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

Nonylphenol og nonylphenolethoxylater i spildevand og slam

4 Litteraturgennemgang - Målinger på renseanlæg

Der er ved gennemgang af litteraturen kun fundet en enkel artikel, der beskriver undersøgelser af omsætningen af NPEO_n på renseanlæg, og hvori der indgår analyser af både NPEO_n, NPEO_1-2 og NP /11/. Der er fundet langt flere artikler, i hvilke der er beskrevet målinger og omsætning af NP og NPEO_1-2 i slam og spildevand /12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19/. Nogle af de mest centrale resultater fra disse artikler i relation til den aktuelle undersøgelse "Skæbne for nonylphenolethoxylater på renseanlæg" er præsenteret i det følgende. I de nævnte artikler har undersøgelserne været centreret omkring aerob omsætning, mens der kun er beskrevet få data, som har relation til anaerob omsætning.

4.1 Aerob omsætning på renseanlæg

Schweiziske renseanlæg

Ahel et al. /11/ analyserede spildevand og slam fra 11 schweiziske renseanlæg. Analyserne omfattede NP, NPEO_1-2 og NPEO_n. Koncentrationen i afløbet fra primærtankene fra de schweiziske anlæg varierede mellem 1090 og 2060 µg/l for summen af NP og nonylphenolethoxylater. Data stammer fra analyse af prøver udtaget mellem 1983 og 1985. Koncentrationen i afløbet fra primærtankene fra Herning Centralrenseanlæg præsenteret i kapitel 6 var 30-50 gange lavere (37-51 µg/l). Belastningen af schweiziske renseanlæg er næppe meget forskellige fra de danske, og data indikerer således, at der i de forløbne 15 år er sket et kraftigt fald i belastningen med NP og nonylphenol ethoxylater på renseanlæggene.

Ved målinger i afløb fra henholdsvis primærtanke og sekundærtanke blev der observeret reduktionsprocenter for de langkædede nonylphenolethoxylater på mellem 78 og 97. Reduktionsprocenterne var baseret på koncentrationer målt i µmol/m³. For NPEO_1-2 varierede reduktionsprocenterne mellem ÷19 og 80. Den negative reduktionsprocent er et udtryk for, at der på et enkelt af de 11 anlæg blev registreret dannelse af NPEO_1-2.

Reduktionsprocenter

For det aerobe biologiske rensningstrin måltes tillige dannelsen af NPEC_1-2. Her viste det sig, at koncentrationen af NPEC_1-2, der er et mellemtrin i den aerobe nedbrydning af NPEO_n var 2,1-7,6 gange større i udløbet fra sekundærtankene sammenlignet med udløbet fra primærtankene. For samtlige nonylphenolforbindelser måltes reduktionsprocenter på mellem 26 og 79% for den aerobe spildevandsbehandling. I øvrigt viste undersøgelsen, at der var god overensstemmelse mellem renseanlæggenes belastning med organisk stof i procent af designbelastningen og restkoncentrationen af NP i afløbet fra renseanlæggene, således at lav belastning med organisk stof medførte lav restkoncentration af NP.

Afinitet til slam

De lipofile egenskaber forøges, jo færre ethoxylatgrupper der er knyttet til NP, hvilket samtidig betyder, at NP har den stærkeste affinitet til slam. Dette forklarer, hvorfor der i det aerobe biologiske rensetrin på de 11 renseanlæg blev målt en reduktion af samtlige nonylphenolforbindelser på mellem 44 og 48%, som alene var knyttet til absorption til aktiv slam.

Massebalance

På baggrund af måledata fra de 11 schweiziske renseanlæg opstillede Ahel et al. /11/ en massebalance (molbasis) for nonylphenolethoxylater på renseanlæg. Massebalancen er vist i figur 4.1A, mens fordelingen mellem de forskellige typer af nonylphenolethoxylater på udvalgte trin i renseanlæggene er vist i figur 4.1B.

