Afgivelse af stoffer fra filtermaterialer til drikkevand

5. Kommentarer og resultatvurdering

5.1 Migrationsforløbet
5.2 VOC og PAH
5.3 pH og NVOC
5.4 Grundstofferne Sb, As, Pb, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Se, V og Zn
5.5 Påvirkning af drikkevandskvaliteten i fuldskalaanlæg
5.6 Relation til røntgenanalyser

5.1 Migrationsforløbet

Ved migrationsundersøgelser foretaget efter EN 852-1 ses normalt et tidsafhængigt fald i koncentrationen af migrerede stoffer i ekstrakterne, således at de højeste koncentrationer findes i det første ekstrakt. Ved disse undersøgelser, der oftest udføres på plastrør til vandforsyningen, haves et veldefineret forhold mellem materialeoverflade og ekstraktionsvolumen. Der tilstræbes et forhold på 1 cm²/ml, og kontakttiden er 72 timer pr. ekstraktion.

Ved undersøgelsen af filtermaterialerne var kontakttiden 30 minutter pr. ekstraktion. Overfladevolumenforholdet har været betydeligt højere end 1 cm²/ml. Kun undtagelsesvis er konstateret faldende koncentrationer fra 1. ekstrakt til 6. ekstrakt, fx ved de højeste koncentrationer af kobolt, chrom og vanadium. Stigende koncentrationer er også konstateret, fx arsen og antimon. NVOC har for de fleste materialer vist faldende koncentrationer.

Det fundne migrationsforløb tyder på, at migration af grundstoffer kan finde sted i lang tid. Det ligger uden for projektets rammer at undersøge dette forhold nøjere.

Filtermaterialernes bufferkapacitet har styret pH ved de i denne rapport beskrevne migrationsundersøgelser. Ved anvendelse af filtermateriale i praksis vil bufferkapaciteten på et eller andet tidspunkt være opbrugt, og andre migrationsværdier opnås måske efterfølgende.

5.2 VOC og PAH

Flygtige organiske forbindelser (VOC) og de 16 EPA PAH er ikke fundet i ekstrakterne fra migrationsundersøgelserne.

Såfremt disse stoffer er til stede i materialerne, er de bundet så hårdt, at de ikke frigives til vandet, og de har således ikke indflydelse på vandkvaliteten.

5.3 pH og NVOC

Migrationsværdierne for pH er meget høje for akdolitprodukterne (nr. 7 og 10). EU-grænseværdien for pH i drikkevand er 9,5.

Værdierne for NVOC er høje for alle kulprodukterne med undtagelse af antracitkul (Everzit, nr. 2). Værdierne for Akdolit (nr. 7) er ligeledes høje, men med stærkt faldende tendens fra 1. til 6. ekstrakt.

En grænseværdi for NVOC i drikkevand er ikke fastlagt. NVOC-indholdet i drikkevand i Danmark er omkring 1 mg/l. NVOC-indholdet forøges således betydeligt for fem af kulprodukterne.

Otte af de nævnte grundstoffer har EU-grænseværdier for indholdet i drikkevand.

For kulprodukter findes et forslag til en europæisk produktstandard (prEN 12915). Heri er anført grænseværdier for indholdet af grundstofferne i ekstraktionsvand fremkommet efter den i projektet anvendte procedure.

Det fremgår ikke af produktstandarden, hvorledes de heri anførte grænseværdier er fastlagte. I Danmark er de dog uden betydning, idet Miljøstyrelsen vurderer udvaskningen af de enkelte grundstoffer under hensyntagen til bidrag fra grundvandet, vandforsyningsnettet samt rørinstallationerne.

Indflydelsen på vandkvaliteten for de enkelte produkter er anført efterfølgende.

Chemviron kul
Der udvaskes antimon, arsen, nikkel og zink i betydelige mængder. Udvaskningen må antages at finde sted i lang tid, idet der ikke er fald fra 1. ekstraktion til 6. ekstraktion.

Everzit antracit kul
Der udvaskes cobolt og nikkel samt små mængder antimon og arsen. Udvaskningen er faldende hen gennem ekstraktionsforløbet. Afgivelse af de fire grundstoffer til drikkevandet vurderes at være uden betydning for drikkevandskvaliteten.

Lurgi stenkul, 1,8 mm
Der udvaskes antimon, nikkel, zink og store mængder arsen i lang tid, ekstraktionsværdierne er stigende hen gennem ekstraktionsforløbet.

