Substance Flow Analysis for dioxins in Denmark

Sammenfatning og konklusioner

Denne undersøgelse har forsøgt at skabe – i det omfang dette er muligt ud fra den eksisterende viden – et opdateret og dækkende billede af omsætningen af dioxin i det danske samfund. Dannelsen af chlorerede dioxiner i Danmark i 1998-99 er estimeret til 90 – 830 g I-TEQ/år, mens emissionen til miljøet er estimeret til:

Luft: 19 - 170 g I-TEQ/år
Vand: 0,3 – 1,4 g I-TEQ/år
Jord: 1,3 - 54 g I-TEQ/år
Depoter: 38 – 420 g I-TEQ/år
   

Som forurening i forskellige produkter og materialer er chlorerede dioxiner tillige importeret til Danmark eller udvundet fra naturen, idet dioxiner findes i både ler, fisk, dyr og planter på grund af tidligere og nuværende forurening. Estimatet for emission af dioxiner til luft er i fornuftig overensstemmelse med det estimerede atmosfæriske nedfald på 16 - 160 g I-TEQ/år over det danske landareal.

Dannelse af dioxiner i Danmark er næsten udelukkende knyttet til forbrændingsprocesser. Begrebet forbrændingsproces dækker i denne sammenhæng enhver proces, hvor tilstedeværende organisk materiale forbrændes og omfatter processer som afbrænding af træ og halm, affaldsforbrænding, ildebrande og bål, cementfremstilling og genvinding af stål. Dannelse af dioxiner sker derfor mange steder i samfundet.

Dannelse af dioxiner afhænger i betydelig grad af de lokale proces forhold herunder råmaterialer og temperaturforløbet i røggassystemer. At estimere dannelse og emissioner handler derfor om at håndtere et virvar af usikkerheder. De store intervaller for dannelse og emissioner der er givet ovenfor afspejler den usikkerhed, der er knyttet til estimaterne.

Baggrund og formål

Denne undersøgelse er igangsat af Miljøstyrelsen i november 1999 for at opnå en bedre forståelse af transporten og omsætningen af dioxiner i det danske samfund.

De kontante formål med undersøgelsen har været at organisere den eksisterende viden om dioxiner i Danmark ved brug af værktøjet massestrømsanalyse og som led i denne proces at revurdere den viden, der indtil nu er rapporteret fra Danmark i lyset af den betydelige viden, der er gjort tilgængelig internationalt i løbet af 1990’erne.

Tidligere undersøgelser om emissionen af dioxiner i Danmark er offentliggjort i 1995 og 1997.

Undersøgelsen

Undersøgelsen er udført i overensstemmelse med Miljøstyrelsen paradigme for massestrømsanalyser. Den viden der præsenteres her bygger på data fra Danmarks Statistik, videnskabelig litteratur, offentlige institutioner, private organisationer og virksomheder. Analysen har kontant sammenfattet al tilgængelig information for at beskrive omsætningen af dioxiner i det danske samfund.

Da dioxinanalyser er relativt dyre, er der kun foretaget et begrænset antal målinger i Danmark. Det har derfor været nødvendigt for de fleste processer at bygge på udenlandske emissionsfaktorer. Ved vurderingen og udvælgelsen af sådanne emissionsfaktorer, er det blevet anset for fagligt mere rigtigt at bruge minimum- og maksimumtal i stedet for gennemsnitstal, da gennemsnitstal generelt giver et falsk indtryk af estimaternes nøjagtighed. En tilsvarende fremgangmåde er i visse tilfælde også brugt for processer, hvor der findes danske målinger, fx. for affaldsforbrænding. Et af de problemer, som denne fremgangsmåde tager hensyn til – i det mindste delvist – er det forhold, at dioxindannelse og emissioner ved "normale" procesforhold må forventes at kunne være væsentligt forskellig fra "ikke-normale" forhold, og at "ikke-norma le" forhold kan svare for en væsentlig del af den samlede dioxindannelse og -emission. De fleste målinger som er tilgængelige må antages at bygge på normale procesforhold og giver dermed ikke nødvendigvis et pålideligt billede af den samlede emission fra de enkelte anlæg.

Vigtigste konklusioner

Den foreliggende viden og vurderinger om omsætningen af chlorerede dioxiner i Danmark i 1998-99 er sammenfattet og illustreret i figur 1.

Figur 1 Se her!
Balance for chlorerede dioxiner for Danmark 1998-99 (alle tal i g I-TEQ/år)

Det danske samfund modtager chlorerede dioxiner med importerede varer og med råmaterialer udvundet fra naturen. De pågældende varer er primært materialer som træ, læder og tekstiler, der er behandlet med pentachlorphenol, men også ler, papir og pap samt foderstoffer. De udvundne råmaterialer handler om ler, kaolin og lignende materialer som bruges til produktion af varer i Danmark, men også fisk, græs og husdyr, som bruges til fødevarer og foderstoffer i Danmark.

