Miljøstyrelsen og MAN B&W Diesel A/S - Karakterisering og nedbrydning af organiske indholdsstoffer i furansand fra støberier

2 Litteratursøgning

Der er gennemført en indhentning af informationer og en litteratursøgning med henblik på at tilvejebringe en supplerende afdækning af kritiske indholdsstoffer i furansand fra jernstøberier. De indhentede informationer danner baggrund for projektets efterfølgende opstilling af et analyseprogram til karakterisering af furansand for indhold af miljømæssigt kritiske stoffer.

På baggrund af tidligere gennemførte projekter med støbesand, samt ud fra viden i øvrigt om støbetekniske forhold på furansands støberier, er der indledningsvis opstillet et søgeprofil for en litteratursøgning.

Efterfølgende er der gennemført en litteratursøgning via online adgang til Danmarks Tekniske Videncenter (DTV), hvor søgningen er gennemført i artikeldatabasen. Formålet med søgningen har primært været at identificere referencer med resultater af undersøgelser af furansand for indholdsstoffer, som kan være miljømæssigt kritiske.

Parallelt med litteratursøgningen er der foretaget en skriftlig henvendelse til en række udenlandske virksomheder, udvalgt på baggrund af en bred søgning på internettet indenfor udvalgte og oplagte renseteknikker for støbesand. Disse firmaer er kontaktet med henblik på at indhente oplysninger om udenlandske erfaringer med rensemetoder, herunder anvendte teknikker, skala, effektivitet, begrænsninger og omkostninger.

2.1 Søgeprofil

Tidligere gennemførte projekter med kemisk karakterisering og undersøgelse af egnede rensningsmetoder af støbesand, har bibragt en grundlæggende viden om indholdsstoffer og fysisk-kemiske egenskaber af støbesand af forskellige typer.

Med henblik på at tilvejebringe supplerende oplysninger om indhold af miljømæssigt kritiske stoffer i furansand fra jernstøberier er der udført en søgning efter litteratur indeholdende resultater af undersøgelser af furansand. Søgningen er udført med en kombination af ord fra grupperne I, II og III, som angivet i tabel 2.1. Resultaterne af litteratursøgningen er beskrevet i afsnit 2.1.1.

Der er endvidere søgt danske referencer i databasen www.affaldsinfo.dk.

Foruden ovennævnte litteratursøgning er der på www.epareachit.org foretaget søgning efter virksomheder, der tilbyder oprensningsløsninger indenfor følgende metoder:

-  termisk desorption

-  jordvask (soil washing)

-  ekstraktion (solvent extraction)

-  biologisk oprensning (bioremediation)

Tabel 2.1 Søgeprofil for litteratursøgning

I. Jernstøberi
cast*
casting*
cast iron*
AND
founding*
foundr*
mould*  OR  mold*
III. Kritiske stoffer
pollutant*
xenobiotic*
ASOC*
chemical*  AND  (environ* OR hazard*)
material*  AND  (environ* OR hazard*)
BTEX*
PAH*
aromatic hydrocarbon*
benzen*
naphthalene*
phenol*
formaldehyde
furfuryl alcohol
p-toluenesulfonic acid  OR  toluene-4-sulfonic acid
heavy metal*
lead
cadmium
nickel
chrom*
arsen*
zinc
copper
mercury
II. Furansand
furan*
furfuryl alcohol
furfural alcohol
furan resin
AND
sand*
+ eventuelt
moulding sand*  OR  molding sand* OR
waste sand*
AND
dispos*
* angiver “wild cards”

Den gennemførte søgning har resulteret i en liste over ca. 30 virksomheder, der matcher en eller flere af ovennævnte termer for rensningsmetoder.

Efterfølgende er der skriftligt taget kontakt til disse virksomheder med beskrivelse af projektets formål, og med en anmodning om tilbagemelding vedrørende virksomhedens erfaringer med behandlingsteknikker indenfor nedbringelse af indholdet af kemiske stoffer i forskellige typer af affaldsmaterialer.

Resultaterne af kontakten til disse ca. 30 virksomheder er beskrevet i afsnit 2.2.2.

2.1.1 Resultat af litteratursøgning

I bilag A er der som resultat af den gennemførte litteratursøgning givet kortfattede resumeer af en række såvel udenlandske som danske referencer omhandlende indhold af miljøfremmede stoffer i overskudssand fra støberier.

