Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen 17/2006 – Kulbrinte i betonslam

Kulbrinte i betonslam

Sammenfatning og konklusioner

Ved rengøring af udstyr i betonindustrien fremkommer et affaldsprodukt i form af uhærdet betonslurry også kaldet betonslam. Dette affaldsprodukt indeholder typisk kulbrinte og ofte i koncentrationer, som myndighederne ikke kan acceptere, hvis affaldet skal bruges og deponeres frit. Myndighederne sidestiller ofte betonslam med jord og anvender ved deponering af betonslam samme grænseværdier som for jord. Den typiske grænseværdi er 100 mg/kg tørstof.

Kilder

Kulbrinte er kemiske forbindelser, der indeholder kulstof og brint og som stammer fra råolie. Kulbrinte i betonslam stammer fra følgende kilder:

Formolier
Smøre- og hydraulikolier
Brændstof fra køretøjer
Vejsnavs

Formolierne er enten mineraloliebaserede eller vegetabilskbaserede. De mineraloliebaserede formolier indeholder høje koncentrationer af kulbrinte, mens de vegetabilskbaserede formolier normalt ikke indeholder kulbrinte. De vegetabilske formolier indeholder typisk en vegetabilsk madolie blandet med en esterificeret fedtsyre og eventuel en ren fedtsyre.

I beton anvendes i dag en række organiske tilsætningsstoffer (additiver) fx plastificerende stoffer og luftindblandingsmidler. Disse stoffer er typisk højmolekylære stoffer, der ikke udvaskes fra betonslam. Kemiske analyser af en række udvalgte tilsætningsstoffer (additiver) viser, at disse ikke giver udslag i en analyse for kulbrinte. I forbindelse med de kemiske analyser der fortaget på betonslam har det ikke været muligt at genfinde spor af de anvendte betonadditiver.

Langt den væsentligste kilde til kulbrinte i betonslam er formolierne, hvorfor denne undersøgelse er koncentreret om dette emne.

Forbrug

På basis af interview med leverandører af formolier skønnes følgende forbrug i Danmark:

Forbruget af formolie pr. år: 1000 ton

Andel af mineraloliebaseret formolie: 70 %

Andel af vegetabilskbaseret formolie: 30 % (De emulgerede olier, som ofte er vegetabilskbaserede, indgår i de førnævnte 30 %)

Meget små mængder af formolie destrueres ved forbrænding eller lignende, så man må forvente, at ca. 700 tons kulbrinter tabes til miljøet årligt.

Analysemetoder

Kemisk analyse af betonslam ved hjælp af gaskromatografi med flammeionisations detektor (GC/FID) er en ofte anvendt metode til at måle kulbrinteindholdet i betonaffaldet. Denne metode medregner imidlertid ofte fejlagtigt fedtsyrer og fedtsyreestre i den samlede mængde kulbrinte. Dette betyder, at en række analyser af betonslam tidligere har vist fejlagtigt høje kulbrintekoncentrationer. Risikoen for fejlagtigt høje analyseresultater er især til stede i de tilfælde, hvor virksomhederne har anvendt vegetabilskbaseret formolie. Det anbefales derfor at anvende gaskromatografi koblet med massespektroskopi (GC/MS) som analysemetode i stedet for den traditionelle GC/FID metode. Ved hjælp af den anbefalede analysemetode er det muligt at skelne mellem kulbrinte og esterificeret fedtsyre, og på den måde sikres en korrekt bestemmelse af indholdet af kulbrinte og fedtsyre/fedtsyreestre i betonslam.

Løsningsmuligheder

Formolierne bruges såvel på blandere og transportudstyr som på selve formene. I dette projekt er der uden tekniske problemer gennemført en udskiftning af mineraloliebaseret formolie med vegetabilskbaseret formolie på blandere og transportudstyr. Denne udskiftning har alle steder medført en kraftig reduktion af kulbrinteindholdet i betonslam fra virksomhederne.

