|
DEHP i husholdningsaffald 4 Oparbejdning og analyse af husholdningsaffald4.1 Homogenisering af affaldsprøverNår et laboratorium modtager en prøve af kildesorteret dagrenovation vil den, selv om den er indleveret fra et affaldsanlæg som en homogeniseret, repræsentativ prøve, i langt de fleste tilfælde være at betragte som inhomogen i analysekemisk forstand. For at der kan leveres et anvendeligt analyseresultat, f.eks. til myndighedernes tilsyn med overholdelse af krav til indhold af tungmetaller eller miljøfremmede stoffer, vil der altså være behov for en yderligere bearbejdning (homogenisering) af den indleverede prøve før den egentlige oparbejdning og analyse iværksættes. Der har imidlertid ikke indtil nu eksisteret en forskrift for, hvorledes en sådan homogenisering af det komplekse materiale, som en prøve af kommunal dagrenovation er, passende kan foretages. Et væsentligt problem har især været at få neddelt urenheder så som plastposer og andre fleksible eller elastiske plast- og gummikomponenter i en i øvrigt temmelig våd matrix (det organiske affald) Som en del af forprojektet til nærværende projekt (Kjølholt et al. 1999) blev der udviklet en foreløbig metode, som nu er videreudviklet til et operationelt niveau og dokumenteret. Metodeforskriften i sin fulde længde findes som Bilag 1 til denne rapport, og i det følgende gives derfor kun et kort resumé af hovedprincipperne i metoden. Det grundlæggende princip i metoden er en kraftig, indledende nedfrysning af prøven, således at plast og lignende urenheder bliver sprøde og efterfølgende kan findeles. Konkret iblandes prøvematerialet (2 kg) først en passende mængde udglødet kvartssand (typisk 1-2 kg) og nedfryses derefter med flydende nitrogen (-189 ° C). Materialet er nu sprødt og kan neddeles f.eks. i en professionel elektrisk kødhakker, der ligeledes nedkøles med flydende nitrogen under processen for at forhindre optøning af prøven undervejs. Der er i forbindelse med optimeringen af metoden især undersøgt følgende forhold:
Det homogeniserede materiale kan herefter oparbejdes på forskellig vis afhængigt af, hvilke analyseparametre, der skal bestemmes. Analyseresultatet korrigeres til sidst for mængden af tilsat kvartssand. 4.2 Oparbejdning/ekstraktion af homogeniserede affaldsprøverDen eller de metoder, der vælges til oparbejdning/ekstraktion af en given prøve afhænger dels af prøvens karakter og dels af, hvilke analyseparametre, der skal undersøges. Der er f.eks. således stor forskel på, om der er tale om en vandprøve eller en affaldsprøve og om prøven skal analyseres for indhold af tungmetaller eller for organiske miljøfremmede stoffer. I forbindelse med nærværende projekt er der naturligvis tale om (homogeniserede) prøver af kildesorteret dagrenovation og med hensyn til analyseparametre er der fokuseret på DEHP som repræsentant for de organiske miljøfremmede stoffer. Der er i et par nyere undersøgelser konstateret stigninger i indholdet af DEHP i faste og flydende gødningsprodukter ved kompostering og bioforgasning af kildesorteret dagrenovation, der ligger ud over, hvad den generelle tørstofreduktion i forbindelse med processerne kan forklare (Miljøstyrelsen 1998; Energistyrelsen 1999; Miljøstyrelsen 2000). I de pågældende undersøgelser er DEHP blevet undersøgt med den metode, der anbefales af Miljøstyrelsen ved analyse af spildevandsslam. Denne metode er imidlertid ikke dokumenteret på ubehandlet eller delvis behandlet dagrenovation, og det kan derfor ikke på forhånd udelukkes at det observerede fænomen helt eller delvis skyldes, at den benyttede oparbejdnings-/ekstraktionsmetode ikke er kvantitativ når der arbejdes med andre matricer end spildevandsslam. Der er derfor udført en sammenlignende undersøgelse af forskellige metoders effektivitet til at ekstrahere DEHP fra prøver af kildesorteret dagrenovation:
Som prøvemateriale blev benyttet dagrenovation indsamlet hos I/S AFAV i Frederikssund. I Bilag 2 findes en nærmere beskrivelse af de benyttede metoder og opnåede resultater. I tabel 4.1 er de væsentligste resultater angivet. Tabel 4.1