De vigtigste informationer om indholdsstoffer af miljømæssigt kritisk karakter er kort beskrevet i det følgende.

Metaller

Der er i litteraturen undersøgt bredt for indhold og udvaskning af tungmetallerne bly, cadmium, chrom, kobber, nikkel og zink. Der er generelt fundet relativt høje indhold af tungmetaller i støbesand, mens udvaskningen af tungmetallerne generelt er konstateret lav.

BTEX’er[1] og naphtalener

Der er i flere artikler rapporteret om indhold af BTEX’er, naphtalen og methylnaphtalener i både furansand og i vand fra udvaskningstest på furansand. Stofferne rapporteres dannet ved pyrolyse ved temperaturer på 300 – 700 °C under reducerende betingelser af den højmolekylære harpiks anvendt til fremstillingen af forme og kerner.

Phenoler

Stoffet phenol indgår som komponent i den højmolekylære harpiks, der binder sandet sammen. Mindre rester af ikke-polymeriseret phenol kan derfor forventes i furansand. Der er i flere artikler rapporteret om indhold af phenoler og methylphenoler (cresoler og xylenoler) i både furansand og i vand fra udvaskningstest på furansand. Phenolerne rapporteres ligesom BTEX’erne og naphtalenerne at kunne dannes ved pyrolyse af den anvendte højmolekylære harpiks.

Polyaromatiske Hydrocarboner (PAH’er)

Der er i enkelte artikler rapporteret om høje indhold af PAH’er i furansand fra støberier, mens der i enkelte andre artikler er rapporteret om mindre indhold af PAH’er. Pyrolyse af kulmel anvendt i bentonitbundet sand vurderes i en enkelt artikel at udgøre en væsentlig kilde til dannelsen af PAH’er i sandet, og forklarer derved et lavere indhold af PAH’er i furansand end i bentonitbundet sand. Kulmel anvendes sædvanligvis ikke i furansand.

Andre organiske mikroforureninger

I den gennemgåede litteratur er der foruden ovenstående organiske komponenter fundet oplysninger om indhold af formaldehyd, furan, methylfuraner, furfurylalkohol, og afhængig af den anvendte hærder

p-toluensulfonsyre, benzensulfonsyre, xylensulfonsyre eller benzoesyre.

Uorganiske stoffer

Der er i en enkelt artikel beskrevet undersøgelser af udvaskningen af fluorid, klorid og sulfat fra brugt støbesand anvendt som opbygning under en motorvej. Der blev konstateret tegn på øgede koncentrationer af fluorid og sulfat i forhold til en referencestation. Generelt anvendes disse stoffer ikke i fremstillingen af støbesandet, men findes i sandet, og på denne baggrund vurderes stofferne ikke at være relevante i et miljømæssigt perspektiv.

Andet

Enkelte artikler nævner anvendelsen af fosforsyre som hærder. Indenfor projektets rammer vurderes fosforsyre ikke at være miljømæssigt problematisk, men både fosfors betydning som næringssalt og fosforsyrens kemiske egenskaber er relevante for den generelle karakterisering af støbesand, samt for vurdering af potentielle rensningsmetoder.

2.1.2 Resultat af kontakt til virksomheder angående renseteknikker

Der er i juli 2001 taget skriftlig kontakt til ca. 30 virksomheder fra både Europa og USA. Kopi af brev og adresseliste er vedlagt i bilag B.

Der er modtaget skriftlige svar og brochurer etc. fra i alt 5 virksomheder.

Blandt de modtagne svar vedrørende rensningsteknikker er termisk desorption den oftest foreslåede rensemetode for furansand, og erfaringerne med fuld skala anlæg hovedsagelig til behandling af kulbrinte baserede jordforureninger er stor. En enkelt virksomhed foreslår ekstraktion af organiske komponenter. Foruden disse 2 teknikker er der i flere tilfælde vedlagt materiale vedrørende biologiske teknikker. Der er i en række tilfælde tale om rensningsteknikker baseret på flere af ovennævnte teknikker.

Der er ikke modtaget materiale der specifikt nævner erfaringer med rensningsteknikker overfor den samlede gruppe af organiske kemiske stoffer, der i det fremsendte materiale er nævnt som kritiske indholdsstoffer i overskudssand af furansandstypen.


[1] BTEX’er:  Benzen, Toluen, Ethylbenzen, Xylener

 



Version 1.0 Juni 2006, © Miljøstyrelsen.