Urban runoff carries a variety of compounds many of which are largely unknown organic pollutants occurring in low concentrations. This study combines analyses targeting known contaminants (metals, phthalates and nonylphenols, octylphenols and their ethoxylates) with effect-based methods that indicate the mixture effects of known and unknown substances. The potential chemical hazard of roof runoff was investigated during a rain event sampled in June in Luleå, northern Sweden. The investigation included measures of oxidative stress response, aryl hydrocarbon (AhR) activation, and endocrine disruption (androgenic, antiandrogenic and estrogenic effects) of the dissolved and the particulate phases in the water. In the runoff, significant metal release from copper (5320 μg Cu/L), zinc (8690 μg Zn/L) and galvanized roofs (8050 μg Zn/L) was observed, whereas for organic compounds only DINP (280 μg/L) and DEHP (1.8 μg/L) were detected from one of the PVC roofs. Results on biological effects showed cytotoxic interference for most samples and genotoxicity for all samples. For each assay, specific effects were detected in ≥50 % of the samples except for androgenic activity. Most commonly, oxidative stress and AhR activity were observed. For oxidative stress, the range of BEQ concentrations was <14–131 μg/L tBHQeq (dissolved phase) and 9.04–50.8 μg/L tBHQeq (particulate phase). For AhR activity, the range was <0.427–5.8 ng/L TCDDeq (dissolved phase) and 0.383–23.5 ng/L TCDDeq (particulate phase). Particles accounted for a high share of activity in runoff for the AhR assay (>70 % for majority of samples), whereas for the other assays the share was more variable. Results of this study suggest that chemicals present in the roof runoff may cause biological effects that are higher compared to drinking water samples and in similar ranges to those previously reported for stormwater from larger catchments for oxidative stress and AhR activity.

This study investigated the relationship between biological effects and contamination profiles in sediments from 17 stormwater sedimentation facilities across four Swedish municipalities. Sediment extracts were examined using a battery of in vitro bioassays targeting five modes of action: aryl hydrocarbon (AhR), estrogenic (ER), androgenic (AR), antiandrogenic (AntiAR) receptors, and oxidative stress (Nrf2) activities, along with cytotoxicity. Significant differences in biological activities across cities aligned with patterns in previously characterized profiles of 259 urban-sourced organic substances. Concentrations of bioactive substances correlated positively with biological activities; however, they explained only a limited fraction (typically <10%) of the observed effects, suggesting the influence of unmonitored substances. Among the examined substances, polycyclic aromatic hydrocarbons and alkylphenols were the most prominent drivers of chemically explained biological activities across end points. A masking effect between AR and AntiAR was revealed, with negative correlations between AR responses and agonist concentrations indicating dominance of antiandrogenic activity. Cytotoxicity rankings across samples did not align with acute toxicity previously measured on the same sediments using Microtox. However, overall cytotoxicity correlated significantly with chemical contamination indicators. These findings highlight the relevance of effect-based tools in capturing mixture effects in stormwater sediments and support their integration alongside chemical analysis in sediment quality assessments.

Changes in stormwater, snowmelt and copper roof runoff quality on circulation through seven different pipe materials (polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), glassliner (GL), feltliner (FL), galvanized steel (GS), new concrete (NC) and old concrete (OC)) are explored for a range of parameters including total, dissolved and truly dissolved metals. Circulation through all pipe materials led to increases in pH, with levels of other basic physico-chemical parameters relatively unaffected. Both increases and decreases in all Cu, Pb and Zn fractions were observed for PVC, PP, FL and GL pipes whilst circulation through GS increased total, dissolved and truly dissolved Zn. In contrast, circulation through NC and OC led to decreases in all metal fractions (with some exceptions for dissolved and truly dissolved Cu). Overall, results indicate that contact with pipe materials can impact stormwater pollutant concentrations, and thus has implications for achieving compliance with the EU Water Framework Directive.