* SD = Standard Deviation (standardafvigelse) Det fremgår af tabel 4.1, at ingen metode gav et større ekstraktionsudbytte eller mere ensartede resultater end MST-metoden til spildevandsslam, hvorfor det blev valgt at fortsætte med denne metode til det videre undersøgelsesprogram. Det anses for usandsynligt, at andre metoder end de afprøvede skulle resultere i væsentligt forbedret ekstraktion af DEHP. Det kan derfor med rimelighed konkluderes, at det observerede fænomen med stærkt forøget DEHP-indhold i biogasrestprodukter ikke kan begrundes ud fra den anvendte ekstraktionsmetode. Man bemærker i øvrigt, at en meget kraftig oplukningsmetode som forsæbning øjensynligt medfører næsten total nedbrydning af DEHP. 4.3 Dokumentation på forskellige affaldstyperFor yderligere at dokumentere den valgte homogeniserings-, ekstraktions- og analysemetode for DEHP i affald blev medio juli 2000 indsamlet prøver fra tre komposteringsanlæg med forskellige oplande, indsamlingsordninger og forbehandlingsmetoder, der vurderedes rimeligt at kunne afspejle variationsbredden i det organiske husholdningsaffald, der behandles biologisk i Danmark:
Ud over standard ekstraktionstiden på 2 timer blev der også anvendt en udvidet ekstraktionstid for DEHP på 16 timer. Med henblik på en vurdering af homogeniseringsmetodens egnethed også over for andre stoffer end DEHP blev prøverne desuden analyseret for indhold af metallerne bly, cadmium, chrom, kobber, kviksølv, nikkel og zink. Alle analyser blev udført som 4-dobbelt bestemmelse, dog blev der kun foretaget enkeltbestemmelse af kviksølv. Metoder og resultater er beskrevet i detaljer i Bilag 2, mens de væsentligste resultater er angivet i tabel 4.2 (DEHP) og 4.3 (metaller). Tabel 4.2
* RSD = Relative Standard Deviation (relativ standardafvigelse). Tabel 4.3
Ved lave DEHP-indhold ser der således ud til at være nogen sammenhæng mellem ekstraktionstid og målt DEHP-indhold, mens dette ikke gør sig gældende ved højere DEHP-indhold. Den korte ekstraktionstid vurderes derfor at være acceptabel, da det vigtigste er kontrollen med prøver, der har høje indhold af DEHP. Spredningen på DEHP-resultaterne må betegnes som acceptabel for et så inhomogent materiale som (kildesorteret) husholdningsaffald. Også for metalanalyserne må den opnåede præcision betegnes som acceptabel. Sammenfattende konkluderes det, at den udviklede homogeniseringsmetode giver acceptable resultater for både de miljøfremmede stoffer og metaller, der skal kontrolleres i forbindelse med anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål. 4.4 Forslag til vejledning i homogenisering og oparbejdning af prøver af husholdningsaffaldEt forslag til procedure for homogenisering af husholdningsaffaldsprøver, som skal analyseres for indhold af miljøfremmede stoffer (og evt. tungmetaller) er udarbejdet på grundlag af de i det foregående beskrevne forsøg. Forslaget er udarbejdet af MIljø-Kemi A/S, der har udført forsøgsarbejdet. Hovedprincipperne i proceduren skitseres herunder, mens detaljer kan findes i Bilag 1 og 2. Homogenisering af kildesorteret husholdningsaffald og beslægtede affaldstyper Homogeniseringsproceduren for husholdningaffald bygger grundlæggende på en kraftig, indledende nedfrysning af prøvematerialet, således at plast og lignende urenheder bliver sprøde og efterfølgende kan findeles. Konkret iblandes prøvematerialet (ca. 2 kg) først en passende mængde udglødet kvartssand (typisk 50-100% af prøvemængden) og nedfryses derefter med flydende nitrogen (-189 ° C). Materialet er nu sprødt og kan neddeles f.eks. i en professionel elektrisk kødhakker, der ligeledes nedkøles med flydende nitrogen under processen for at forhindre optøning af prøven undervejs. Videre oparbejdning og kemisk analyse Det homogeniserede materiale kan herefter oparbejdes på forskellig vis afhængigt af, hvilke analyseparametre, der skal bestemmes. Med hensyn til prøveekstraktion og analyse for DEHP foreslås det at anvende den metode, som Miljøstyrelsen anbefaler ved analyse af slamprøver. Analyseresultatet korrigeres til sidst for mængden af det kvartssand, der blev tilsat i forbindelse med prøvehomogeniseringen.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
