AOX udredning, litteraturstudium

7. AOX og chlororganiske stoffer i miljøet

7.1   Naturlige forbindelser og baggrundsniveauer af AOX i ferskvand


Halogenerede forbindelser er ofte identiske med menneskeskabte miljøfremmede forbindelser, eksempelvis:
Chlorerede opløsningsmidler
Chlorerede pesticider
Chlorphenoler
Bromerede flammehæmmere
PCB
Dioxiner
DBP = desinfektion by-products

De chlorerede organiske forbindelser betragtes traditionelt som uønskede i miljøet. Chlororganiske stoffer er som gruppe opført på EU’s liste over stoffer, der så vidt muligt skal undgås, ligesom der er 10 halogenerede stoffer/stofgrupper på den danske liste over uønskede stoffer [47].

En række chlorerede organiske stoffer har erkendte egenskaber, der er betænkelige med hensyn til miljø og sundhed: giftighed, persistens, bioakkumulerbarhed, kræftfremkaldende effekt og mutagenicitet. Risici ved stofferne varierer afhængig af det enkelte stofs egenskaber fra fuldstændig uproblematiske (f.eks. chlorholdige humusstoffer, se afsnit 7.1) til stærkt problematiske stoffer (f.eks. MX, se afsnit 6). Det er således nødvendigt at foretage en differentieret vurdering af de enkelte stoffer.

7.1 Naturlige forbindelser og baggrundsniveauer af AOX i ferskvand

Det er igennem de seneste 15 år erkendt, at halogenerede organiske stoffer også optræder som naturlige stoffer i miljøet. Dette har ikke i sig selv en betydning for vurderingen af risici for miljø og sundhed, idet stoffer er lige giftige eller ugiftige, om de kommer fra naturen eller er menneskeskabte. På den anden side skal baggrundsniveauet for en række stoffer tages i betragtning, når der opstilles krav til koncentrationer og udledninger af stoffer, som forekommer naturligt.

De naturligt forekommende chlororganiske stoffer dannes først og fremmest af organismer i havet (primært bromerede og ioderede stoffer), af svampe og planter, der lever på land (primært chlorerede stoffer), samt ved naturlig nedbrydning af organisk stof i jord, lossepladser mv (primært chloreret humus, chloroform og formodentlig trichloreddikesyre).

Af relevans for denne rapport er først og fremmest, at ferskvand indeholder et måleligt AOX på grund af naturligt indhold af chlorerede humusstoffer, samt at chloroform kan findes i grundvand af naturlige årsager.

Et landsdækkende dansk måleprogram viste [19], at baggrundsniveauet for AOX i uforurenet grundvand i Danmark var 1-15 µg/L. For grundvandsmagasiner i marine, postglaciale lag, samt for meget humusholdige grundvandstyper, blev der fundet højere værdier af AOX, uden at der var tale om forurening. Der blev analyseret 142 grundvandsboringer, hvor AOX indholdet i 90 % af prøverne var under 15 µg/l, i 5 % mellem 15 og 29 µg/L og i 5 % over 30 µg/L med et gennemsnit på 7 µg/L [48]/. Der blev målt EOX og VOX i de samme prøver, men her fandtes kun værdier over detektionsgrænserne i få boringer, formodentlig i forbindelse med forurening. Forhøjede AOX-niveauer blev fundet i grundvand fra magasiner med lav pH og høj nitrat koncentration i forbindelse med højt indhold af organisk kulstof (dvs.: med højt indhold af humusstoffer). Det er dokumenteret, at det målelige AOX i uforurenet grundvand primært skyldes chlorerede humusstoffer [19,38]. Det betyder, at naturligt baggrundsindhold af halogenerede organiske forbindelser skal indgå i overvejelserne, når AOX benyttes som indikator for menneskeskabt grundvandsforurening.

I en undersøgelse af grundvand under Klosterhede Plantage i Nordjylland er det påvist, at chloroform i koncentrationer op til 2,7 µg/L kan findes i uforurenet grundvand [49]. Chloroformen dannes i jorden og diffunderer ned til grundvandet. Der er upublicerede oplysninger om op til 10 µg/L chloroform i uforurenede, terrænnære grundvandsmagasiner i Danmark.

I ikke-industribelastet overfladevand i Sverige [50] blev indholdet af AOX bestemt til 10 - 50 µg/L. Sammensætningen af de halogenerede forbindelser blev undersøgt ved molekylfraktionering, og det viste sig, at egenskaberne for AOX lignede egenskaberne for det organiske stof som sådan. Ved en undersøgelse af chlorerede strukturelle elementer i højmolekylært organisk stof fra uforurenet vand og fra spildevand fra celluloseblegning blev fundet flere lighedspunkter [51]. Efter en oxidativ nedbrydning kunne de samme mono- og dichlorerede forbindelser identificeres. Hovedparten af AOX i uforurenet overfladevand tilskrives aromatisk bundet chlor i fulvussyrer (én fraktion af humusstoffer) [50].