Et par virksomheder har uden tekniske vanskeligheder gennemført en fuldstændig udskiftning af mineralskbaseret formolie med vegetabilskbaseret formolie. Udskiftningen har medført, at koncentrationen af kulbrinte i betonslammet fra virksomhederne er reduceret til under 100 mg/kg TS.

På grundlag af erfaringerne i dette projekt må det forventes, at en substitution af mineraloliebaseret formolie med vegetabilskbaseret formolie vil kunne reducere kulbrinteindholdet i betonslam. Ud over denne substitution kræves der en stor påpasselighed med spild af brændstof og smøreolie og eventuelt en sideløbende udskiftning af mineraloliebaseret hydraulikolie til vegetabilskbaseret hydraulikolie.

Erfaringerne viser, at det er vanskeligt at holde forskellige typer af formolier adskilte på den enkelte virksomhed. Vælger man kun at udskifte en del af formolieforbruget med vegetabilskbaseret formolie, risikerer man let, at den mineraloliebaserede formolie alligevel i en vis grad havner i betonslammet. Bruger man mineraloliebaseret formolie i en del af produktionen, viser det sig, at denne olie af forskellige kanaler let finder vej også til den del af produktionen, hvor man anvender den vegetabilskbaserede formolie. Det må derfor anbefales, at den enkelte virksomhed forsøger at udskifte hele anvendelsen af formolie til vegetabilskbaseret formolie.

Selvom substitution af mineraloliebaseret formolie med vegetabilskbaseret formolie i de fleste tilfælde forløber uden nævneværdige tekniske vanskeligheder, er der også enkelte eksempler på, at en substitution ikke umiddelbart er teknisk gennemførlig. I enkelte tilfælde har man haft problemer med lokal retardering (forsinkelse af hærdeprocessen) af betonen, ligesom der i enkelte tilfælde har været problemer med vandskyende betonoverflader. Der pågår imidlertid et stort udviklingsarbejde hos flere af leverandørerne af formolie til byggeriet, og hos flere betonproducenter har man i samarbejde med leverandørerne af formolie løst denne type problemer. Man må forvente, at de fleste tekniske forhindringer for en udbredt anvendelse af vegetabilsk formolie kan løses ved fx nye sammensætninger af formolien.

Vegetabilskbaserede formolier er dyrere i indkøb end de traditionelle mineraloliebaserede formolier. De aktuelle priser er naturligvis afhængige af mange parametre som fx leveret mængde m.m. Man må forvente, at omkostningerne til indkøb af formolie kan vokse med ca. 25 % ved substitution af mineraloliebaseret formolie med vegetabilskbaseret formolie. De øgede omkostninger opvejes ofte helt eller delvis af besparelser i form af mindre efterbehandlingsarbejde og mindre omkostninger til affaldshåndtering.

Udvaskning og grænseværdier

Det er vanskeligt at måle udvaskningshastigheden af kulbrinter fra beton og betonslam. Dog tyder de forsøg, der er gennemført, at udvaskning fra hærdet beton er mindre end fra ikke-hærdet betonslam.

Usikkerheden i forbindelse med udvaskningstest af mineralolie fra betonslam bevirker, at det ikke er forsvarligt på grundlag af denne type test at foreslå grænseværdier for kulbrinte i betonslam der deponeres på jorden.

Hvis betonslam deponeres som forurenet jord, er der derfor vanskeligt at begrunde andre grænseværdier for betonslam end de, der p.t. anvendes af myndighederne for forurenet jord.

Anbefaling

På grundlag af resultaterne i dette projekt anbefales det, at:

udskifte mineralskbaseret formolie med vegetabilskbaseret formolie i så høj grad, det er muligt.
analysere betonslam ved hjælp af GC/MS. Herved er det muligt at skelne mellem kulbrinte og fedtsyre/fedtsyreester.