Spildevandsslam fra kommunale og private renseanlæg i 1999

6. Slamkvalitet

6.1 Indledning
6.2 Kvalitetskrav m.m.
6.3 Grundlag for opgørelsen
6.4 Indhold af næringsstoffer
6.5 Indhold af tungmetaller m.m.
6.5.1 Koncentrationer beregnet i forhold til tørstof
6.5.2 Koncentrationer beregnet i forhold til total fosfor
6.6 Indhold af miljøfremmede stoffer
6.6.1 Sammenligning med de tidligere data
6.7 Stofkoncentrationerne i forhold til kravene

6.1 Indledning

I dette kapitel er beskrevet de data for slamkvalitet, der er indberettet for 1999. De slamanalyser, der er indberettet, er både data for den slammængde, som bruges på landbrugsjord og den slammængde, der disponeres på anden vis.

Der er udarbejdet separate statistiske sammenstillinger for både den samlede slammængde og slammængden, der går til landbruget, ekskl. slammet disponeret til mineralisering. I det følgende benyttes derfor betegnelser henholdsvis Alt slam og Landbrug, som refererer til disse to slammængder. Disse betegnelser dækker dog over varierende slammængder, idet slammet kun medtages i beregningen i den udstrækning, hvor slammet er undersøgt og der foreligger analyseresultater.

Koncentrationer af stoffer i alle sammenstillinger i dette kapitel er angivet som fraktiler, det vil sige den procentdel af den undersøgte slammængde, der har en koncentration af stoffet, som er lig med eller mindre end den anførte værdi. Desuden er der for de fleste stoffer også angivet den mængdevægtede gennemsnitskoncentration, VG koncentration.

Generelt udspringer anvendelse af spildevandsslammet til jordbrugsformål af et ønske om en genanvendelse af alt affald, herunder spildevandsslam, der repræsenterer en gødningsværdi for landbrugsjord. For at kunne genanvende spildevandsslam skal dette opfylde en række kvalitetskrav.

Kravene til, hvornår slam kan anvendes på landbrugsjord, er beskrevet i bekendtgørelse nr. 823 af 16. september 1996 om anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål. Denne er således gældende for forholdene i 1999.

Som nævnt før blev der i 1999 foretaget en revision af denne bekendtgørelse, jf. bekendtgørelse nr. 49 af 20. januar 2000. I den forbindelse skal der gøres opmærksom på, at nedsættelse af afskæringsværdien for koncentration af NPE fra 50 mg/kg TS til 10 mg/kg TS i den nye bekendtgørelse er udskudt fra den 1. juli 2000 til den 1. juli 2002. I den mellemliggende toårige periode er afskæringsværdien imidlertid fastsat til 30 mg/kg TS.

6.2 Kvalitetskrav m.m.

I slambekendtgørelsen er der ikke stillet direkte krav til indeholdet af gødningsstoffer i form af næringssalte kvælstof (N), fosfor (P) og kalium (K), men det forudsættes, at der er en tilfredsstillende sammenhæng mellem den tilladelige slammængde, der er udbragt på landbrugsjord og dens gødningsværdi.

Det fremgår dog af slambekendtgørelsen, at slammet skal analyseres for total kvælstof (Tot-N) og total fosfor (Tot-P). Dette betyder, at når næringssalte kvælstof (N) og fosfor (P) er nævnt i denne rapport, uanset benævnelsen, er det tale om koncentrationer eller mængder i total kvælstof (Tot-N) eller total fosfor (Tot-P).

Der er derimod stillet en række hygiejnisk begrundede kvalitetskrav til spildevandsslam samt krav til maksimale koncentrationer af forurenende stoffer i slammet.

Der er således opstillet grænseværdier for koncentrationen af tungemetallerne: cadmium (Cd), kviksølv (Hg), bly (Pb), nikkel (Ni), krom (Cr), zink (Zn) og kobber (Cu). Samtidig er der opstillet afskæringsværdier for koncentration af miljøfremmede stoffer: LAS (lineære alkylbenzensulfonater), PAH (polycykliske, aromatiske hydrocarbonater), NPE (nonylphenol og nonylphenolethoxylater) og DEHP (diethylhexylphthalat). Disse værdier er i bekendtgørelsen angivet i forhold til 1kg/1t tørstof (TS) og/eller for cadmium, kviksølv, bly og nikkel vedkommende i forhold til 1kg total fosfor (P). Endvidere er en del af de nugældende værdier blevet skærpede fra den 1. juli 2000.

