[Forside] [Indhold] [Forrige] [Næste]

Sammendrag

Denne rapport består af en litteraturundersøgelse og en laboratorieundersøgelse af den anaerobe nedbrydelighed af udvalgte miljøfremmede stoffer. Der er fokuseret på indholdet af miljøfremmede stoffer i spildevandsslam og kildesorteret organisk dagrenovation, og muligheden for at få fjernet stofferne under den anaerobe udrådning. De praktiske perspektiver i denne undersøgelse er at undersøge muligheden for om en anaerob behandling i biogasanlæg af ovennævnte affaldsfraktioner kan øge den andel, der kan anvendes til jordbrugsformål ved at reducere indholdet af miljøfremmede stoffer.

Der er i undersøgelsen rettet opmærksomhed mod de de miljøfremmede stoffer, der er omfattet af Miljø- og Energiministeriets bekendtgørelse nr. 823 af 16. september 1996 om anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål, men også andre fremmedstoffer er inkluderet. De stoffer der er omfattet af bekendtgørelsen er blandt tensiderne lineære alkylbenzensulfonater (LAS) og nonylphenolethoxylater med hhv. en og to ehtoxylatgrupper samt nonylphenol. Blandt phthalaterne er DEHP omfattet af bekendtgørelsen, og blandt de polyaromatiske hydrocarbonater (PAH’er) er acenaphthen, phenanthren, fluoren, fluoranthen, pyren, benzfluoranthener (b+j+k), benzo(a)pyren, benzo(ghi)perylen, og indeno(1,2,3-cd)pyren omfattet.

Litteraturundersøgelsen omhandler anaerob nedbrydning af følgende stofgrupper:

• Lineære alkylbenzen sulfonater (LAS)
• Nonylphenol og nonylphenolethoxylater (NPE)
• Polycykliske aromatiske hydrocarboner (PAH)
• Phthalater
• Chlorerede phenoler og benzener

Nedenstående refereres kort resultatet fra litteraturundersøgelsen:

Tensider
Der er i litteraturen ikke data som tyder på, at liniære alkylbenzen sulfonater (LAS) kan nedbrydes under anaerobe og metanogene betingelser.

Nonylphenolethoxylater er observeret omsat mikrobiologisk under metanogene forhold under dannelse af forbindelser med et lavere antal ethoxylatgrupper (1-2) samt 4-nonylphenol. Disse forbindelser synes ikke at blive nedbrudt videre under anaerobe forhold.

PAH-forbindelser
Ikke substituerede og homocycliske PAH-forbindelser med høj molekylvægt kan ifølge litteraturen i praksis betragtes som persistente under anaerobe forhold, mens der er fundet anaerob nedbrydning af substituerede aromater og PAH’er med en eller to ringe.

Der er ikke rapporteret anaerob nedbrydning af PAH-forbindelser med fire eller flere ringe.

DEHP
Ifølge litteraturen kan DEHP ikke forventes nedbrudt under metanogene forhold, mens phthalsyreestre med mindre alkylkædelængde kan omdannes under dannelse af metan.

Chlorphenoler
Chlorerede forbindelser er rapporteret nedbrudt under dannelse af metan. Mekanismen ved anaerob nedbrydning af chlorphenoler involverer en reduktiv dechlorering, hvor chlorphenoler omdannes til forbindelser med lavere chloreringsgrad for ultimativt at blive mineraliseret.

Chlorbenzener
Der er ligeledes rapporteret reduktiv dechlorering af chlorbenzener under metanogene forhold, hvorved der dannes chlorerede benzener med færre chloratomer. Reduktiv dechlorering er påvist for chlorbenzen med 2-6 chloratomer, mens monochlorbenzen tilsyneladende er et stabilt slutprodukt under metanogene forhold.

Den generelle slutning, der kan drages fra litteraturundersøgelsen er, at de stoffer, der primært fokuseres på i forbindelse med anvendelse af affaldsprodukter i jordbruget generelt er svært nedbrydelige under anaerobe forhold.

Nedenstående refereres kort resultater fra laboratorieundersøgelsen:

Screeningstest ISO 11734
Med udgangspunkt i standardtesten ISO 11734 blev den anaerobe bionedbrydelighed for 15 fremmedstoffer testet. Princippet i testen er, at bestemme fremmedstofnedbrydning under anaerobe forhold ved at måle trykudvikling i lukkede beholdere. Formålet var at undersøge om testen kunne erstatte de mere omkostningskrævende kemiske analyser. Screeningstesten viste, at der var en ringe anaerob omsætning af de testede PAH’er, LAS, nonylphenol og 2,4-dichlorphenol. Der blev konstateret nogen anaerob omsætning af de testede nonylphenolethoxylater samt phthalater.

Det blev konkluderet, at screeningstesten ikke umiddelbart kan erstatte de kemiske analyser, men er anvendelig som et supplement til disse, da der herved opnås en bedre information om fremmedstoffernes anaerobe bionedbrydelighed.

Temperatur
Temperaturens indflydelse på den anaerobe bionedbrydelighed blev testet under hhv. mesofile og termofile forhold ved hhv 35 og 55°C. Resultaterne tydede på, at flere stoffer blev nedbrudt under termofile forhold, dog blev DEHP bedst fjernet under mesofile forhold. Denne konklusion skal dog tages med forbehold, da den er på baggrund af enkeltanalyser.

