Udnyttelse af næringssalte i urin på Svanholm Gods

3. Karakterisering af urin.

3.1  Prøvetagning
3.2 Analyser
3.3  Jordbrugsfaglig karakterisering
3.4 Miljøfaglig karakterisering
3.5  Specialundersøgelse af det høje indhold af DEHP i urin.
3.5.1 Analyseprogram
3.5.2 Resultater


Muligheden for anvendelsen af humanurin som gødning kan bedømmes ud fra en jordbrugsfaglig og ud fra en miljøfaglig synsvinkel. Den direkte gødningsanvendelse fokuserer på urinens næringsindhold og på resultaterne af gødningsforsøg; medens den miljøfaglige fokuserer på urinens indhold af miljø- og sundhedsskadelige stoffer.

Den jordbrugsfaglige bedømmelse har været fastlagt af projektets jordbrugstekniske ekspertise og den miljøfaglige bedømmelse er sket ud fra Bekendtgørelse om anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål (slambekendtgørelsen). Bekendtgørelsen er valgt på trods af at human urin ikke er omfattet af dens bestemmelser, idet der ikke findes noget regelværk for området.

Karakteriseringen er foretaget umiddelbart efter ophør af indsamlingen således at resultaterne kunne være til rådighed for det efterfølgende dyrkningsforsøg. Der er derfor ikke inddraget en evt. effekt af opbevaring af urinen.

3.1 Prøvetagning

Prøveudtagningen blev foretaget den 19/4 1999 en uge efter ophør af urinindsamlingen. Prøverne blev straks bragt til analyse.

Udover prøver til analyse blev der også udtaget en prøve på 1l til nedfrysning og en prøve på 1 l som opbevaredes køligt (som simulering af opbevaring af urinen), til evt. senere analyse.

3.2 Analyser

Alle analyser er udført af akkrediterede laboratorier idet Levnedsmiddelkontrollen I/S Frederiksborg amt vest har udført hovedparten af de almindelige analyser, medens VKI (nu DHI) og MILJØ-KEMI har udført en række specialanalyser. Prøverne er udtaget i de prøvetagningsflasker, der er udleveret af analyselaboratorierne og efter deres forskrifter.

Nedenfor præsenteres og kommenteres resultaterne kort, opdelt i en jordbrugsfaglig, en miljøfaglig og en mere generel karakterisering.

3.3 Jordbrugsfaglig karakterisering

Resultater af den jordbrugsfaglige karakterisering fremgår af tabel 5.

Tabel 5.
Jordbrugsfaglig karakterisering af urin fra urinsorteringsanlægget på Svanholm Gods

Totalkvælstof

2500

mg/l

Ammonium

2200

mg/l

Totalfosfor

170

mg/l

Kalium

1,2

g/l

Svovl

0,13

g/l

Kobber

0,30

mg/l

Mangan

5,2

mg/l

Magnesium

0,82

mg/l


Karakteriseringen giver ikke umiddelbart anledning til kommentarer, da sammensætning og indhold svarer til forventningen.

I tabel 6 er angivet den karakterisering af urin, der blev fastlagt ved driftsmåleprogrammets afslutning den 19. april.

Tabel 6.
Resultat af driftsanalyser af urin fra urinsorteringsanlægget på Svanholm Gods

Totalkvælstof

2100

mg/l

Ammonium

2215

mg/l

Totalfosfor

140

mg/l

pH

9,2

-


Det ses at driftsmålingerne i det store og hele stemmer overens med de senere laboratorieanalyser, når de store fortyndinger tages i betragtning. Dog er målingerne af Totalkvælstof lidt for små – og mindre end ammonium målingerne.

3.4 Miljøfaglig karakterisering

Resultatet af den miljøfaglige karakterisering fremgår af tabel 7.

Tabel 7.
Miljøfaglig karakterisering af urin fra urinsorteringsanlægget på svanholm Gods.