I tabel 6.2.1 er vist en oversigt over de i den nye slambekendtgørelse fastsatte grænse- og afskæringsværdier for koncentrationer af tungmetallerne og arsen samt miljøfremmede stoffer.

Tabel 6.2.1
Tilladelige koncentrationer i spildevandsslammet til landbrug

Parameter

Til den 30. juni 2000

Fra den 1. juli 2000

a. Grænseværdier for tungmetaller i mg pr. kg TS

Cadmium

0,8

0,4

Kviksølv

0,8

0,8

Bly

120

120

Nikkel

30

30

Chrom

100

100

Zink

4.000

4.000

Kobber

1.000

1.000

b. Grænseværdier for tungmetaller i mg pr. kg total fosfor

Cadmium

200

100

Kviksølv

200

200

Bly

10.000

10.000

Nikkel

2.500

2.500

c. Afskæringsværdier for miljøfremmede stoffer i mg pr. kg TS

LAS

2.600

1.300

PAH

6

3

NPE

50

30

DEHP

100

50

6.3 Grundlag for opgørelsen

Med hensyn til slammængderne er der i dette kapitel taget udgangspunkt i nøglemængden på 155.621 tons TS, svarende nogenlunde til den totale slammængde i tørvægt i 1999. Af denne mængde er 148.417 tons TS, eller 95,3% blevet undersøgt for indholdet af mindst ét af de fornævnte stoffer.

Som det fremgår af tabel 5.2.3 i afsnittet om slamdisponering er der i 1999 udlagt 87.852 tons TS på landbrugsjord. Af denne mængde er 85.632 tons TS, eller 97,5 % blevet undersøgt for indholdet af mindst ét af de før nævnte stoffer.

Af tabel 6.3.1 fremgår slammængderne inden for kategori alt slam og slam til landbruget, der i 1999 er blevet undersøgt for indholdet af de i tabellen angivne stoffer eller stofgrupperne. De nøjagtige slammængder i tons TS, der er undersøgt for nævnte stoffer, fremgår af bilag til kapitel 6.

Tabel 6.3.1
Slammængder der er undersøgt for indholdet af de pågældende stoffer

Stoffer og stofgrupper

Slammængde i 1.000 tons TS

Alt slam

Landbrug

Næringsstoffer:

N og P

147,1

90,4

K

67,7

53

Tungmetaller:

Cd, Hg, Pb og Ni

148,4

85,6

Cr, Zn, og Cu

148,4

85,6

Arsen

15,9

8,3

Miljøfremmede stoffer:

LAS, PAH, NPE og DEHP

123,3 – 143,8

81,7 – 83,6

6.4 Indhold af næringsstoffer

Koncentrationerne af kvælstof, fosfor og kalium i spildevandsslam, der går til landbrug, fremgår af fig. 6.4.1 og fig. 6.4.2. Der er angivet koncentration i kg pr. tons TS svarende til g pr. kg TS som fraktiler af den undersøgte slammængde. Figurerne er udarbejdet på basis af bilag 6.4.2.

Figur 6.4.1
Koncentrationer af totalkvælstof og totalfosfor som fraktiler af i slammængden til landbrug

Det fremgår af bilag 6.4.1, at den vægtede gennemsnitlige koncentration af kvælstof og fosfor er i alt slam henholdsvis 4,3% og 3,1% af slammængden i tørvægt.

Endvidere fremgår det af de relevante bilag, at mængde af kvælstof og fosfor i slammængden anvendt på landbrugsjord i runde tal udgør henholdsvis 3.700 tons og 2.500 tons. Indeholdet af kvælstof og fosfor i den samle slammængde, alt slam, i 1999 var henholdsvis på 6.300 tons og 4.500 tons.