I Tama River-undersøgelsen (se afsnit 6.2) blev der i ubehandlet flodvand fundet 2 – 5 µg/L THM og 7 – 33 µg/L TOX med tendens til stigende værdier nedstrøms [42]. Resultaterne fra de enkelte stationer er gennemsnit af 8 prøveudtagninger fordelt over 22 måneder.

I nedbør er fundet niveauer på 2 - 10 µg/L AOX med de laveste koncentrationer i den nordlige, mindst industribelastede del af Sverige [52]. Blandt de væsentligste identificerede stoffer var: dichlornitromethan (muligvis dannet ved forbrændingsprocesser eller i atmosfæren), tris(2-chlorethyl)phosphat (en flammehæmmer) og chloreddikesyrer (atmosfæriske nedbrydningsprodukter af chlorerede opløsningsmidler).

I 1999 blev der på VKI analyseret 67 indløbsprøver og 64 udløbsprøver fra kommunale renseanlæg i forbindelse med det landsdækkende NOVA 2003-analyseprogram. Heraf var det muligt at identificere både indløb og udløb for 52 prøvesæt, der alle var ugeblandprøver. For flere anlæg er gennemført prøveudtagning og analyser flere gange inden for perioden. En sammenfatning af resultaterne er vist i tabel 7.1.1.

Det ses, at EOX samlet set udgjorde 14 % henholdsvis 12 % af AOX i indløbsprøverne, afhængigt om det er gennemsnit eller median, der sammenlignes. For udløbsprøverne udgjorde EOX samlet set 5 % henholdsvis 3 % af AOX indholdet. Dette kan forklares med, at der for de lipofile forbindelser målt som EOX var større tilbageholdelse/rensningsgrad end for det totale indhold af chlororganiske stoffer, målt som AOX. For de ca. 20% af EOX resultaterne målt på udløb, der var under metodens detektionsgrænse, er anvendt detektionsgrænsens værdi på 0,5 µg/L som værdi. Det skal endvidere bemærkes, at mens rensningseffektivitet var ca. 90% for EOX og NVOC, var den for AOX kun ca. 60 %. De mere polære organiske halogenerede forbindelser i AOX fraktionen var altså mindre nedbrydelige og/eller havde mindre tendens til at bindes til slammet. Det skyldes formodentlig, at en del af AOX i spildevand er chlorerede, humuslignende stoffer.

Tabel 7.1.1
Indhold af AOX, EOX og NVOC i dansk spildevand i 1999.

 

 

Antal

Median

Gennem-
snit

Minimum

Maksi
mum

Normal-
niveau

AOX

IND

67

64 µg/L

110 µg/L

18 µg/L

850 µg/L

30-300 µg/L

UD

64

26 µg/L

36 µg/L

11 µg/L

190 µg/L

15-100 µg/L

Rensnings- effektivitet

52

61 %

56%

(-3%)

89%

30-80%

EOX

IND

67

9 µg/L

10 µg/L

1,54 µg/L

37 µg/L

3-20

UD

64

1,0 µg/l

1,6 µg/L

< 0,5 µg/L

9,5µg/L

< 0,5-5

Rensnings- effektivitet

52

90%

86%

55%

97%

65-85%

NVOC

IND

58

168 mg/L

237 mg/L

7 mg/L

1800 mg/L

60-500 mg/L

UD

56

11 mg/L

39 mg/L

4,6 mg/L

440 mg/L

5-100 mg/L

Rensnings- effektivitet

44

91%

86%

12%

100%

65-98%


Indholdet af AOX i ferskvand fra naturlige kilder og baggrundskilder (diffus forurening) kan opsummeres som de typiske baggrundsniveauer af AOX i ferskvand (tabel 7.1.2).

Tabel 7.1.2
Opsummering af baggrundsværdier  for AOX i forskellige typer af ferskvand efter [19,50,52]

Vandtype

AOX
(µg/L)

Grundvand

1-15

Nedbør

2-10

Overfladevand

10-50

Spildevand, indløb

30-300

Spildevand, udløb

15-100


Sammenfattende kan det siges om AOX, der findes naturligt og som baggrundsbelastning:
Chlorerede humusforbindelser er naturligt til stede i grundvand, overfladevand og i spildevand på µg/L niveau.
Strukturelle undersøgelser antyder, at der blandt de forbindelser, der ikke kan identificeres ved specifikke analyser, er en betydelig overensstemmelse mellem naturlige chlorerede forbindelser, og de forbindelser der dannes i forbindelse med chloring
Trihalomethaner og halogeneddikesyrer kan ligeledes findes uden for punktkilders påvirkningsområde.
Indholdet af AOX følger indholdet af organisk stof, målt eksempelvis som TOC.