Cadmium

6,2

mg/l

Kviksølv

<0,2

mg/l

Bly

4

mg/l

Nikkel

0,01

mg/l

Chrom

1

mg/l

Zink

2,4

mg/l

Kobber

0,30

mg/l

LAS

<0,030

mg/l

S PAH

<10

mg/l

NPE

<15

mg/l

DEHP

29

mg/l

Tørstof TS

0,5

%

Totalfosfor

170

mg/l

Totalkvælstof

2500

mg/l

Salmonella

i.p.

pr 100 ml

Fækal Streptokokker (Enterococcer)

<100

pr g


Resultatet af den miljøfaglige karaktering giver ikke anledning til væsentlige kommentarer. Tungmetalindholdet er som forventet lavt, og indholdet af miljøfremmede organiske forbindelser ligeledes lavt, bortset fra det iøjnefaldende høje indholdet af DEHP på 29 m g/l. Dette analyseresultat gav anledning til en særlig undersøgelse beskrevet nedenfor i afsnit 3.6.

Den miljøfaglige vurdering af urinen kan ske ved at sammenholde indholdet af de miljøfarlige stoffer, med kravene i Bekendtgørelse om anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål. Ved forsøgets gennemførelse var urin ikke omfattet af Bekendtgørelsen; men det er den i dag. Urin kan dog ikke betragtes som kontrolleret hygiejniseret, da det ikke er varmebehandlet. En sådan sammenstilling findes i tabel 8, idet der er benyttet værdier fra den gældende Bekendtgørelse nr. 49 af 20 januar 2000.

Tabel 8.
Urinens indhold af miljøfremmede stoffer i forhold til bekendtgørelsens krav til grænse- og afskæringsværdier

 

Grænseværdi fra den 1. juli 2000

Analyseresultater

 

mg/kg tørstof

mg/kg totalfosfor

mg/kg tørstof

mg/kg totalfosfor

Cadmium

0,8

100

1,2

36,5

Kviksølv

0,8

200

<0,04

<1,2

Bly

120

10.000

0,8

23,5

Nikkel

30

2.500

2,0

0,1

Chrom

100

 

0,2

 

Zink

4.000

 

480

 

Kobber

1.000

 

60

 

 

Afskæringsværdi fra den 1. juli 2000

Analyseresultater

LAS

1300

 

6

 

S PAH

3

 

<2

 

NPE

10*

 

<3

 

DEHP

50

 

5,8

 

* Først gældende fra 1. juli 2002. I perioden fra 1. juli 2000 til 1. juli 2002 er afskæringsværdien 30 mg/kg tørstof

Det ses at der for alle stoffer bortset fra cadmium er tale om meget lave værdier i forhold til grænse og afskæringsværdier.

Resultatet af den generelle karakterisering fremgår af tabel 9.

Tabel 9.
Generel karakterisering af urin fra urinsorteringsanlægget

COD

1500

mg/l

PH

9,2

-

Ledningsevne

1730

mS/m


3.5 Specialundersøgelse af det høje indhold af DEHP i urin.

Som følge af det høje DEHP-indhold, der blev konstateret ved analysen af den første urinprøve, blev der foretaget en række supplerende målinger og undersøgelser for at identificere årsagen og for at kunne dokumentere om problemet efterfølgende kunne løses. Der blev herefter givet en mindre supplerende bevilling til projektet for at belyse denne problemstilling nærmere, ligesom projektperioden blev forlænget.

Undersøgelsen af årsagen til det høje indhold blev indledningsvis koncentreret om muligheden for kontaminering i forbindelse med urinopsamlingen og ved prøveudtagning. Der blev herunder rettet henvendelse til leverandør af udstyr og af rengøringsmidler anvendt på toiletterne for om muligt at identificere DEHP-holdige materialer.