Figur 6.4.2
Kaliumkoncentrationer i slammet som fraktiler af slammængden til landbrug

Samtidig fremgår det af bilag 6.4.2, at den vægtede gennemsnitlige koncentration af kalium er 0,32% af slammængden i tørvægt anbragt på landbrugsjord. Dette svarer til en total mængde kalium på 174 tons, der er anvendt i landbruget.

6.5 Indhold af tungmetaller m.m.

6.5.1 Koncentrationer beregnet i forhold til tørstof

Koncentrationerne af cadmium, kviksølv, bly og nikkel i g pr. tons TS svarende til mg pr. kg TS som fraktiler af den undersøgte slammængde fordelt på Alt slam og slam til Landbrug fremgår af figur 6.5.1 til figur 6.5.4. Figurerne er udarbejdet på basis af bilag 6.5.1 og bilag 6.5.2.

Koncentrationerne af de øvrige tungmetaller krom, zink, kobber og arsen som fraktiler af den undersøgte slammængde fremgår kun af bilag 6.5.1 og bilag 6.5.2, der ligeledes danner grundlaget for tabel 6.5.1. I tabellen er vist de vægtede gennemsnitlige (VG) koncentrationer og de samlede mængder af stofferne i 1999.

Tabel 6.5.1
Vægtede gennemsnitlige koncentrationer og stofmængder

Stof

VG koncentration i g/t TS

Mængde af stoffet i kg

Alt slam

Landbrug

Alt slam

Landbrug

Cd

2,00

1,39

297

119

Hg

1,20

0,91

178

78

Pb

81,2

47,2

12.048

4.043

Ni

25,7

20,5

3.817

1.752

Cr

33,2

24,6

4.931

2.103

Zn

764,0

650,0

113.404

55.661

Cu

285,0

220,0

42.250

18.851

As

8,2

8,0

130

67

Figur 6.5.1
Cadmiumkoncentrationer som fraktiler af alt slam og slam til landbrug

Figur 6.5.2
Kviksølvkoncentrationer som fraktiler af alt slam og slam til landbrug

Figur 6.5.3
Blykoncentrationer som fraktiler af alt slam og slam til landbrug

Figur 6.5.4
Nikkelkoncentrationer som fraktiler af alt slam og slam til landbrug

Sammenholdes figurerne 6.5.1 til 6.5.4 med de tilladelige koncentrationer af tungmetaller, anført i tabel 6.2.1 (også vist på diagrammerne), kan det aflæses, hvor stor procentdel af slammængden, der overholder de enkelte krav til maksimal koncentration opgjort pr. tørstofenhed.

I den forbindelse kan det konstateres, at langt den overvejende del af slammængden ikke kan overholde det tørstofbaserede krav til koncentrationer af cadmium. For kviksølv vedkommende kan mindre end 50% af slammængden overholder kravet.

6.5.2 Koncentrationer beregnet i forhold til total fosfor

Som det fremgår af slambekendtgørelsen skal indeholdet af cadmium, kviksølv, bly og nikkel opfylde enten krav til koncentrationen beregnet pr. tørstofenhed eller krav til koncentrationen beregnet pr. fosforenhed.

Koncentrationerne af cadmium og kviksølv i mg pr. kg total fosfor (tot-P) som fraktiler af slammængderne Alt slam og Landbrug, der er undersøgt, og som går til landbrug, fremgår af figur 6.5.5 og figur 6.5.6 samt bilag 6.5.3.Tilsvarende koncentrationer for bly og nikkel fremgår kun af bilag 6.5.3.

Figur 6.5.5
Cadmiumkoncentrationer som fraktiler af alt slam og slam til landbrug

Figur 6.5.6
Kviksølvkoncentrationer som fraktiler af alt slam og slam til landbrug

Sammenholdes figurerne 6.5.5 og 6.5.6 med de tilladelige koncentrationer af tungmetaller, anført i tabel 6.2.1 (også vist på Cd-diagrammet) kan det aflæses, at over 95% af slammængden nemt kan overholde grænseværdier for fosforbaserede koncentrationer for cadmium og kviksølv, og denne mængde kan hermed udbringes på landbrugsjord.

Det fremgår endvidere af figurerne, at kurver for Alt slam og Landbrug ligger tæt på hinanden, hvilket skyldes, at de to kurver repræsenterer stort set den samme slammængde. Dette er en følge af, at analyser af slam for indholdet af fosfor, der danner grundlag for beregning af koncentrationerne, næsten udelukkende er foretaget på den del af slammet, som påregnes at blive afsat til landbruget.

