Miljøprojekt, 1098 – Miljøstyrelsen og MAN B&W Diesel A/S - Karakterisering og nedbrydning af organiske indholdsstoffer i furansand fra støberier

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

3 Stofegenskaber

Der er ved den indledende informations- og litteratursøgning beskrevet i kapitel 2 fundet oplysninger om en række kemiske grundstoffer og forbindelser, der dels anvendes i forbindelse med fremstillingen af formsand på støberier, og dels opstår ved reaktioner mellem de kemiske forbindelser i hærdere og bindere eller ved pyrolyse under varmepåvirkning fra den flydende smelte.

Overskudssand fra jernstøberier der anvender kemisk bundet formsand af furansandstypen, kan foruden tungmetaller indeholde organiske mikroforureninger som f.eks. phenoler, BTEX’er, naphtalen og methylnaphtalener, PAH’er, furan og methylfuraner, formaldehyd, furfurylalkohol og p-toluensulfonsyre eller lignende hærdere.

Strukturformler for de i denne sammenhæng mest relevante organiske mikroforureninger er vist i figur 3.1, mens en oversigt over de væsentligste fysisk kemiske data for stofferne er givet i tabel 3.1 /3,4,5,6/.

Figur 3.1

Figur 3.1

Tabel 3.1 Stofegenskaber

Klik her for at se tabellen.

Som det fremgår af oversigten i tabel 3.1 har de organiske mikroforureninger væsentligt forskellige fysisk kemiske egenskaber.

Disse egenskaber er afgørende for, hvorledes et indhold af stofferne vil fordele sig i forskellige fraktioner af overskudssand, ligesom disse egenskaber er afgørende for stoffernes mobilitet og tilgængelighed for biologisk eller abiotisk omsætning i sandet.

I relation til fordeling af stoffer er følgende delmiljøer fremherskende i overskudssand fra jernstøberier:

- luftfase: luft i ikke-vandmættede hulrum mellem sandkorn m.m.,

- vandfase: porevand i sandet evt. forøget i mængde ved befugtning af sandet i forbindelse med eksempelvis bekæmpelse af støvproblemer,

- fast fase: partikler (sandkorn m.m.) herunder især den dannede organiske resin (harpiks), der har stor evne til at adsorbere andre organiske stoffer.

De forskellige fysisk kemiske egenskaber for phenoler, BTEX’er, naphtalen og methylnaphtalener, PAH’er og p-toluensulfonsyre forårsager, at stofferne fordeles forskelligt i ovennævnte delmiljøer:

- blandt stofferne har phenoler, furan, formaldehyd, furfurylalkohol og p-toluensulfonsyre størst tendens til at opløses i vandfasen,

- blandt stofferne har formaldehyd og BTEX’erne størst tendens til at afdampe til luftfasen,

- alle stofferne på nær p-toluensulfonsyre, formaldehyd og furfurylalkohol har stor affinitet overfor den dannede resin og vil i stor udstrækning adsorbere (binde sig) hertil. Dette er særligt udtalt for PAH’erne og naphtalenerne.

Phenolerne, furfurylalkohol og p-toluensulfonsyre er således de mest mobile stoffer i overskudssandet med hensyn til udvaskning eksempelvis ved infiltration af regnvand gennem deponeret overskudssand, mens formaldehyd og BTEX’erne er de mest mobile stoffer med hensyn til afdampning fra overskudssandet.