I Danmark sker en dannelse af chlorerede dioxiner ved en lang række forskellige processer. Den samlede dannelse svarer til 90-830 g I-TEQ/år. Den vigtigste kilde er affaldsforbrænding. Andre betydningsfulde kilder omfatter brug af kul og biomasse til energiproduktion, brande og bål, samt bl.a. omsmeltning af stål- og aluminiumsskrot.

Tabel 1
Estimerede emissioner/tab til miljøet og depoter i Danmark 1998-99

Aktivitet

Emission/tab (g I-TEQ/år)

til luft

til vand

til jord

til depoter 1)

Industriel fremstilling

Kemisk industri 2)

?

 

<1?

 

Cement og brændt kalk

0,045-3,5

?

 

 

Stål- og aluminium-omsmeltning

1,3-5,6

 

<0,005

0,26-1,5

Andet 3)

0,07-1,0?

<0,01

 

<0,002?

Energiproduktion

Fossile brændsler

0,54–2,76

 

 

0,23–31?

Forbrænding af biomasse

0,73 – 41

 

< 15,2

0,04–36?

Brug af produkter

Træ, læder og tekstiler behandlet med PCP

0,5 – 26?

0,2 4)

 

 

Blegemidler og –processer

 

<0,5 4)

 

 

Foderstoffer

 

?

<10

?

Diverse aktiviteter

Brande

0,5 – 20?

 

?

1-30

Bål m.m.

0,03–6,5

 

0,01–27,5?

0,01-27,5

Trafik og andet 5)

1,4-1,9?

?

?

?

Behandling og bortskaffelse af affald

Genvinding af kabelskrot

0,005-5

 

 

?

Kommunekemi 6 )

2,2-2,7

0,000001

 

0,9?

Affaldsforbrænding

11-42

 

 

35-275

Lossepladser/depoter 7)

0,25-10?

<0,05?

 

0,4-17?

Spildevandsrensning og regnvand

 

0,3–1,4?

 

 

Spildevandsslam

0,07-0,15

 

1,3

0,42-0,46

Andre aktiviteter 8)

0,08-0,2

 

0,01-0,07

?

Total (afrundet)

19–170

0,3–1,4?

1,3–54

38-420

? Tal kan ikke estimeres pga. mangel på data – bør ikke overses.
x? Tal eller deltal bedømt som højst usikre.
1) Inkluderer mængder som er indeholdt i restprodukter, der bruges til anlægsarbejder.
2) Dækker fremstilling af pesticider and farmaceutica.
3) Dækker fremstilling af isoleringsmaterialer, tegl og mursten, glas, metalstøbning, varmgalvanisering, fiskeolie/-mel, kød- og benmel, grøntfoder, asfaltfremstilling og en række andre processer, som ikke kan kvantificeres.
4) Omfatter emission til spildevand. Udledning fra spildevandsrenseanlæg er angivet under "spildevandsrensning".
5) Dækker trafik, kremering og en række andre aktiviteter, der kun delvist kan kvantificeres, såsom fyrværkeri, havegrills, madlavning og andre aktiviteter.
6) Emission til luft kun gyldig for 1999. Når grænseværdien på 0.1 ng I-TEQ/Nm3 er opfyldt for alle ovne, vil den maksimale emission være 0,09 g I-TEQ/år.
7) Emission til luft og tab til depoter beror på brand i midlertidigt oplagret brændbart affald.
8) Dækker shredderanlæg, klinisk hospitalsaffald og biologisk affaldsbehandling.
      

Størsteparten af den mængde chlorerede dioxiner, der dannes i Danmark emitteres til miljøet i Danmark. En mindre del vil dog blive eksporteret med restprodukter som kulflyveaske og filterstøv fra røggasrensning.

En væsentlig destruktion af chlorerede dioxiner påregnes også at finde sted i Danmark. Denne destruktion er anslået til 13 – 1435 g I-TEQ/år og omfatter dioxiner i ler o.lign, der bruges til fremstilling af tegl, mursten og andre produkter i Danmark, idet disse produkter brændes ved en temperatur, der må antages at nedbryde dioxiner. Der sker også nedbrydning af dioxiner i affald og spildevandsslam som forbrændes samt af dioxiner i flyveaske og papirslam, der bruges til cementfremstilling, idet både affaldsforbrænding, slamforbrænding og cementfremstilling må antages i væsentligt omfang at nedbryde dioxiner. Hertil kommer en ukendt dioxinmængde i specielle dioxinfiltre, som brændes i ovne ved de anlæg, hvor de har været benyttet.

En række af de anlæg, hvor der sker en destruktion af dioxiner er dog samtidig blandt de vigtigste kilder til dannelse og emission af dioxiner. Dette gælder især affaldsforbrænding, hvor der dannes og emitteres en dioxinmængde, som er væsentlig større end den mængde, der destrueres. Affaldsforbrænding er således den vigtigste kilde til dannelse og emission af dioxiner i Danmark.