Exterior building materials contribute to stormwater runoff pollution but knowledge of how ecological impacts may vary between different types of building materials remains limited. This study combined chemical analyses of runoff from seven different building surface materials with toxicological response analyses as a contribution to addressing this knowledge gap. Results indicate a range of inorganic (e.g. copper, zinc) and organic substances (e.g. diisononyl phthalate, DINP, and nonylphenol) are mobilised by runoff, with concentrations varying between differing materials and rain events by up to three orders of magnitude. Toxicological analysis involving algae, daphnids and fish embryos, indicated that acute and chronic effects also varied between building materials and events, as well as species. For example, copper sheet runoff (maximum concentration 2900 µg/L) exhibited the strongest acute toxic effect on all three test organisms (≥80 % effect irrespective of event and species). Chronic reproductive effects were reported for Daphnia magna on exposure to PVC and bitumen felt roof runoff. Results show that runoff from several building surface materials commonly found in urban areas can cause acute and chronic effects on aquatic organisms. Findings could support users to identify environmentally sustainable building materials as a contribution to reducing pollution emissions from cities to receiving waters.

32 urban stormwater pond sediment samples were analyzed for 259 organic substances, 13 trace elements, physico-chemical parameters and acute toxicity of eluates to the bioluminescent bacteria Aliivibrio fischeri according to the Microtox® method. Five of these samples showed some toxicity to Aliivibrio fischeri. Statistical analysis was conducted to identify substances with significantly different concentrations between toxic and non-toxic samples, as well as differences in contaminant patterns between these sets. Results showed no significant differences in trace element, organic contaminant concentrations or overall contaminant patterns between toxic and non-toxic samples. However, dissolved oxygen was significantly lower in toxic than in non-toxic samples, likely due to an influence on the lability of contaminants. This work highlights the difficulty of conducting a pertinent and robust environmental hazard assessment for complex matrices composed of a large number of substances present at low concentrations and discusses the advantages and limitations of both chemical and biological approaches to environmental hazard assessment for urban stormwater sediments. Because the evaluation of urban stormwater sediments is so complex, to comprehensively and accurately analyse its risks, it is very important to consider both biological and chemical factors. Considering both will provide an accurate identification of possible risks and enhanced control of environmental risks in urban areas.

Denna studie undersökte ekologiska effekter av urbanisering och urban dagvattenavrinning på vattendrag som passerar genom urbana områden. Diversitet av makroevertebrater (ryggradslösa djur) analyserades med environmental DNA (eDNA) metabarkodning av biofilmprover. Dessa har samlats in vid flera platser längs tre vattendrag i södra Sverige. Proverna samlades in längs en gradient från landsbygd uppströms till urbanpåverkade områden nedströms. Generellt dominerades makroevertebratsamhällena av föroreningståliga taxa, särskilt Chironomidae (fjädermyggor), vilket indikerar antropogent tryck längs provsträckan från uppströms till nedströms. Även om diversiteten ökade nedströms speglade detta en ökad heterogenitet av habitat som gynnar föroreningståliga arter snarare än ekologiska förbättringar, vilket speglar en möjlig påverkan från urbana områden och därmed från dagvatten.

Dagvattenutsläpp kan ge upphov till biologiska effekter i urbana vattenmiljöer. I denna studie togs bottensedimentprover från fyra vattendrag, både uppströms och nedströms urbana och industriella områden. Proverna analyserades med fem in vitro-biotester som riktar in sig på aktivering av östrogenreceptorer (ER), androgenreceptorer (AR), arylkolvätereceptorer (AhR), hämning av AR (Anti-AR) samt induktion av oxidativ stress (Nrf2). Resultaten kompletterades med kemisk analys av 82 föroreningar som förekommer i urban avrinning. Så kallad "iceberg-modellering" användes för att identifiera vilka dagvattenrelaterade ämnen som driver de observerade biologiska effekterna.

Provtagningspunkter nedströms dagvattenutsläpp uppvisade förhöjd biologisk aktivitet, särskilt kopplat till AhR-aktivering och oxidativ stress. Intressant nog noterades ökad ER-aktivitet främst vid uppströms punkter med låg urban påverkan och större inslag av jordbruk. Iceberg-modelleringen indikerade att flera högmolekylära PAH:er, såsom benzo[k]fluoranten, potentiellt kan bidra till effekter inom flera av de analyserade verkningsmekanismerna. Resultaten antydde även att 4-tert-oktylfenol teoretiskt skulle kunna påverka främst ER- och Anti-AR-respons. För vissa PFAS visade modelleringen platsberoende potentiella bidrag; vid NrkC föreslogs exempelvis att FOSA kan stå för en del av den beräknade Anti-AR-aktiviteten. I ett enskilt fall (NrkA) var PFOA den enda substans som bidrog till den kemiskt beräknade Nrf2-effekten, men detta utgjorde endast en mycket liten andel av den observerade bioaktiviteten.

