Nonylphenol og nonylphenolethoxylater i spildevand og slam

7 Konklusioner

Overordnede resultater

Undersøgelsens overordnede resultat har været en kvalitativ og kvantitativ beskrivelse af skæbnen i renseanlæg for de nonioniske tensider: nonylphenol (NP), nonylphenol med 1 og 2 ethoxylatgrupper (NPEO1-2), langkædede nonylphenolethoxylater (NPEOn) og langkædede alkoholethoxylater (AEOn). Derudover blev der gennemført en tilsvarende beskrivelse for DEHP. I undersøgelsen blev analyseret prøver fra Herning og Hillerød Centralrenseanlæg.

De langkædede NPEO omsættes aerobt og anaerobt til kortkædede forbindelser og NP. Omsætningen så ud til at være mest vidtgående under aerobe forhold, men det lå uden for dette projekts rammer at bestemme slutprodukter i forbindelse med den aerobe omsætning. Under anaerobe forhold begrænsedes omsætningen til en afkortning af ethoxylatkæden til hovedsageligt NPEO1 og NP.

AEOn blev nedbrudt under såvel aerobe som anaerobe forhold. Omsætningen var dog større i luftningstanken end i rådnetanken. Det afvandede slam indeholdt ca. 5% af den indkomne mængde AEOn.

Ca. 50% af den tilførte mængde af DEHP blev genfundet i det afvandede slam.

De analyserede prøver fra Herning og Hillerød Centralrenseanlæg bestod af spildevand fra renseanlæggenes tilløb, primærslam, bioslam (overskudsslam fra luftningstankene), blandeslam, udrådnet slam og afvandet slam. Karakteriseringen på Herning Centralrenseanlæg omfattede tillige analysering af spildevand fra afløbet fra primærtankene samt rejektvand fra slamafvandingen.

Data for Herning og Hillerød Centralrenseanlæg

De to renseanlæg er repræsentative for anlæg knyttet til provinsbyer med 30.000-70.000 indbyggere. Begge anlæg har forfældning af fosfor, men fældning sker med jernsalte på Herning Centralrenseanlæg og aluminiumsalte på Hillerød Centralrenseanlæg. Både primærslam og bioslam udrådnes på begge anlæg. På følgende punkter, som har betydning i relation til vurdering af belastning og skæbne for de ovennævnte stoffer, adskiller de to renseanlæg sig fra hinanden:
Designkapaciteten for Herning Centralrenseanlæg er 175.000 PE. I 1998 udgjorde belastningen i middel 62% af kapaciteten
Designkapaciteten for Hillerød Centralrenseanlæg er 60.000 PE. I 1998 udgjorde belastningen i middel 81% af designkapaciteten målt i PE
Industribelastning udgør på Herning Centralrenseanlæg ca. 50% af belastningen og på Hillerød Centralrenseanlæg ca. 5% af belastningen målt i PE
På Herning Centralrenseanlæg blev rådnetanken på prøvetagningstidspunktet drevet mesofilt (35°C), mens rådnetankene blev drevet termofilt på Hillerød Centralrenseanlæg

Skæbne for NPEOn

På baggrund af koncentrationsbestemmelser, målinger af spildevands- og slamflow samt tørstofbestemmelser i slam kan følgende konkluderes i relation til skæbne for NP + NPEO1-2 og NPEOn på Herning og Hillerød Centralrenseanlæg.
Koncentrationen af NP + NPEO1-2 var meget ens, ca. 20 µg/l i tilløbet til begge anlæg, mens koncentrationen af NPEOn var ca. 30 µg/l på Herning Centralrenseanlæg og 5 µg/l på Hillerød Centralrenseanlæg
Fordelingen mellem koncentrationen af NP, NPEO1, NPEO2 og NPEOn i tilløbene var forskellig på anlæggene. Andelen af NPEO1 var størst på Hillerød Centralrenseanlæg. På Herning Centralrenseanlæg var der en ligelig fordeling mellem NP, NPEO2 og NPEOn
Ved denne undersøgelse har der været anvendt de samme analysetekniske principper ved analysering af alle slam- og spildevandsprøver, og undersøgelsen giver derfor et billede af NPEOn’s relative skæbne fra tilløb til slam
Primær og bioslam fra Herning Centralrenseanlæg var mere belastet end de tilsvarende slamtyper fra Hillerød Centralrenseanlæg. Årsagen forventes at være flere NPEOn i tilløbet til Herning Centralrenseanlæg og bedre omsætning (længere slamalder) i luftningstanken på Hillerød Centralrenseanlæg
Mængden af NP, NPEO1-2 og NPEOn i primærslam udgjorde på Herning Centralrenseanlæg 30-50% og på Hillerød Centralrenseanlæg 15-30% af mængden i tilløbet (molbasis)
Mængden af NP, NPEO1-2 og NPEOn i bioslam udgjorde på Herning Centralrenseanlæg 15-20% og på Hillerød Centralrenseanlæg 2-4% af mængden i tilløbet (molbasis)
I rådnetankene på Hillerød Centralrenseanlæg blev NPEOn nedbrudt til NP + NPEO1-2, men der skete ingen yderligere nedbrydning af NP
I rådnetankene på Herning Centralrenseanlæg måltes en stigning i mængden af NP + NPEO1-2 ud af rådnetankene, som oversteg mængden ind i rådnetankene og omsætningen af NPEOn. Forklaringen kan ligge i, at de tilførte mængder ændrer sig over tiden, og/eller at der tilføres NPEC til rådnetanken, som ikke kan detekteres, men som omsættes til NP
Større mængder af NPEOn i tilløbet til Herning Centralrenseanlæg og kortere slamalder på Hillerød Centralrenseanlæg kan have ført til dannelse af flere carboxylater og dermed ringere omsætning af NP i luftningstankene, og sluttelig genfindes den samlede mængde af NP, NPEO1-2 og NPEOn fra tilløbet, som NP og NPEO1-2 i det afvandede slam
På Hillerød Centralrenseanlæg genfandtes ca. 35% af den samlede tilløbsmængde af NP, NPEO1-2 og NPEOn i det afvandede slam, men mængden af NPEOn i det afvandede slam var ubetydelig