6.6 Indhold af miljøfremmede stoffer

I overensstemmelse med bestemmelserne i slambekendtgørelsen skulle undersøgelse af spildevandsslam, der anvendes på landbrugsjord, fra den 1. juli 1997 udvides med undersøgelse for indeholdet af de i afsnit 6.2 nævnte miljøfremmede stoffer LAS, PAH, NPE og DEHP. Stofferne LAS og NPE kommer blandt andet fra sæbe, shampoo, vaske- og rengøringsmidler, mens PAH og DEHP kommer fra henholdsvis olie-, tjærehodigstoffer og plastblødgørere.

Der foreligger således på nuværende tidspunkt datamateriale om miljøfremmede stoffer i spildevandsslammet fra sidste tre år. I 1997 blev en slammængde på ca. 110.000 tons TS og i 1998 slammængden på ca. 126.000 tons TS undersøgt for disse stoffer. I 1999 omfatter undersøgelsen knap 144.000 tons TS, med undtagelse af LAS, som indeholdet kun blev undersøgt i slammængden på ca. 123.000 tons TS. Denne forskel skyldes fortrinsvis, at der ikke i 1999 foretaget måling af LAS i slammet fra Lynette Renseanlæg, der bidrog med knap 13.000 tons TS.

Koncentrationerne af LAS, PAH, NPE og DEHP i g pr. tons TS, svarende til mg pr. kg TS som fraktiler af den undersøgte slammængde fordelt på Alt slam og slam til Landbrug fremgår af figur 6.6.1 til figur 6.6.4. Figurerne er udarbejdet på basis af bilag 6.6.1 og bilag 6.6.2.

Figur 6.6.1
Koncentrationer af LAS som fraktiler af slammængde af alt slam og slam til landbrug

Figur 6.6.2
Koncentrationer af PAH som fraktiler af slammængderne alt slam og landbrug

Figur 6.6.3
Koncentrationer af NPE som fraktiler af slammængderne alt slam og landbrug

Figur 6.6.4
Koncentrationer af DEHP som fraktiler af slammængderne alt slam og landbrug

Der er desuden på basis af 1999-data foretaget beregning af koncentrationer af miljøfremede stoffer som fraktiler af den slammængde der blev anbragt direkte på landbrugsjord, uden at dette er gennemgået nogen form for forbehandling, herunder i mineraliserings-, komposterings- eller biogasanlæg. Resultaterne af beregningen fremgår af bilag 6.6.3.

6.6.1 Sammenligning med de tidligere data

Da der nu foreligger 1997- , 1998- og 1998-data af miljøfremmede stoffer i spildevandsslam er der udarbejdet figurerne 6.6.5 til 6.6.8, der viser koncentrationerne af LAS, PAH, NPE og DEHP i g pr. tons TS, svarende til mg pr. kg TS som fraktiler af den undersøgte slammængde, Alt slam, i disse tre år.

I figurerne er der med tykke punkterede og stiplede linier tillige vist henholdsvis de gamle og de nye afskæringsværdier for miljøfremmede stoffer.

Figur 6.6.5
Koncentrationer af LAS som fraktiler af alt slam i 1997, 1998 og 1999

Figur 6.6.6
Koncentrationer af PAH som fraktiler af alt slam i 1997, 1998 og 1999

Figur 6.6.7
Koncentrationer af NPE som fraktiler af alt slam i 1997, 1998 og 1999

Figur 6.6.8
Koncentrationer af DEHP som fraktiler af alt slam i 1997, 1998 og 1999

Som det fremgår af figurerne 6.6.5 til 6.6.8 er der sket en ret markant stigning af koncentrationer af LAS i slammet, mens koncentrationerne af DEHP er blevet mindre i 1999. Koncentrationerne af de to øvrige miljøfremede stoffer holder sig stabilt i forhold til 1998-data.