Resultaten understryker att urbant dagvatten är en transportväg för biologiskt aktiva föroreningar till recipienter, och att detta vidgar perspektivet bortom vad riktade kemiska analyser ensamma kan avslöja.

Urbant dagvatten transporterar ett stort antal organiska ämnen från många olika källor i stadsmiljön. På senare tidhar effektbaserade analyser utvecklats för att komplettera kemiska analyser och karakterisera biologiska effekter avkemiska blandningar. Denna rapport syftar till att öka kunskapen om olika typer av dagvatten kan orsaka oxidativstress (Nrf2), aktivera arylhydrokarbonreceptorn (AhR), östrogenreceptorn (ER), androgenreceptor antagonism(Anti-AR) och agonism (AR), samt genotoxicitet. Proverna bestod av (i) avrinning från åtta vanligt förekommandetak/byggnadsmaterial samt (ii) dagvatten från tre urbana avrinningsområden med olika markanvändning. Resultatenvisade att de vanligaste effekterna för båda typerna av vatten var AhR-aktivitet. För proverna från takavrinninganalyserades löst och partikulär fas var för sig och den partikulära fasen stod för en stor andel av den totala effektenav AhR-aktivitet (>70 %) i proverna. Den högsta toxiciteten observerades i avrinning från bitumenbaserad takpapp,takdukar av PVC samt metallplåtar av koppar, zink, och korrugerad och belagd stålplåt. Takavrinningsproverna ochdagvattenproverna från hela avrinningsområden uppvisade liknande nivåer för oxidativ stress och Anti-AR, medanprover från hela avrinningsområden uppvisade betydligt högre BEQ- koncentrationer för AhR och ER.

Studien undersöker ekotoxikologiska risker kopplade till sediment från 17 dagvattenanläggningar i Sverige genom att använda en uppsättning in vitro cell-baserade bioanalyser. Dessa analyser riktades mot fem verkningsmekanismer: arylkolvätereceptor (AhR), östrogenreceptor (ER), androgenreceptor (AR), antiandrogenaktivitet (AntiAR) samt oxidativ stress (Nrf2), tillsammans med cytotoxicitet. Sedimentextrakt framställdes med vatten- och metanolbaserade extraktioner för att simulera olika exponeringsvägar. Resultaten visade utbredda biologiska aktiviteter, där AhR, ER och Nrf2 oftast påvisades, och metanolextrakt uppvisade betydligt högre potenser än vattenextrakt. Cytotoxicitet korrelerade starkt med kemiska föroreningsindikatorer, vilket understryker bioanalysers relevans för riskbedömning av sediment. Icebergmodelleringvisade att kvantifierade föroreningar endast förklarade en liten del (<10 %) av de observerade effekterna, vilket tyder på betydande bidrag från okända ämnen. Polycykliska aromatiska kolväten och alkylfenoler var de viktigaste kemiska drivkrafterna där de identifierades. Sammantaget framhäver resultaten vikten av att integrera effektbaserade metoder med kemiska analyser för att fånga blandningseffekter och förbättra bedömningen av sedimentkvalitet, samtidigt som studien väcker oro för att dagvattenanläggningar kan fungera som ekologiska fällor för djurliv.

Studien undersöker förekomst, koncentration och spridning av mikroplaster i vägdiken och slänter längs vägar med varierande trafikmängd i Sverige och Tyskland. Mikroplaster, som bildas främst från däckslitage, asfalt och vägmarkeringar, kan spridas via vind, regn och dagvatten, och ackumuleras i jord och vegetation nära vägar. Prover togs under hösten och vintern 2023 på olika avstånd från vägar med årsdygnstrafik (ÅDT) mellan 2 500 och 50 000 fordon per riktning. Analys med Pyrolysis-GC-MS omfattade 12 polymerer, varav PVC var vanligast förekommande, medan markörer för däckslitage (SBR och polyisopren) påträffades i få prover. Totalt kunde inga tydliga mönster kopplas till trafikintensitet eller avstånd till väg. Studien drar slutsatsen att förekomsten av mikroplast i vägdiken är lägre än väntat. Detta anses dock inte som ett generellt tillämpbart resultat utan kan vara specifikt för denna studie. Anledningen till de låga upptäckta mikroplastmängderna är oklar.