer informasjon enn dagens «stikkprøve-praksis» hvor resultatene ofte kommer 2-3 uker etter at prøvene er sendt laboratoriet.

– Veieiere og miljøforvaltning har behov for både å kartlegge og dokumentere forurensningsstoffer i tunnelvaskevann på en bedre måte, i tillegg til å kartlegge og dokumentere renseeffekten av tiltakene, avslutter Heier og Jacobsen.

Samarbeidspartene i SensorTUNNEL

• Statens vegvesen ved Klima og miljø i Transport og samfunn har vært prosjekteier. Lene Sørlie Heier har vært faglig ansvarlig og Lene Jacobsen administrativt ansvarlig.

• NIVA (Norsk institutt for vannforskning) har vært FoU-partner, og Sondre Meland (NIVA) prosjektleder.

• Cautus Geo AS har vært bedriftspartner og Jørgen Engebretsen (Cautus Geo)  har hatt hovedansvaret for å tilpasse målesystemet og  installere sensorer i felt.

• Kjersti Wike Kronvall (Statens vegvesen) har også bistått prosjektet. Kjersti har lang erfaring fra Miljøseksjonen i Vegdirektoratet og nå også som Ytre Miljø--koordinator i forbindelse med tunnelrehabilitering i Oslo.

Les også: Cautus Geo sanntidsovervåker tunnelvask