Livscyklusvurdering af deponeret affald - Del I

8 Miljøpåvirkningspotentialer

8.1 Emissioner og miljøpåvirkningspotentialer
8.2 Påvirkningsvurdering
     8.2.1 Eksisterende påvirkningskategorier for toksicitet
     8.2.2 Deponeret toksicitet
     8.2.3 Arealanvendelse

I UMIP-metoden, som den er i dag, vurderes en ydelses påvirkning af miljøet i en række påvirkningskategorier. Det drejer sig om:

  • Drivhuseffekt
  • Stratosfærisk ozonnedbrydning
  • Fotokemisk ozondannelse
  • Forsuring
  • Næringssaltbelastning
  • Økotoksicitet
  • Toksicitet for mennesker i miljøet (human toksicitet)
  • Persistent toksicitet (for økosystemer og mennesker)
  • En række ressourceforbrug
  • En række forskellige affaldstyper (volumenaffald, farligt affald, radioaktivt affald, slagge og aske).

Det er vurderet, at de påvirkningskategorier, som på nuværende tidspunkt er udviklet i UMIP ikke fyldestgørende kan anvendes til at vurdere miljøpåvirk-ningerne af affaldsdeponering. Det har indledningsvist været drøftet om påvirkningskategorier som ”forurenet jord” og ”forurenet grundvand” skulle introduceres, men eftersom disse påvirkninger allerede er dækket af UMIPs nuværende påvirkningskategorier vedr. toksicitet, vurderes det ikke at bidrage til en bedre vurdering af de miljømæssige påvirkninger af deponering. Der er dog ikke udarbejdet nogen fordelingsmodel for nedsivning til grundvand, da det konservativt antages at alt hvad der forlader deponeringsanlægget vil passere via grundvand til marint miljø.

Viden om deponeringsanlægs skæbne på længere sigt er imidlertid så usikker, at det er vurderet relevant at introducere to nye påvirkningskategorier kaldet ”deponeret økotoksicitet” og ”deponeret human toksicitet”, til at repræsentere den potentielle toksicitet af de stoffer, som er tilbage i deponeringsanlægget efter 100 år. Desuden udgør selve volumenet af affald et problem p.g.a. det areal, der optages af deponeringsanlægget. Denne miljøpåvirkning kan repræsenteres som bidrag til påvirkningskategorin arealanvendelse, som er under stadig udvikling internationalt. Miljøpåvirkningerne fra et deponerings-anlæg kan således udtrykkes ved følgende påvirkningskategorier:

  • UMIPs påvirkningskategorier når det drejer sig om de stoffer, som emitteres i løbet af de første 100 år og om ressourceforbrug.
  • Deponeret toksicitet for de stoffer, som resterer i deponi efter 100 år.
  • Arealanvendelse.

I afsnit 8.1 er de emissioner, som forekommer i de vurderede affaldsbehand-lingssystemer kvalitativt relateret til hvilke miljøpåvirknings-potentialer de giver anledning til og i afsnit 8.2 giver en mere detaljeret beskrivelse af påvirkningspotentialerne toksicitet og arealanvendelse. De ressourceforbrug, som er relateret til f.eks. drift af deponeringsanlæg er ikke specifikt nævnt men indgår som forbrug af olie til transport eller som el-forbrug.

8.1 Emissioner og miljøpåvirkningspotentialer

I tabel 8.1 er de potentielle miljøpåvirkninger relateret til luftemissioner fra de vurderede affaldsbehandlingssystemer angivet. Emissionerne til luft, vil i projektet primært stamme fra:

  • energiproduktion til energiforbrug ved restproduktbehandlings-processen og evt. til drift af pumper etc. på deponeringsanlægget
  • forbrænding af drivmidler ved transport.
  • selve restproduktbehandlingsprocessen.