Det anvendte udstyr til on-linemålinger var placeret i opsamlingstanken og dele af udstyret kunne indeholde PVC. Disse dele havde imidlertid ikke kontakt med den opsamlede urin, således at de ikke vurderes at kunne forårsage den forhøjede værdi, ligesom rengøringsmidlerne angiveligt er helt uden plastblødgøringsmidler.

Prøveudtagningen var udført forskriftsmæssigt i flasker udleveret af analyselaboratoriet.

Ved inspektion af de tilslutningsledninger, der fører urinen fra toiletterne til opsamlingstanken kunne konstateres, at der var benyttet 2 rørstykker af plastik og en kort fleksibel slange af plastik som overgangsstykker i forbindelse med afledning af urin til opsamlingstanken. Disse plastikstykkers eventuelle bidrag til DEHP i urinen blev undersøgt. Derudover blev der foretaget nye analyser af urin for at kortlægge eventuelle analysemæssige problemer og variationer i phthalatindholdet.

3.5.1 Analyseprogram

De to rørstykker og den fleksible slange blev sendt til undersøgelse for indhold af phthalater og DHA. Rørstykkerne og prøvetagningsflasken blev sendt til undersøgelse af om de ved behandling med de normale ekstraksionsprocedurer, der indgår i analysen af DEHP afgav målbare mængder. Endelig blev målt indholdet af phthalater efter findeling og ekstraktion af rørstykker og fleksibel slange.

Der blev herudover foretaget fornyet analyse af en nedfrosset prøve udtaget samtidigt med den oprindelige prøve. Prøven blev sendt til analyse på to laboratorier, der blev anmodet om at rapportere hele spektret af phthalater og DHA, som fremkommer i forbindelse med standardanalysen af DEHP. Tillige blev fremsendt en ny frisk prøve urin fra opsamlingstanken med samme analyseprogram.

3.5.2 Resultater

Tabel 10 viser resultatet af den oprindelige måling og af de to laboratoriers kontrolmålinger af den samme prøve ca. 8 måneder senere. Det skal noteres at prøven i mellemtiden har været nedfrosset.

Tabel 10.
Analyseresultater af phthalater på prøve fra 19/4 1999, foretaget umiddelbart efter udtagning og efter nedfrysning i ca.8 måneder.

Phthalater i urin

Lab 1

Lab 2

Lab 1

 

mg/l

mg/l

mg/l

di-n-butylphthalat

-

2,3

4,6

benzylbutylphthalat

-

1,6

<1,0

di-(2-ethylhexyl)adipat (DHA)

-

0,66

<1,0

di-(2ethylhexyl)phthalat (DEHP)

29

1,9

4,6

di-n-octylphthalat

-

<0,2

2,7

di-iso-nonylphthalat

-

<0,2

2,3

Dimethylphthalat

-

-

<1,0

Diethylphthalat

-

-

<1,0


Der ses ikke god overensstemmelse mellem identificerede stoffer og stofniveauer ved de to laboratoriers parallelanalyse af den samme prøve. Niveauet er imidlertid lavt og phthalat analyser på dette niveau er behæftet med meget stor usikkerhed. Begge laboratorier måler dog væsentligt lavere DEHP-indhold på prøven efter nedfrysning end ved den oprindelige måling. Det kan ikke afvises at indholdet af DEHP og andre phthalater er reduceret ved opbevaringen.

Tabel 11 viser analyseresultaterne af de to laboratoriers parallelanalyser af frisk udtagen urin fra opsamlingstanken.

Tabel 11.
Resultatet af to laboratoriers parallelanalyse af phthalater i frisk urinprøve.

Phthalater i urin

Lab 1

Lab 2

 

mg/l

mg/l

di-n-butylphthalat

6,3

1,9

benzylbutylphthalat

3,2

1,0

di-(2-ethylhexyl)adipat

37

1,8

di-(2ethylhexyl)phthalat (DEHP)

6,7

4,2

di-n-octylphthalat

<1,0

<0,2

di-iso-nonylphthalat

6,2

<0,2

Dimethylphthalat

<1,0

-

Diethylphthalat

<1,0

-


Der ses igen relativt stor forskel på de to laboratoriers analyseresultater; men også at de begge måler lave niveauer.

