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

8 Konklusion

Der er gennemført en afdækning af sandkredsløbet og genereringen af overskudssand og -støv i støberiet hos MAN B&W Diesel A/S i Frederikshavn.

På baggrund af en opdeling og en kemisk karakterisering af fem fraktioner af overskudssand og -støv, der udgør omkring 85 % af den samlede mængde overskudsmateriale, er det konstateret, at to fraktioner fra godsrensningen indeholder højere koncentrationer af tungmetaller og mindre koncentrationer af en række organiske komponenter, mens en fraktion fra udslagningen indeholder lave koncentrationer af tungmetaller og høje koncentrationer af organiske komponenter. De 2 sidste fraktioner af forskelligt opfej og spild indeholder ligeledes lave koncentrationer af tungmetaller og moderate koncentrationer af organiske komponenter.

Forhøjede indhold af tungmetaller omfatter stofferne chrom, kobber, nikkel og zink, mens forhøjede indhold af organiske komponenter omfatter stofferne p-toluensulfonsyre, furfurylalkohol, formaldehyd, phenoler, BTEX’er, naphtalen og methylnaphtalener. Der er generelt ikke konstateret væsentlige koncentrationer af PAH’er i de fem fraktioner af overskudssand og –støv.

Der er konstateret forhøjede indhold af tungmetaller i støv- og sandfraktioner fra godsrensningen, hvor indholdet af partikler af jern og stålhagl fra renseprocessen formodentlig især bidrager med tungmetaller bundet på metallisk form. Forhøjede indhold af organiske komponenter er konstateret i støvfraktioner og fraktioner med indhold af frisk støbesand.

Generelt er koncentrationerne af metaller mindre end kvalitetskriterierne for ren jord, men i støv- og sandfraktionerne fra godsrensningen er indholdet af nikkel dog større end kvalitetskriteriet for lettere forurenet jord. Koncentrationerne af de organiske stoffer BTEX’er, phenoler og naphtalener overskrider kvalitetskriterierne for lettere forurenet jord. De påviste organiske stoffer er vandopløselige og kan forventes at være biologisk nedbrydelige under aerobe forhold, om end oplysningerne om nedbrydning af p-toluensulfonsyre er noget varierende.

De miljømæssigt mest problematiske stoffer identificeret i overskudssand fra støberiet er stofgrupperne BTEX’er og phenoler, samt enkeltstofferne p-toluensulfonsyre og furfurylalkohol. Disse organiske stoffer er hovedsagelig konstateret i støvfraktioner og i fraktioner med indhold af frisk støbesand.

Fraktionen af opskrab, opfej fra gulve og defekte forme mv. udgør ca. 34 % af den samlede mængde af overskudssand og –støv. Denne fraktion har et lavt indhold af tungmetaller og et moderat indhold af organiske komponenter anvendt til at danne den højmolekylære harpiks, der binder sandet sammen til støbeforme.

Med henblik på at nedbringe koncentrationerne af organiske stoffer i overskudssand fra denne fraktion er der gennemført et laboratorie forsøg, hvor ændringerne i koncentrationen af de væsentligste kemiske stoffer i sandet er fulgt over en 14 ugers periode. Laboratorieforsøget er opstillet således, at effekten af hhv. befugtning, beluftning og podning med bakterier har kunnet følges.

Resultaterne af laboratorieforsøgene viser, at der indenfor den undersøgte tidsperiode generelt ikke er observeret tydelige tegn på nedbrydning af de undersøgte organiske stoffer.

For stofferne formaldehyd, furfurylalkohol og gruppen af phenoler er der tydeligt konstateret en reduktion i koncentrationerne, hvilket hovedsagelig tilskrives en fortsat polymerisering i forsøgsperioden. Den observerede reduktion i koncentrationerne af disse stoffer er sammenhængende med en svag stigning i koncentrationen af p-toluensulfonsyre, der fungerer som katalysator for polymeriseringsprocessen.

For stofferne benzen, xylener og naphtalen er koncentrationerne i forsøgsopstillingen på meget lavt niveau, og indholdet er derfor mere usikkert bestemt. Der er dog ikke observeret tegn på nedbrydning af disse stoffer ved eksempelvis manglende påvisning mod slutningen af forsøgsperioden.

For stoffet toluen er koncentrationen gennem første del af forsøgsperioden faldende, men efter den sidste prøvetagning er indholdet igen stigende. Der er således ikke tegn på nævneværdig nedbrydning af toluen.

For gruppen af phenoler og furfurylalkohol er der tegn på stigende koncentrationer i den podede opstilling efter en periode på 14 uger. Phenolerne og furfurylalkohol udgør grundstrukturen i den højmolekylære harpiks, og stigningerne i koncentrationen af disse stoffer i den podede opstilling tyder således på en begyndende dekomponering af den højmolekylære harpiks.

Konklusionerne på de gennemførte undersøgelser er således, at overskudssand og –støv fra et furansands støberi indeholder rester af de organiske stoffer, der er anvendt til at danne den højmolekylære harpiks ved polymerisering.

I støberiet hos MAN B&W Diesel A/S i Frederikshavn er der hovedsagelig tale om katalysatoren p-toluensulfonsyre, samt polymerkomponenterne furfurylalkohol, phenol og formaldehyd. Endvidere forekommer der indhold af benzen, toluen og xylener, naphtalen og methylerede naphtalener, samt i mindre grad enkelte PAH forbindelser.

Konklusionerne på de gennemførte nedbrydningsforsøg er, at indenfor en periode på 14 uger er der ikke konstateret en væsentlig reduktion i koncentrationerne af benzen, toluen, xylener og naphtalen. Koncentrationen af p-toluensulfonsyre er svagt stigende indenfor denne periode, og samtidig ses en fjernelse af phenoler, furfurylalkohol og formaldehyd, hvilket tolkes som en fortsat polymerisering i opstillingen gennem forsøgsperioden.

For gruppen af phenoler og for furfurylalkohol ses i den podede opstilling en stigning mod slutningen af den 14 uger lange forsøgsperiode, og denne udvikling tolkes som en begyndende dekomponering af den højmolekylære harpiks.