Tabel 8.1. Miljøpåvirkningspotentialer for luftemission

Miljøpåvirkningspotentiale Luftemission
Drivhuseffekt N2O, CH4, CO, CO2
Forsuring NH3, SO2, HCl, NOx
Fotokemisk ozondannelse CO, CH4, VOC
Næringssaltbelastning NH3, N2O, NOx
Human toksicitet Dioxin, Cd, Pb, As, Hg, Mn, Se, V, Mo, F, Zn, Ni, Fe, Sb, NOx, N2O, SO2, CO, Cu
Persistent toksicitet Dioxin, Hg, As, Sb, Cd, Se, Mo, Cu, V, Fe, Pb, Mn, Ni, Zn

I tabel 8.2 er de potentielle miljøpåvirkninger relateret til emissioner fra deponeringsanlæg til jord (grundvand og vandmiljø) angivet.

Emissionerne fra deponeringsanlæg, via jord omfatter:

  • udvaskning fra deponi til vandmiljø inkl. grundvand.

Tabel 8.2 Miljøpåvirkningspotentialer for emission til jord

Miljøpåvirkningspotentiale Emission til jord
Drivhuseffekt -
Forsuring -
Fotokemisk ozondannelse -
Næringssaltbelastning N, P
Human toksicitet Dioxin, Cd, Pb, As, Hg, Mn, Se, V, Mo, F, Zn, Ni, Fe, Sb, Cu
Human toksicitet fra deponi Dioxin, Cd, Pb, As, Hg, Mn, Se, V, Mo, F, Zn, Ni, Fe, Sb, Cu
Økotoksicitet Dioxin, Cd, Pb, As, Hg, Mn, Se, V, Mo, F, Zn, Ni, Fe, Sb, Cu
Økotoksicitet fra deponi Dioxin, Cd, Pb, As, Hg, Mn, Se, V, Mo, F, Zn, Ni, Fe, Sb, Cu
Persistent toksicitet Dioxin, Cd, Pb, As, Hg, Mn, Se, V, Mo, F, Zn, Ni, Fe, Sb, Cu

I tabel 8.3 er de potentielle miljøpåvirkninger for direkte udledning til vandmiljø angivet.

Emissionerne direkte til vand stammer fra:

  • udledning af renset spildevand fra selve restproduktbehandlingsprocessen
  • eventuel oprensning af perkolat fra deponeringsanlæg

Tabel 8.3 Miljøpåvirkningspotentialer for vandemission

Miljøpåvirkningspotentiale Emission til vandmiljø
Drivhuseffekt  
Forsuring NH3, HCl
Fotokemisk ozondannelse  
Næringssaltbelastning NH3, NOx
Human toksicitet Hg,
Økotoksicitet Cd, Hg, Se, Cu, Pb, Mo, As, Zn, Ni, Mn, V,Fe
Persistent toksicitet Hg, Cd, Cu, Sb, Pb, Se, As, Mo, Zn, Ni, Mn, V, Fe, HCl, NOx

8.2 Påvirkningsvurdering

8.2.1 Eksisterende påvirkningskategorier for toksicitet

Det er vurderet, at de toksiske miljøpåvirkninger i den korte tidshorisont kan håndteres indenfor UMIP's påvirkningskategori persistent toksicitet. Der er dog en række forhold vedrørende nedsivning til og transport i grundvand, som ikke er estimeret/modelleret i UMIP. Disse komplicerede forhold vedr. stoffernes skæbne gør vurderingen meget usikker, hvorfor det er valgt at vurdere emissionerne som om de udledes direkte til recipienten (grundvand eller overfladevand, jf. tabel 8.4).

Tabel 8.4: Skematisk fremstilling af hvilke recipienter, som er relevante for deponeringsanlæg i forskellige tidshorisonter.