6.7 Stofkoncentrationerne i forhold til kravene

Ved vurdering af dels overholdelse af de i 1999 gældende krav til koncentrationer af tungmetaller og miljøfremmede stoffer, dels konsekvensen af skærpelsen fra den 1. juli 2000 af grænse- og afskæringsværdier til koncentrationer af cadmium og miljøfremmede stoffer, er der taget udgangspunktet i de indberettede data for 1999. Vurderingen er udelukkende baseret på den totale undersøgte slammængde.

Begrundelsen herfor er, at man i sin vurdering næppe skal tage udgangspunkt i en vilkårlig slammængde, der tilfældigvis i 1999 lykkedes at afsætte på landbrugsjord.

I nedenstående tabel 6.7.1 er vist, hvor stor slammængde og hvor mange anlæg i 1999, der ikke kunne overholde de i 1999 gældende og fremtidige grænse- eller afskæringsværdier for de forskellige stoffer.

Der må imidlertid være en række renseanlæg, der overtræder grænseværdier for mere end ét stof, hvilket betyder, at slammængden og antal anlæg der ikke overholder kravene, bliver reduceret væsentligt i forhold til en simpel sum af tallene for de pågældende stoffer i tabellen.

Den problemstilling er kun undersøgt for de fire miljøfremmede stoffer, og resultater af sammenkøringen er følgende:

Af den totale slammængde i 1999, der blev undersøgt for indholdet af miljøfremmede stoffer, på ca. 143.800 tons TS (dog kun 123.500 tons TS er undersøgt for LAS), var der 23.721 tons TS, som ikke kunne overholde kravene gældende frem til den 30. juni 2000. Slammængden var fordelt på 31 renseanlæg, hvoraf 10 anlæg, svarende til 8.114 tons TS, ikke kunne overholde 2 parametre og 21 anlæg, svarende til 15.607 tons TS, ikke kunne overholde 1 parameter.

Af samme mængde på ca. 143.800 tons TS (123.500 tons TS for LAS) var der i 1999 68.835 tons TS, som ikke vil kunne overholde kravene gældende fra den 1. juli 2000. Denne slammængde er fordelt på 106 renseanlæg, hvoraf 3 anlæg, svarende til 2.333 tons TS, ikke kunne overholde 4 parametre, 9 anlæg, svarende til 5.917 tons TS, ikke kunne overholde 3 parametre, 25 anlæg, svarende til 32.807 tons TS, ikke kunne overholde 2 parametre og 69 anlæg, svarende til 27.778 tons TS, ikke kunne overholde 1 parameter.

Således var der kun 55,8% af den totale slammængde i 1999 på 155.621 tons TS der uden nogen form for efterbehandling kan overholde de nye afskæringsværdier for miljøfremmede stoffer.

Det skal dog gøres opmærksom på, at den nuværende sammenstilling ikke helt kan sammenlignes med tilsvarende tal i den første opgørelse for miljøfremmede stoffer fra 1997, idet der i denne opgørelsen, og i opgørelsen for 1998, anvendes ny afskæringsværdier for NPE på 30 mg/kg TS mod 10 mg/kg TS i opgørelsen for 1997.

Tabel 6.7.1
Slammængder og antal anlæg der ikke overholder kravene

 

Grænse- eller afskæringsværdi

Parameter

Gældende til 30. juni 2000

Gældende fra 1. juli 2000

 

Mængde i ca. tons TS

Antal anlæg

Mængde i ca. tons TS

Antal anlæg

Cadmium pr. kg P

183

12

24.942

66

Kviksølv pr. kg P

85

6

85

6

Bly pr. kg P

126

8

126

8

Nikkel pr. kg P

1.028

13

1.028

13

Krom

863

3

863

3

Zink

0

0

0

0

Kopper

1.885

1

1.885

1

LAS

18.498

18

43.317

52

NPE 50/30

9.919

11

29.888

27

PAH

2.914

6

41.767

46

DEHP

112

1

4.785

21

I Danmark er der for nogle år siden gennemført en række pilotforsøg med efterbehandling af spildevandsslam ved hjælp af komposteringsproces samt aerobe (iltrige) biologiske processer. Resultaterne af forsøgene tyder på, at det er muligt næsten helt at fjerne LAS og NPE fra slammet samt at reducere indeholdet af DEHP i slammet væsentligt. I disse forsøg er det derimod ikke konstateret, at koncentrationen af PAH, der er en sum af koncentrationer af 9 stoffer, reduceres i væsentlig grad.