Elektronacceptorer
Nedbrydning af seks fremmedstoffer stoffer (acenaphthen, phenanthren, 4-nonylphenol, natrium dodecylbenzensulfonat (LAS), di(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP), og 1,2,4-trichlorbenzen (TCB), blev testet under jern-, sulfat- og nitrat-reducerende forhold med hhv. Fe³⁺, SO₄^2- og NO₃^-som elektronacceptor.

Der blev kun i få tilfælde indikeret en nedbrydning af stofferne og i ingen tilfælde var der tale om signifikante tendenser. Konklusionen var, at der ved tilsætning af alternative elektronacceptorer (jern, sulfat eller nitrat) ikke blev opnået en betydelig stimulerering af den mikrobiologiske nedbrydning af de testede fremmedstoffer, sammenlignet med nedbrydning under metanogene forhold.

Visse af stofferne udviste toksiske effekter på de mikrobiologiske processer. Acenaphthen, 4-nonylphenol og LAS hæmmede jern-, og sulfat-reduktionen, mens 1,2,4-trichlorbenzen hæmmede både jern-, sulfat-, og nitrat-reduktionen. Generelt var de mikrobiologiske processer under nitrat-reducerende forhold mindst påvirkede af de toksiske effekter fra fremmedstofferne, og sulfatreduktionen var mest hæmmet ved tilstedeværelse af miljøfremmede stoffer.

Substrat/ inokulum
Effekten af forskelligt inokulum og substrat i forhold til nedbrydning af miljøfremmede stoffer blev undersøgt. Der belv anvendt inokulum fra Herning, Boserup og Lundtofte renseanlæg, gylle samt kildesorteret organisk dagrenovation. Som substrater blev der dels tilsat fremmedstoffer fra stamopløsninger (2-methylnaphthalen, phenanthren, DEHP, 1,2,4-trichlorbenzen, NPE 1EO og NPE 2EO) og dels fra det aktuelle indhold i primærslam og kildesorteret organisk dagrenovation. Effekten af samudrådning på nedbrydningen af miljøfremmede stoffer blev undersøgt i kombinationer af slam/organisk dagrenovation og gylle/slam.

Resultaterne viste, at når fremmedstofferne blev tilsat fra stamopløsninger (spiket) blev 2-methylnaphthalen og 1,2,4-trichlorbenzen nedbrudt både med slam og kildesorteret organisk dagrenovation som inokulum. Spiket phenanthren blev ikke nedbrudt med slam som inokulum, men med organisk dagrenovation var der en fjernelse på ca. 45%. DEHP blev ikke væsentligt fjernet når det var spiket i slam eller organisk dagrenovation. Spiket NPE 2EO blev fuldstændigt fjernet med slam som inokulum men kun ca. 25% fjernet med organisk dagrenovation som inokulum.

Når fremmedstofferne blev tilsat som det aktuelle indhold i slam eller organisk dagrenovation blev der observeret væsentlige reduktioner i nedbrydningen af 2-methylnaphthalen. Der blev derimod ikke observeret væsentlig nedbrydning af DEHP. Nonylphenol, NPE 1EO og NPE 2EO blev generelt ikke nedbrudt, dog var der en nedbrydning ved anvendelse af mesofil gylle som inokulum. For NPE 1EO og NPE 2EO blev der i flere tilfælde observeret højere koncentrationer efter udrådning, hvilket kan skyldes, at stofferne er blevet dannet som følge af nedbrydning af nonylphenolethoxylater med flere ethoxylatgrupper.

Adaptation
Der kunne ikke konstateres en forbedret nedbrydning i slam, der havde været udsat for stigende koncentrationer af fremmedstoffer.

Aerob efterbehandling
Der blev udført forsøg med aerob efterbehandling af udrådnet slam. Resultaterne viste, at den aerobe efterbehandling af substraterne primærslam og organisk dagrenovation var en fordel for nedbrydningen af især phenanthren, nonylphenol, NPE 1EO og LAS. Generelt kan det konstateres, at en aerob efterbehandling medfører, at der er potentiale for at fjerne flere fremmedstoffer end ved den anaerobe behandling alene. Det skal bemærkes, at den aerobe efterbehandling ikke var en fordel mht. fjernelse af DEHP.

Den praktiske implikation af resultaterne er, at med hensyn til fjernelse af miljøfremmede stoffer kan det være fordelagtigt at kombinations-behandle affald først anaerobt dernæst aerobt. Det udrådnede materiale kan efterbehandles aerobt ved enten en aktiv beluftning eller ved at samkompostere med f.eks have/parkaffald.

CSTR-forsøg
Der blev udført forsøg i CSTR-reaktorer, der simulerer forholdene i biogasreaktorer. Fremmedstofreduktionens afhængighed af den organiske belastning samt opholdstiden blev undersøgt. Det blev konstateret, at der skete en nedbrydning af 2-methylnaphthalen i reaktorerne. Der var en tendes til, at den procentvise nedbrydning blev mindre med stigende organisk belastning, hvilket kan skyldes, at opholdstiden i reaktoren blev kortere (fra ca. 30 dage til ca 10 dage). DEHP, NPE 1EO, NPE 2EO og nonylphenol blev ikke reduceret i reaktorerne.

[Forside] [Indhold] [Forrige] [Næste] [Top]