Påvirkningskategori 0-100 år 100- år
Økotoksicitet Direkte til vand Særskilt kategori. Vand, jord (metaller)
Human toksicitet Direkte til vand og grundvand Særskilt kategori. Vand, jord (metaller) evt. grundvand

Som indikeret i tabel 8.4 vurderes påvirkninger fra emissionerne de første 100 år først og fremmest at være relevante i vandmiljøer, dvs. overfladevand og grundvand. Som nævnt tidligere antages deponeringsanlæggene ikke at indeholde flygtige stoffer, hvorfor luft ikke er relevant som recipient. Da det desuden antages, at jord under deponeringsanlæg er relativt inaktivt biologisk set og ikke vil kunne udgøre en forureningskilde for mennesker, vurderes også jord irrelevant som recipient. For 0-100 år skal der således udelukkende beregnes påvirkningspotentiale for toksicitet over for mennesker i grundvand og overfladevand samt kronisk økotoksicitet i overfladevand. For 100- beskrives proceduren i afsnit 8.2.2. Påvirkningspotentialer for toksicitet beregnes i UMIP ifølge nedenstående (Hauschild, 1996):

Påvirkningspotentialet (EP) for stof i i delmiljø c beregnes ved multiplikation af karakteriseringsfaktoren (EF) og den udledte mængde (Q).

Det samlede påvirkningspotentiale for alle emissioner til delmiljø c beregnes ved at summere påvirkningspotentialerne for de enkelte stoffer.

Karakteriseringsfaktoren beregnes lidt forskelligt for økotoksicitet og toksicitet overfor mennesker. Ved toksicitet overfor mennesker beregnes karakterise-ringsfaktoren for et stof som følger.

EFc = fc x Tc x Ic x BIO x HTF , hvor

fc er fordelingsfaktoren, som udtrykker hvilken andel af det emitterede stof, der efter omfordeling når delmiljø c. Når det gælder deponi af ikke flygtige stoffer er f blot 1 fordi vi antager, at det som emitteres ender i den aktuelle recipient.

Tc er overførselsfaktoren, der anvendes som parameter for hvor effektivt stoffet overføres fra miljøet til menneske. For grundvand er denne faktor 1 fordi vandet drikkes direkte. For overfladevand antages, at udsættelse kun foregår ved spisning af fisk og skaldyr, som har optaget stoffet. T er derfor biokoncentrationsfaktoren i tilfælde af indirekte eksponering via føde.

Ic er indtagelsesfaktoren, som angiver hvor meget et menneske indtager af henholdsvis vand fisk og skaldyr pr. dag.

BIO anvendes som parameter for nedbrydeligheden af stoffet. For depone-ringsanlæg antages, at kun persistente stoffer emitteres, dvs. BIO er 1.

HTF er human toksicitetsfaktor, der anvendes som parameter for stoffets giftighed.

Når det gælder økotoksicitet indgår kun parametrene fc , BIO og ETF, som er økotoksicitetsfaktoren.

Både HTF og ETF bestemmes som 1 divideret med de koncentrationer (eller dosis afhængig af eksponeringsvej for mennesker), der ikke giver anledning til effekter på henholdsvis mennesker og dyr. Mere detaljerede oplysninger om beregningsprocedurer kan findes i Hauschild (1996).

Nedenstående metode kan følges ved beregning af bidrag fra de enkelte emissioner fra et deponeringsanlæg til påvirkningskategorien persistent toksicitet (som indeholder bidrag til kronisk økotoksicitet i vand samt toksicitet for mennesker via vand og grundvand).

Økotoksicitet er den enkleste fordi kun ETF indgår foruden den emitterede mængde Q

formel

PNECwc er Predicted No Effect Concentration, som er den koncentration der ikke forventes at give anledning til økotoksikologiske effekter i miljøet.

For human toksicitet skal der beregnes påvirkningspotentialer for både grundvand og overfladevand. For grundvand beregnes påvirkningspotentialet som

formel

HRD er Human Reference Dosis, som er den dosis pr. kg legemsvægt, der ikke forventes at give anledning til tosiske virkninger i mennesker.

For overfladevand beregnes påvirkningspotentialet som

formel

8.2.2 Deponeret toksicitet

Tidshorisonten efter de 100 år er omfattet af delprojekt 2. Når det drejer sig om den hypotetiske uendelige tidshorisont kan der kun gættes på deponeringsanlæggenes og dermed de deponerede stoffers og materialers skæbne. Vi ved imidlertid, at de deponerede persistente stoffer, som ikke allerede er emitteret i løbet af de første 100 år stadig findes i deponeringsanlægget og har potentiale for at blive emitteret. Da det drejer sig om stoffer som er persistente og derfor generelt uønskede i miljøet er det ønskværdigt at kunne præsentere stoffernes potentielle virkninger på miljøet. Det er derfor valgt at introducere nye påvirkningskategorier, kaldet ”deponeret økotoksicitet” og ”deponeret human toksicitet”.