Emission af chlorerede dioxiner til miljøet i Danmark omfatter emission til både luft, vand og jord samt deponering på lossepladser eller andre typer depoter, såvel slagger fra forbrændingsanlæg og kulflyveaske anvendt til anlægsarbejder. Den estimerede emission af chlorerede dioxiner til miljøet i Danmark i 1998-99 er sammenfattet i tabel 1.

Den samlede emission til luft i Danmark er estimeret til 19 - 170 g I-TEQ/år. De dominerende kilder omfatter:
Affaldsforbrænding
Afbrænding af biomasse i mindre enheder uden røggasrensning som brændeovne og gårdfyr - for brændeovne gælder, at rent træ næppe er det store problem, men at der tillige brændes andre materialer såsom papir, pap, mælkekartoner, behandlet træ mv. som må forventes at fremme dioxindannelse, bl.a. fordi det kan indeholde kobber (fx. som farvestof på papir), der virker som katalysator for dioxindannelse, og fordi træ (fx. fra engangspaller importeret til Danmark og brugt som brændsel) kan være behandlet med pentachlorphenol, uden at dette kan ses på træet.
Fordampning fra træ behandlet med pentachlorphenol - det drejer sig især om konstruktionstræ brugt i perioden 1950 –1978, hvor pentachlorphenol var almindeligt anvendt til træbeskyttelse i Danmark – en del af dette træ er stadig i brug i huse etc. og må antages stadig at indeholde dioxin, som langsomt fordamper.
Brande i bygninger, køretøjer og midlertidige depoter for brændbart affald - den foreliggende viden er meget usikker, da det er vanskeligt at foretage pålidelige målinger, men alle betingelser for dioxindannelse er normalt opfyldt.
Omsmeltning af stål- og aluminiumsskrot.

Hertil kommer en lang række andre kilder, fx. Kommunekemi, som var en signifikant kilde i 1999, men Kommunekemi har lukket den pågældende ovn og installerer dioxinfilter.

Den samlede emission til vand i 1998-99 er estimeret til 0,3 – 1,4 g I-TEQ/år. Den dominerende kilde synes at være atmosfærisk nedfald, men congener profiler for spildevandsslam passer bedre med profiler for dioxinindholdet i tekstiler. Den foreliggende viden er for spinkel til at drage sikre konklusioner.

Den samlede emission til jord i 1998-99 er estimeret til 1,3 – 54 g I-TEQ/år. De dominerende kilder skønnes at være:
Aske fra afbrænding af biomasse (fra brændeovne og gårdfyr), som spredes direkte på jorden.
Rester fra diverse bål (fx. havebål, Skt. Hans bål), som efterlades og med tiden blandes med jorden.
Husdyrgødning.

Det samlede tab til lossepladser og andre depoter er estimeret til 38 – 420 g I-TEQ/år. Restprodukter fra affaldsforbrændingsanlæg er den dominerende kilde. Hertil kommer aske fra biomassefyr, kulkraftværker og brande samt filter støv fra røggasrensning hos diverse virksomheder. Den foreliggende viden om skæbnen for dioxiner i lossepladser er meget beskeden.

Inden for affaldssektoren synes at ske en indsats for at mindske dioxinemissioner, fx. ved installation af særlige dioxinfiltre. Vurderet ud fra Stålvalseværkets eget skøn for dioxin-emissionen har denne virksomhed tilsyneladende også haft succes med at reducere emissionerne væsentligt. For andre anlæg og aktiviteter i Danmark vurderes, at der indtil nu ikke har været specielt fokus på dioxin.

Der eksisterer et lager af chlorerede dioxiner i træ tidligere behandlet med pentachlor-phenol. Den nuværende størrelse af dette lager er groft skønnet til 100 – 5.000 g I-TEQ. Lageret må antages langsomt at blive mindre, dels fordi der sker en løbende udskiftning af det pågældende træ, som vil bortskaffes til forbrænding og dels pga. fordampning af dioxiner fra træet.

En anden gruppe dioxiner er de bromerede dioxiner. Der er ikke foretaget målinger for disse dioxiner i Danmark og kun relativt få målinger internationalt, bl.a. fordi de analystiske procedurer endnu ikke er færdigudviklede. Det er skønnet, at der sker en import af størrelsen 2 – 60 g I-TEQ/år til Danmark af bromerede dioxiner med plast som indeholder bromerede flammehæmmere. I det omfang, at sådant plast udsættes for brand eller videre bearbejdning, fx. omsmeltning ved genanvendelse, kan der ske en yderligere dannelse af bromerede dioxiner. Bromerede dioxiner vil formodentligt blive nedbrudt ved affaldsforbrænding, men dannelse af bromerede dioxiner samt kombinerede bromerede/chlorerede dioxiner kan ske på ny i røggasser helt parallelt til dannelse af chlorerede dioxiner.