Tabel 12 viser indholdet i rørstykker og fleksibel slange når materialerne er udskåret i småstykker inden ekstraktion.

Tabel 12.
Analyse af phthalater i plastmaterialer, der har indgået i undersøgelsen.

 

Slange

Rød/orange rør

Grå rør

 

Lab 2

Lab 2

Lab 2

 

mg/kg

mg/kg

mg/kg

di-n-butylphthalat

170

<2

<2

benzylbutylphthalat

76000

<2

<2

di-(2-ethylhexyl)adipat

58000

<2

<2

di-(2ethylhexyl)phthalat (DEHP)

350

<2

<2

di-n-octylphthalat

<2

<2

<2

di-iso-nonylphthalat

<2

<2

<2

Dimethylphthalat

-

-

-

Diethylphthalat

-

-

-


Det ses at den flexible slange indeholder betydelige phthalatmængder, dog kun begrænsede mængde DEHP og at indholdet i de to rørstykker er under analysedetektionsgrænsen.

Tabel 13 viser resultatet af undersøgelse af afgivelsen af phthalater fra prøvetagningsflaske og rørstykker ved ekstraktion med den normale ekstraktionsmængde. Mængden er herefter omregnet til m g/l, i en tilsvarende analyseret vandprøve.

Tabel 13.
Analyse af phthalater ved ekstraktion af større stykker plast med den normale ekstraktionsmængde.

 

Polyethylenflaske

Rød/orange rør

Grå rør

 

Lab 1

Lab 1

Lab 1

 

mg/l

mg/l

mg/l

di-n-butylphthalat

<1,0

7,3

12

benzylbutylphthalat

<1,0

1,2

<1,0

di-(2-ethylhexyl)adipat

<1,0

2,0

4,9

di-(2ethylhexyl)phthalat (DEHP)

<1,0

14

68

di-n-octylphthalat

<1,0

2,0

1,1

di-iso-nonylphthalat

<1,0

4,5

<1,0

Dimethylphthalat

<1,0

<1,0

<1,0

Diethylphthalat

<1,0

1,1

<1,0


Det ses at prøvetagningsflasken ikke afgiver målbare mængder phthalat; men at de to rørstykker afgiver væsentlige mængder, selvom undersøgelsen hvor materialet findeles inden ekstraktion viser værdier under analysedetektionsgrænsen. Hvis de målte afgivelser overslagsmæssigt omregnes til afgivelse per kg materiale, er alle afgivelser mindre end 2 mg/kg.

De foretagne analyser giver således et broget billede af phthalatindholdet i de anvendte materialer.

Sammenholdes alle målingerne, fra 2 forskellige, akkrediterede laboratorier, må det konstateres at de anvendte ekstraktions og analysemetoder ikke er velegnede til de beskrevne analyser, på de undersøgte phthalat-niveauer således at det ikke skønnes muligt at få et sikkert indtryk af indholdet af phthalater i urin. I praksis blev rørsystemet på Svanholm Gods lavet om således at der ikke længere indgår plast. Efter en fornyet indsamling af urin blev der foretaget endnu en analyse (dobbeltbestemmelse) af DEHP på en frisk prøve fra opsamlingstanken, tabel 14 viser resultatet.

Tabel 14.
Dobbeltbestemmelse af dehp i urin fra anlægget på Svanholm Gods efter udskiftning af alle plastkomponenter

 

Lab 1

 

mg/l

di-(2ethylhexyl)phthalat (DEHP)

11±3,3


Det ses at niveauet er lavere end det oprindeligt målte; men på niveau med de resultater, der blev målt på nedfrosne prøver og på tidligere udtagne friske prøver.