Det seneste forsøg med beluftning af slam der er komposteret viser imidlertid, at den samlede koncentration af PAH’erne alligevel bliver reduceret under aerobe forhold.

Da der er konstateret indvirkning af aerobe biologiske processer på indeholdet af de fire miljøfremmede stoffer i slammet blev der, på basis af 1997- og 1998-data, undersøgt, hvorvidt der findes en sammenhæng mellem indholdet af miljøfremmede stoffer og anaerob eller aerob stabilisering af slammet. Resultaterne af undersøgelserne viser, at der er en væsentlig forskel på koncentrationer af LAS og NPE, mens forskellen for koncentrationer af PAH og DEHP er klart mindre.

I den forbindelse er det vigtigt at bemærke, at de konstaterede forskelle på stofkoncentrationerne i anaerobt og aerobt stabiliseret slam, efter Miljøstyrelsens opfattelse ikke alene skal tilskrives stabiliseringsmetoden, idet det behandlede slam i forvejen kan have en forskellig kvalitet.

Der er dog igen på grundlag af 1999-data gennemført en undersøgelse af koncentrationer af miljøfremmede stoffer i anaerobt og aerobt stabiliseret slam. Slammængderne, der danner grundlag for 1999-undersøgelsen, er følgende:
Undersøgt for indeholdet af LAS ca. 52.400 tons TS fra 64 anlæg, og ca. 55.000 tons TS fra 271 anlæg med henholdsvis anaerob og aerob stabilisering.
Undersøgt for indeholdet af de øvige miljøfremmede stoffer ca. 61.400 tons TS fra 69 anlæg, og ca. 65.300 tons TS fra 281 anlæg med henholdsvis anaerob og aerob stabilisering.

Der er i lighed med to foregående år 29 anlæg, der stabiliserer slammet med begge metoder.

Koncentrationerne af LAS, NPE, DEHP og PAH i g pr. tons TS som fraktiler af den undersøgte slammængde fordelt på anaerob og aerob stabilisering fremgår af figur 6.7.1til 6.7.4.

Figur 6.7.1
Koncentrationer af LAS som fraktiler af slammængder som er stabiliseret ved henholdsvis anaerob- og aerobmetode

Figur 6.7.2
Koncentrationer af NPE som fraktiler af slammængder som er stabiliseret ved henholdsvis anaerob- og aerobmetode

Figur 6.7.3
Koncentrationer af PAH som fraktiler af slammængder som er stabiliseret ved henholdsvis anaerob- og aerobmetode

Figur 6.7.4
Koncentrationer af DEHP som fraktiler af slammængder som er stabiliseret ved henholdsvis anaerob- og aerobmetode

Det ses af figurerne, at der også i 1999 var en stor forskel på koncentrationer af LAS og NPE, især LAS, i anaerobt og aerobt stabiliserede slam. Medens forskellen på koncentrationer af PAH og DEHP var begrænset, specielt det sidstnævnte. Det skal bemærkes, at diagrammerne er en rimlig god overensstemmelse med de respektive diagrammer for både 1998 og 1997.

I undersøgelsen er der imidlertid medtaget 29 ret store anlæg, der tilsammen behandler ca. 50.500 tons TS, og som stabiliserer slammet med begge metoder. For at kunne sikre sig, at disse anlæg ikke har en uheldig indvirkning på resultaterne, er der foretaget en tilsvarende undersøgelse af slammængde, der kun kommer fra de anlæg, hvor mindst over 75% af slammet behandles enten anaerobt eller aerobt. Resultaterne af den undersøgelse viser, at forskel på koncentrationer af stofferne er lidt større, men den generelle tendens for samtlige miljøfremmede stoffer er ens i begge undersøgelser.

Til resultaterne af undersøgelserne er det vigtigt at bemærke, at de store forskelle på stofkoncentrationerne i anaerobt og aerobt stabiliseret slam ikke alene kan tilskrives stabiliseringsmetoden. Det er nemlig Miljøstyrelsens vurdering, at det behandlede slam, der sammenlignes, i mange tilfælde er af vidt forskellig kvalitet.