Figur 4.1
A: Relativt masseflow af nonylphenolforbindelser for 11 schweiziske renseanlæg /11/. PC: primær bundfældning; PE: udløb fra primær bundfældning; AT: luftningstank; SC: sekundær bundfældningstank; SE: afløb fra sekundærtank; AD: anaerob udrådning; DS: udrådnet slam.
B: Middelsammensætningen af nonylphenolforbindelser for afløb fra pri-mærtanke, sekundærtanke og i udrådnet slam /11/. NP_nEO: nonylphenol-polyethoxylater; NP1EO+NP2EO: nonylphenolethoxylater med 1 og 2 ethoxylatgrupper. NP1EC + NP2EC: nonylphenolcarboxylater med 1 og 2 carboxylatgrupper.

Skæbne for NPEO_n

Cirka 40% af den samlede belastning med nonylphenolforbindelser i tilløbet til renseanlæggene ledes ud med spildevandet, mens ca. 20% bindes til primærslammet. Det er ukendt, i hvilket omfang de resterende 40% nedbrydes eller adsorberes til det biologiske overskudsslam. Figur 4.1B viser, at de langkædede forbindelser dominerer i tilløbet til renseanlæggene, mens carboxylaterne, som er et mellemtrin i den aerobe nedbrydning, dominerer i udløbet (48% af nonylphenolforbindelserne). I det anaerobe udrådnede slam udgør nonylphenol 95% af den samlede koncentration af nonylphenolforbindelser (molbasis).

Dansk undersøgelse

Ved en dansk undersøgelse af omsætningen af miljøfremmede stoffer i renseanlæg /16/ måltes følgende koncentrationsintervaller af NP og NPEO_1-2 i tilløb, afløb og slam fra 6 renseanlæg:

Målinger i slam

Ved samme undersøgelse blev koncentrationen af nonylphenolforbindelser målt i slam fra 44 renseanlæg i Århus Amt. Resultaterne viste, at koncentrationen af NP og NPEO_1-2 var 10 gange større i anaerobt udrådnet slam sammenlignet med koncentrationen i langtidsbeluftet slam. Ved beregning af omsætningen på renseanlæggene er man gået ud fra, at de tilførte mængder af miljøfremmede stoffer, der ikke udledes til recipienten eller bindes til slammet, vil blive nedbrudt eller fordampe. Men som det efterfølgende påpeges i samme artikel, viser et eksempel fra Viby Renseanlæg, at mængden af NP + NPEO_1-2 i slammet svarer til 171% af mængden tilført med spildevandet. Dette er en konsekvens af, at NPEO_n tilført renseanlægget nedbrydes til NP og NPEO_1-2.

4.2 Anaerob omsætning på renseanlæg

Aktiv slam – udrådnet slam

Ved analyse af NP i aerobt og anaerobt behandlet slam konstaterede Giger /14/, at koncentrationen i otte prøver udtaget fra samme rådnetank varierede mellem 0,81 og 1,49 g/kg (middelværdi 1,18 ± 0,23 g/kg). Koncentrationen i otte aerobt stabiliserede slamprøver varierede mellem 0,08 og 0,5 g/kg (middelværdi 0,28 ± 0,15 g/kg). Således lå middelkoncentrationen i det aerobt stabiliserede slam under koncentrationen i det anaerobt stabiliserede slam. Koncentrationen af NP lå i aktivt slam og i slam bestående af primær- og sekundær slam i intervallerne 0,09-0,15 og 0,04-0,14 g/kg TS. Disse data indikerer, at de stabiliserede slamprøver indeholdt NP, der stammede fra nedbrydningen af langkædede forbindelser.

Anaerob udrådning

Ved batchforsøg med anaerob behandling af slam over 40 dage viste det sig, at der skete en forøgelse af koncentrationen af NP på 4-8 gange i forhold til koncentrationen i råslammet anvendt til forsøgene. Ved batchforsøg med aerob behandling af slammet forøgedes koncentrationen af NP med en faktor 2. Batchforsøgene viste – ligesom fuldskalaundersøgelserne – at der under stabilisering sker nedbrydning af NPEO_n til NP.

Ved laboratorieforsøg med anaerob nedbrydning af C¹⁴-mærkede NPEO_1-2 var slutproduktet NP, og der skete ingen yderligere nedbrydning /15/. I samme undersøgelse nævnes, at ligekædede alkoholethoxylater nedbrydes fuldstændigt under anaerobe forhold, mens forgrenede alkoholethoxylater ikke så let nedbrydes anaerobt.