Som det fremgår af tabel 8.1 vurderes de relevante recipienter at være overfladevand og jord for økotoksicitet samt overfladevand, jord og grundvand for human toksicitet. De emitterede koncentrationer må antages at være så lave, at det kun er kroniske effekter, som er relevante. ” Deponeret økotoksicitet” beregnes beregnes således på baggrund af kronisk toksicitet over for vandorganismer. Alt stof i deponi forventes at ende i vand og bionedbrydeligheden antages at være meget lav. Udtrykket til beregning af ” deponeret økotoksicitet” er således for hvert enkelt stof:

EP = ETF * Q , hvor ETF er bestemt på baggrund af kronisk økotoksicitet i vand. Q er den mængde af stofferne som er tilbage i deponeringsanlægget.

De samme antagelser gælder ”deponeret human toksicitet”. Påvirkningspotentialet for ”deponeret human toksicitet” beregnes som vist ovenfor under den korte tidshorisont.

En nærmere beskrivelse af disse påvirkningskategorier gives i delprojekt 2 (Hansen et al., 2004).

Normalisering
I UMIP metoden anvendes, især af præsentationstekniske årsager, normalisering, hvor produktsystemets påvirkningerne udtrykkes i forhold til den påvirkning en person har på den specifikke påvirkningskategori (i personækvivalenter). Beregningen af en persons påvirkning, den såkaldte normaliseringsreference, udføres ved en opgørelse af den totale belastning fra en region delt med det antal personer, der lever i regionen (og bidrager til at skabe belastningen). Normaliseringen bidrager til sammenligningen af påvirkningskategorierne ved at bringe dem på en fælles skala (personækviva-lenter). For at kunne relatere de beregnede potentialer for påvirkningskate-gorierne human toksicitet i grundvand samt deponeret øko- og human toksicitet til de øvrige påvirkningskategorier, er det således nødvendigt også at have normaliseringsreferencer for disse påvirkningskategorier. Dette aspekt indgik ikke i det oprindelige projekt, men er principielt nødvendigt for at gøre påvirkningskategorierne operationelle. Aktuelt findes der ikke normaliseringsreference for human toksicitet via grundvand. Denne har der ikke været ressourcer til at beregne i det nærværende projekt, men vi mener, at denne evt. kan udregnes på baggrund af data vedr. metaller, pestiicider og nitrat i jord og grundvand indsamlet af DGU.

Påvirkningskategorierne deponeret øko- og human toksicitet er nyskabelser. UMIP-normaliseringsreferencer for disse er beregnet i delprojekt 2 og gengivet nedenfor.

Effektpotentiale -
deponeret human toksicitet
EP(hta-d)
m³ luft
EP(htw-d)
m³ vand
EP(hts-d)
m³ jord
Normaliseringsreference
(m³/capita/år)
7,78E+05 8,02E+04 2,29E+03

Effektpotentiale –
deponeret økotoksicitet
EP(etwc-d)
m³ vand
EP(etsc-d)
m³ jord
Normaliseringsreference
(m³/capita/år)
1,15E+07 5,26E+02

Vægtning
Der er i delprojekt 2 lagt op til en metode at vægte de nye påvirkningskategorier. Især påvirkningskategorierne vedr. den hypotetisk uendelige tidshorisont kræver væsentlige overvejelser vedr. bl.a. om der skal foretages en diskontering. Delprojekt 2 bidrager til en bedre forståelse af disse aspekter.