Lurgi stenkul, 2,4 mm
Kun antimon og evt. arsen er et problem, formentlig i lang tid.

Lurgi brunkul
Der udvaskes store mængder nikkel i lang tid. Endvidere udvaskes arsen, men i et aftagende ekstraktionsforløb.

Lurgi kokosnødkul
Der udvaskes ikke grundstoffer af betydning for vandkvaliteten.

Akdolit Hydrolit-Mn
Der udvaskes grundstoffer i høje koncentrationer (bly, chrom, molybdæn, vanadium) i lang tid. Endvidere udvaskes arsen og cadmium.

Kvartssand
Der udvaskes ikke grundstoffer af betydning for vandkvaliteten.

Luxovit
Der udvaskes vanadium, men i et aftagende ekstraktionsforløb. På lang sigt vurderes produktet ikke at påvirke vandkvaliteten.

Akdolit Magno-Dol
Der udvaskes små mængder bly og chrom, formentlig i lang tid.

5.5 Påvirkning af drikkevandskvaliteten i fuldskalaanlæg

En migrationsundersøgelse på et plastrør foretaget efter EN 852-1 giver som resultat en migrationsværdi i to enheder. Dels en koncentration i migrationsvandet i f.eks. µg/l og dels en migrationshastighed i stofmængde pr. arealenhed pr. tidsenhed f.eks. µg/m²/døgn.

På et givet stykke af ledningsnettet med den pågældende plasttype er det herefter teoretisk muligt at beregne påvirkningen af drikkevandet, såfremt opholdstiden af vandet i rørstykket er kendt, og migrationshastigheden regnes konstant.

Ved migrationsundersøgelser på filtermaterialer kendes overfladevolumenforholdet ikke, hvorfor analoge beregninger må gøres på en anden måde, såfremt migrationsværdierne fra laboratorieforsøgene skal anvendes til beregning af filtermaterialernes påvirkning af drikkevandskvaliteten i fuld skala på vandbehandlingsanlægget. Ud over migrationsværdien kendes fra laboratorieforsøget rumfanget af filtermaterialet og rumfanget af ekstraktionsvæsken (svarende til bedvolumen).

Forudsættes migrationshastigheden igen konstant, er det teoretisk muligt at beregne koncentrationsforøgelsen i drikkevandet i fuldskalaanlægget, idet laboratoriemigrationsværdierne skal korrigeres for to forhold:

• hvis opholdstiden for vandet i filtret er forskellig fra 30 minutter samt
• en løsere eller tættere pakning af filtermaterialet end anvendt ved laboratorieforsøget.

5.6 Relation til røntgenanalyser

Røntgenbestemmelserne blev udført som screeningsanalyser som en hurtig produktkontrol med henblik på undersøgelse af sammenhæng med migrationen af grundstoffer.

Ved røntgenbestemmelse fås det totale indhold af de enkelte grundstoffer i materialet. Migrationen til vand er bestemt af, i hvilke kemiske forbindelser grundstoffet indgår i materialet samt pH-værdien i vandet. Betydningen af vandets pH-værdi kendes fra ekstraktioner af jord, hvor der er fundet meget forskellige pH-optima for afgivelse af de enkelte grundstoffer.

Høje røntgenanalyseværdier ses for Akdolit (nr. 7) og lave værdier for kokosnødsbaseret kul (nr. 6) og kvartssand (nr. 8). Dette er overensstemmende med migrationsværdierne. I kvartssandet (nr. 8) er der ved røntgenanalyser fundet både bly og chrom, men ligesom i glas er det bundet så hårdt i materialet, at der ingen migration forekommer.

For kulprodukterne, hvor pH-værdien i ekstraktionsvandet var omkring 8, ses god overensstemmelse for arsen, cobolt og nikkel, dårlig for zink. Især zink-værdierne er svært forklarlige, ved migrationsundersøgelserne blev produkt nr. 1 og 2 undersøgt parallelt, det samme med nr. 3 og 4 osv.

Bortset fra zink indikerer resultaterne, at lave røntgenværdier giver lave migrationsværdier, høje røntgenværdier giver ikke nødvendigvis høje migrationsværdier.

Røntgenanalysen kan ikke erstatte en migrationsundersøgelse af en ny produkttype. For en godkendt produkttype er røntgenanalysen en hurtig metode til kontrol af, om totalindholdet af grundstoffer holdes uændret. Såfremt der for et grundstof konstateres en stigning i totalindholdet, må en migrationsundersøgelse foretages.