Skæbne for AEOn

Ud fra målingerne af AEOn i spildevand og slam kan følgende fastslås vedrørende stoffets skæbne på de to renseanlæg:
AEOn udgør den overvejende del (70-90%) af de nonioniske tensider i tilløbet til renseanlæggene, og C10-C15-forbindelser dominerer
I primærtankene sker der ingen forkortelse af kædelængden af AEOn
I luftningstankene må der forventes at ske en næsten fuldstændig nedbrydning af AEOn, idet spildevandet efter primærtankene indeholdt ca. 60-80% af tilløbsmængden, og belastningen i bioslammet svarede til 1-2% af tilløbsmængden
Både i luftningstankene og rådnetankene sker der tilsyneladende – som led i nedbrydningen af langkædede AEOn - dannelse af C10- og C12-for bindelser af AEOn
Forøgelse af mængden af uforgrenede C13-forbindelser fra tilløb til primærslam tyder på, at C13 optræder som et mellemprodukt i nedbrydningen af langkædede AEOn, eller at der optræder variation i tilførslen til renseanlæggene
Koncentration af AEOn i det afvandede slam var på Herning og Hillerød Centralrenseanlæg i middel – henholdsvis 23 og 69 mg/kg TS svarende til en reduktion på 70-95%

Skæbne for DEHP

Analyse af spildevands- og slamprøver fra de to renseanlæg viste, at
i luftningstanken må der forventes at ske nedbrydning af DEHP, idet stofmængden knyttet til primærslam var 1,5-4 gange større end mængden knyttet til bioslammet
omsætningen af DEHP i rådnetankene på Herning Centralrenseanlæg var op imod 50%, mens ingen omsætning skete på Hillerød Centralrenseanlæg
mængden af DEHP i det udrådnede slam svarede til 40-75% af mængden i tilløbet til renseanlæggene
koncentrationen i det afvandede slam for Herning og Hillerød Centralrenseanlæg var henholdsvis 42 og 57 mg/kg TS mod 17 og 25 mg/kg TS målt i 1995. Slambekendtgørelsens afskæringsværdi 1. juli 2000 er 50 mg/kg TS

Usikkerheder

Omkring fremkomsten af de data, der har ligget til grund for vurderingen af stoffernes skæbne på renseanlæggene, har der været en række forhold, som især har haft betydning for vurderingerne. Specielt følgende forhold bør nævnes:
Spildevandsprøverne blev udtaget som flowproportionale døgnprøver, mens slamprøverne blev udtaget som stikprøver – 1-2 prøver pr. dag. Der er således betydelig større usikkerhed med hensyn til repræsentativiteten af slamprøverne sammenlignet med spildevandsprøverne
På grund af slamprøvernes inhomogenitet var det vanskeligt at udtage delprøver til analyse. Bestemmelserne af TS i slamprøverne, som er essentielle for opstilling af massebalancer for renseanlægsprocesserne, var på grund af inhomogeniteten behæftet med større usikkerhed end normalt for homogene prøvetyper (+ 10-15%)
Flowet for nogle af slamstrømmene blev bestemt ud fra pumpekarakteristikker og driftstid. I disse situationer forventes usikkerheden at være mere end + 15%
Stofkoncentrationer i bioslam og rådnetankslam vil afspejle tilløbskoncentrationer fra en længere periode sammenholdt med prøvetagningsperiodernes længde (8-14 dage). Dette er begrundet i, at slamopholdstiden i luftningstankene (20-25 døgn) og opholdstiden i rådnetankene (15-20 døgn) er længere end måleperioderne
Stofbalancerne for primærtankene på Herning Centralrenseanlæg var påvirket af nedbør og overløb i den første af prøvetagningsugerne
Reproducerbarheden for analyserne af tensiderne var ca. 20%, mens nøjagtigheden var 30-40%

Uafklarede forhold

I forbindelse med undersøgelsen er der identificeret en række forhold, som kræver afklaring for at opnå dybere forståelse af skæbne for nonioniske tensider i renseanlæg:
Generelt mangler der målinger af nonylphenolcarboxylater. Disse målinger vil kunne give vigtige informationer om nonylphenolforbindelsernes skæbne på renseanlæggene og i recipienterne
Med målinger af stofkoncentrationer i afløbet fra luftningstanken vil det være muligt med større sikkerhed at fastlægge stoffernes skæbne under aerobe forhold
Med målinger over længere perioder i tilløbet til renseanlæggene vil der kunne opnås en bedre sammenhæng mellem de tilførte og genfundne stofmængder i slam. Stofmængderne i slam afspejler mængder tilført gennem 3-6 uger
Præstationsprøvninger for NP og NPEO1-2 vil kunne afklare årsagerne til de forskelle i koncentrationen af NP + NPEO1-2, der er blevet målt af forskellige laboratorier i afvandet slam fra samme renseanlæg