8.2.3 Arealanvendelse

Arealanvendelsen til deponeringen af en affaldsmængde repræsenterer et væsentligt miljøproblem i Danmark og lignende tætbefolkede lande, hvor det bliver stedse vanskeligere at finde arealer til deponeringsanlæg. Der er derfor et behov for at denne mængde indgår i miljøvurderingen. Arealanvendelse er af væsentlig betydning for deponeringsanlæg, men er dog ikke speciel for disse. Påvirkningskategorien omfatter nogle af de mest synlige effekter af humane aktiviteter. Der har været nedsat en arbejdsgruppe i SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry), vedrørende bl.a. arealanvend-else og en række metodeforslag er præsenteret i Lindeijer et al. (2002). Der arbejdes således allerede internationalt på at udvikle metoder til at vurdere arealanvendelse i LCA. Arealanvendelse var også omfattet i Eureka-projektet LCA-GAPS (Weidema, 2001).

Der synes at være almindelig enighed (i SETAC) om, at karakteriseringen af arealanvendelse baseres på følgende parametre:

  • Arealets størrelse
  • Varighed af ændring
  • Kvalitetsændringen (ud fra et biodiversitetssynspunkt)

Der er klart et behov for at kunne repræsentere arealanvendelse som påvirkningskategori, men udviklingen af metoder foregår sideløbende i andre fora og der er endnu ikke i særlig høj grad konsensus om metoder. Især kvalitetsbegrebet og kvantificeringen af kvalitetsændringen diskuteres. Det er derfor valgt ikke at lægge sig fast på en metode til kvantificering af kvalitetsændringen, men at tilpasse metoden på et senere tidspunkt når en vis grad af international konsensus er nået. Indtil da repræsenteres arealanvendelsen ved produktet af det beslaglagte areal (m²/kg) og varigheden af deponeringsanlægget (år), idet

Arealet udregnes ud fra

  • en gennemsnitshøjde på 8 m og en massefylde på 1,2 t/m³ for restprodukter fra dansk affaldsforbrænding (se Afsnit 4.3.3), dvs. 0,15 m² pr. ton restprodukt.
  • en gennemsnitshøjde på 10 m og en massefylde på 1.0 t/m³ for restprodukter fra danske elkraftværker (se Afsnit 5.3.2), ds. 0,1 m² pr. ton restprodukt

Varigheden sættes i begge tilfælde til 15 år som repræsenterer halvdelen af den tid der gennemsnitligt går fra et deponeringsanlæg indvies og til den sidste celle slutafdækkes og deponeringsanlægget går tilbage til tidligere anvendelse

For deponering af restprodukter fra kraftværkerne skal det vurderes, hvorvidt der overhovedet er tale om arealanvendelse eller om der reelt indvindes havbund således at det nettoanvendelsen af landareal er nul. Det vælges her, ikke at medtage restprodukter, som anvendes til opfyld (jf. tabel 5.1 svarer dette til ca. 50%), i arealanvendelse.

Ved anvendelse af ovenstående kan arealanvendelsen således fastsættes til henholdsvis:

  • 2,25 m²år per ton restprodukt fra affaldsforbrænding og
  • 0,75 m²år per ton restprodukt fra el- og varmeproduktion.

Som nævnt afventer kvantificering af kvalitetsændringen international konsensus på dette område, men det skal bemærkes, at ud over en kvalitetsforringelse mens opfyldningen af depotet finder sted, kan der også være tale om en mere varig kvalitetsændring fra før deponeringsanlæggets etablering til efter dets afslutning. Dette må vurderes og kvantificeres i konkrete tilfælde før en typisk dansk situation kan defineres.

Der er ikke i dette projekt udviklet normaliseringsreferencer og vægtningsfaktorer for arealanvendelse. Størstedelen af det danske areal anvendes til menneskelige aktiviteter (landbrug, infrastruktur m.m.) og miljøpåvirkningen af de forskellige anvendelser er yderst forskellig afhængig hvilken konkret anvendelse arealet har. Det er derfor ikke meningsfuldt at udvikle en normaliseringsreference for arealanvendelse før kvalitetsaspektet kan kvantificeres.

 



Version 1.0 December 2004, © Miljøstyrelsen.