Delaware River Basin Commission

Report 1 Downloads 67 Views
Delaware River Basin Commission Updating TMDLs for  PCBs for the Delaware Estuary Thomas J. Fikslin, Ph.D. Namsoo S. Suk, Ph.D. Delaware Estuary Science & Environmental  Summit   January 24, 2017

Outline Background  History of PCB TMDLs in the Delaware Estuary  Need for Update of Stage 1 TMDLs Comparison of Loadings:  Stage 1 vs Stage 2 Stage 2 Principles Proposed Schedule

2

TMDL History  The estuary consists of 5 

water quality management  units called Zones.  EPA Regions II & III establish  Stage 1 PCB TMDLs for Zones  2 – 5 in December 2003.  Each Zone is assigned a TMDL.

 EPA Regions II & III establish 

Stage 1 PCB TMDL for Zone 6  (Delaware Bay) in December  2006.

TMDL History (cont.) These TMDLs were complicated for several reasons: 1) Legal deadlines. 2) The current human health criteria of both the states and the  3) 4) 5) 6) 7)

DRBC at that time needed updating. Point and non‐point sources were not well characterized. A PCB water quality model was needed to develop the TMDLs. An equitable wasteload allocation procedure was needed. An implementation strategy was needed to address the  concerns of stakeholders. Consensus decision for a staged approach for TMDLs.

Stage 2 TMDLs 

Stage 2 TMDLs are needed to:  Update the TMDLs to the revised WQ criterion,  Refine loadings using consistent, high quality data,  Utilize a new, more equitable wasteload allocation  procedure agreed upon by stakeholders,  Implement a new procedure for developing the TMDLs for  each Zone, and  Include a revised implementation strategy for point and  non‐point sources as an Appendix to the Stage 2 TMDL  report.  Provide certainty to this long‐term process.

Stage 2 TMDLs  The conceptual approach for  developing the Stage 2 TMDLs involved: 1) The use of a uniform Total PCB criterion of 16 pg/L. 2) The use of a representative hydrological year (February 2002 – January 31, 2003) for long‐term model simulations. 3) The use of an allocation procedure called Equal Effluent  Concentration (EEC). 4) Use of an explicit Margin of Safety of 5% (same as in Stage 1  TMDLs). 5) Comparisons of Stage 1 PCB loadings from each source category to  the current loadings from each category.

Stage 2 TMDLs By Zone  Stage 2 TMDLs for each of the Zones 2 – 6 consist of wasteload  allocations (WLAs) for point sources including CSOs and MS4s,  and load allocations (LA) for non‐point sources including:  Contaminated sites,   Tributaries,   Two upstream boundaries (Delaware River at Trenton and the  Schuylkill River), and   the remaining non‐point sources (direct runoffs and  atmospheric deposition).  Allocations were calculated by multiplying the daily average flows  during the cycling year by a water quality target of 15.2 pg/L.

Point Sources

Comparison of Stage 1 and Stage 2 Annual Penta‐PCB loads ‐ Point Sources  1.2

137 Outfalls

1.00 1.0 Penta‐PCB load (kg/year)

96 NPDES  Permittees

0.83 0.8 0.6

0.53

0.51 0.34

0.4 0.2

0.17

0.20 0.09 0.001 0.008

0.0 Zone 2

Zone 3

Stage 1 Load

Zone 4

Stage 2 Load

Zone 5

Zone 6

Contaminated Sites

Comparison of Stage 1 and Stage 2 Annual Penta‐PCB loads  ‐ Contaminated Sites  4.5 4.0 Penta‐PCB load (kg/year)

97 Sites: NJ – 8 PA – 20 DE – 69

4.25

3.5 3.0 2.5 2.0 1.37

1.5 0.859

1.0

0.316

0.5 0.0

0.50

0.001 0.002 Zone 2

Zone 3

Stage 1 Load

Zone 4

Stage 2 Load"

0.121 Zone 5

Zone 6

Tributaries 37 Tributaries Comparison of Stage 1 and Stage 2 Annual Penta‐PCB loads  ‐ Tributaries 0.7 0.6

0.58

0.55 0.51

penta‐PCB load (kg/year)

NJ – 13 PA – 6 DE ‐ 18

0.48

0.5 0.4 0.3

0.53

0.36 0.31

0.29

0.28

0.2 0.1 0.00

0.0 Zone 2

Zone 3

Stage 1 Load

Zone 4

Stage 2 Load

Zone 5

Zone 6

Major Upstream Boundaries Comparison of Stage 1 and Stage 2 Annual Penta‐PCB loads ‐ Delaware River at Trenton and Schbuylkill River 4.0

3.65

Penta‐PCB Load (kg/year)

3.5 3.0 2.5

2.63

2.57

2.13

2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Delaware River at Trenton

Schuylkill River Upstream Boundary

Stage 1 Loads

Stage 2 Loads

Comparison of Annual Penta‐PCB Loads from each  Source Category 7.9

Annual penta‐PCB Load (kg/year)

Stage 1 Penta‐PCB Load

Stage 2 Penta‐PCB Load

6.1

3.6 3.2 2.9 2.6

2.6 2.1 1.7

1.9

1.8

1.7

1.3 1.0

0.8 0.5

CONTAMINATED  SCHUYLKILL RIVER DELAWARE RIVER  SITES AT TRENTON

OTHER  TRIBUTARIES

POINT SOURCES

Source Category

CSOS

MS4S

REMAINING NPS

Current Status

 Significant reductions (over 70%) in loading from point sources  occurred following establishment of Stage 1 TMDLs through the  implementation of Pollutant Minimization Plans through NPDES  permits, and monitoring to track progress.  The additional Stage 2 implementation requirement of Action  Levels will serve to maintain loading reductions achieved.  Focused effort is needed in Stage 2, however, to: 1. Further identify and reduce loadings from contaminated sites. 2. Develop and implement TMDLs in tributaries with a priority on  those with the largest PCB loading.  Are the loadings reductions reflected in the media???

PCBs in Fish Tissue Delaware River Estuary 2000 to 2015

Nanograms per gram (ppb) - wet weight

2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 2000-01

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Years

White Perch

Channel Catfish

2010

2012

2015

Historical Trend in PCBs in Fish Tissue Crosswicks Creek - Delaware Estuary 2,000 1,800

Nanograms per gram (ppb) ‐ wet weight

1,600 1,400 1,200

CC – 123 ppb WP – 79 ppb

1,000 800 600 400 200 0 2000-01

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Years Channel Catfish

White Perch

2010

2012

2015

Historical Trend in Total PCBs in Fish Tissue Tacony-Palmyra Bridge - Delaware Estuary 2,000 1,800

Nanograms per gram (ppb) wet weight

1,600 1,400 1,200 1,000 800 600 400 200 0 2000-01

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Years

Channel Catfish

White Perch

2010

2012

2015

Summary  The adaptive management approach utilized for the PCB  TMDLs for the Delaware River Estuary is working, but this  approach requires periodic assessment of progress and  adjustment.  The Stage 2 TMDLs reflect this approach through the  measurement of progress, the updating of the TMDLs, and  the implementation strategy that will continue progress to  achieving the TMDLs.  While some progress is evident, the focus of load reductions  in Stage 2 needs to shift to contaminated sites and tributaries  while load reductions at point sources continue under the  PMPs.

Acknowledgements The authors wish to acknowledge the  following members of the Science & Water  Quality Management Branch who  contributed to the development of the Stage  2 PCB TMDLs: John Yagecic, P.E. Gregory Cavallo, P.G. Elaine Panuccio