| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Metalafgivelse til drikkevand

1. Introduktion

1.1 Projektets baggrund og formål

Drikkevand kan optage metaller under transport i ledningsnettet. Det er hensigten at vandet ved tapstedet skal være velsmagende og fri for sundhedsskadelige stoffer. Vandets sammensætning og de anvendte materialer i husinstallationerne, hvor opholdstiden kan være lang, har indflydelse på hvordan metalafgivelsen til vandet bliver. Miljøministeriet har fastsat krav til vandets sammensætning efter at vandet er behandlet i vandværk og til metalindhold målt i vandet ved tapstedet.

I 1998 udkom et nyt EU direktiv om vandkvalitet [1]. Det har givet anledning til omarbejdning af nationale regler. Der er netop fremlagt forslag til revideret udgave af Miljøministeriets Bekendtgørelse om vandkvalitet og tilsyn med vandforsyningsanlæg af 1988 [2 og 3]. Tabel over højest tilladelige værdier er gengivet i bilag A.

Indeværende projekt har til formål at undersøge metalafgivelse fra en række gængse metalliske materialer i husinstallationer efter henstand i forskellige vandtyper. Rustfrit stål, varmforzinket stål, messing og forchromet messing er undersøgt i 4 vandtyper med varierende hårdhed, hydrogencarbonat- og neutralsaltindhold. Der er analyseret for metallerne:

Zink, Zn
Kobber, Cu
Bly, Pb
Tin, Sn
Cadmium, Cd
Arsen, As
Chrom, Cr
Nikkel, Ni
Molybdæn, Mo

som alle indgår i større eller mindre mængde i de undersøgte konstruktionsmaterialer. Der er sideløbende foretaget en enkelt måleserie på blandingsbatterier i installationer i en bebyggelse i København.

1.2 Mekanisme for metalafgivelse

Når drikkevand transporteres fra vandværk til forbruger vil der ske kemiske reaktioner mellem vand og rørmaterialer. Korrosionen der herved sker på metalliske materialer er af elektrokemisk natur. På metaloverfladen forgår der to forskellige typer delprocesser som eventuelt udspiller sig på hvert sit areal. Der dannes små elektriske kredsløb med samtidigt forløbende anodeprocesser, hvor der sker oxydation, og katodeprocesser, hvor der sker reduktion. [4].

Korrosionen resulterer herved i forskellige effekter. Der vil forekomme jævne eller lokaliserede angreb på rørmaterialerne. Der vil dannes opløst metal i vandet og der vil eventuelt udfældes faste stoffer i form af partikler eller fastsiddende belægninger.

De elektrokemiske processer i drikkevand har oftest reduktion af ilt som forudsætning. I første trin bevirker de, at metallet oxyderes på ionform [4]. Metalionerne, der opløses i vandet, reagerer videre med andre kemiske forbindelser i vandet. På metaloverfladerne vil der herved udfældes faste stoffer i form af belægninger af mere eller mindre beskyttende art. Belægningernes kvalitet får stor indflydelse på den fortsatte metalafgivelse, som kun er mærkbar når vandet har stået en vis tid i installationen. Hvis ilten efter lange opholdstider bliver opbrugt i vandet, kan der tilføres vandet metalioner ved opløsning af tidligere udfældede korrosionsprodukter [5 og 6].

Mængden af metal, som findes i vandet ved tapstedet, er afhængig af en række parametre, således

	Henstandstid
	Vandkvalitet, herunder skiftende vandtype
	Materiale, sammensætning, korrosionsegenskaber, overfladefinish
	Konstruktion, dimension, placering, andre metaller m.v.
	Vandforbrug, eget og naboers forbrug, aftapningsmønster
	Vandforbrug ved idriftsætning
	Temperatur
	Installationens alder

Der er i Danmark og i andre lande foretaget mange målinger af metalafgivelser for kobber i afhængighed af en række parametre[7,8,9,10,11 og 12].

I figurerne 1 - 8 er vist eksempler og principper for kobberafgivelsens afhængighed af henholdsvis: henstandstid, vandkvalitet (pH, HCO₃), temperatur, installationens alder (driftstid), samt vandforbrug og andre variationer i lejligheder i bebyggelse.

Figur 1.
Kobberkoncentration som funktion af henstandstid. 13/15 mm rør i hårdt vand. [9]

Figur 2.
Vandsammensætning har indflydelse på metalafgivelsen. Kobberafgivelse er her vist som funktion af pH. Målingerne er foretaget på bebyggelser i Holland [10].

Figur 3.
Målinger i danske bebyggelser af kobberindhold efter veldefineret henstandstid. Kun middelværdier er markeret i diagrammet [7].

Figur 4.
Kobberafgivelse som funktion af henstandstid for 2 forskellige vandtyper. Kobberafgivelsen er mindsket for et meget hårdt vand (hydrogencarbonat 6,5 mmol/l og pH 7.7) ved delvis blødgøring og forøgelse af pH [10].

Figur 5.
Temperaturens indflydelse på afgivelse af kobber fra rørsystem. Afgivelsen er i 20 ud af 24 tilfælde lidt højere i varmt end i koldt vand [12].

Figur 6.
Rørinstallationens alder har indflydelse på kobberafgivelsen. Helt nye rør har som regel den største metalafgivelse [10].

Figur 7.
Principiel indflydelse af driftstid på metalafgivelse i henstandsprøver. Afgivelsen stabiliserer sig når der er dannet beskyttelseslag. Maximumdelen af kurven kan vare fra 1 uge til halve år eller mere afhængig af legering og undersøgt metal [13].

Figur 8.
Kobberafgivelsen varierer stærkt i boligerne indenfor en bebyggelse, idet vandforbrug har stor indflydelse på beskyttende belægningsdannelse. Målinger fra område med hårdt vand fra København (pH 7.5, HCO₃^- 5,4 mmol/l)

De mange faktorer, der påvirker metalafgivelsen, har også den virkning at der i forskellige situationer er varierende mekanismer, som er styrende for metalafgivelsen [13]. Nedenfor er listet mulige styrende mekanismer

	Opløselighed
	Iltkoncentration
	Bimetalliske effekter
	Overfladefinish af metallet
	Belægningsdannelse med tiden
	Vandsammensætningen

Da der i et driftsforløb med tiden sker ændringer i den styrende mekanisme, kan det være vanskeligt gennemskueligt hvad der er baggrund for den resulterende metalafgivelse.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |