|
Rensning af jord med blandingsforureninger ved hjælp af termiske jordbehandlingsanlæg 4. Miljøvurdering af termisk jordbehandling4.1 Miljøpåvirkninger ved jordbehandlingen4.1.1 Beskrivelse af metodeJordbehandling medfører en række miljøpåvirkninger som enten kan karakteri-seres som miljøbelastninger eller miljøgevinster. Miljøbelastningerne ved den termiske behandling fremkommer i forbindelse med forbrug af energiressourcer til opvarmning og håndtering af jorden, og forbrug af en række hjælpestoffer såsom vand og natriumhydroxid. Jordbehandlingen giver derudover anledning til emission af stoffer til luften, i spildevand og med den behandlede jord. Formålet med jordbehandlingen er at rense jorden for indhold af oliekomponenter med særlig fokus på indholdet af tung olie og tjære, som udgør en fraktion, som er svær at fjerne ved andre jordbehandlingsmetoder. Oprensningen af forureningen i jorden medfører miljøgevinster idet den rensede jord udgør en mindre risiko og har større anvendelse end den ubehandlede jord. Ressourceforbruget og emissionerne i forbindelse med jordbehandlingen er i det følgende vurderet for at give et indtryk af miljøbelastningerne ved metoden. Miljøbelastningerne er holdt op mod miljøgevinsterne ved jordbehandlingen for på denne måde at give et indtryk af, hvor meget der vindes ved jordbehandlingen. Som udgangspunkt for sammenligningen er Banestyrelsens LIFE-model /1/ valgt. LIFE-modellen er opbygget så der kan udføres miljøvurdering på forskellige niveauer svarende til datakendskabet i de forskellige faser i et afværgeprojekt. Modellen kan håndtere afværgeprojekter baseret både på in situ-oprensning og på afgravning med on site- eller ex-site-oprensning. Det er i nærværende rapport valgt at foretage både en overordnet miljøopgørelse og en detaljeret miljøopgørelse. Den overordnede opgørelse er tænkt benyttet til indledende miljøvurderinger, hvor datamaterialet og overblikket over materialeforbrug og emissioner er begrænset. Fordelen ved denne opgørelse er, at den opgives i faktiske mængder, som det er nemt at forholde sig til. Den detaljerede opgørelse er tænkt benyttet til de efterfølgende miljøvurderinger. Databehovet til vurderingen er væsentligt større end til den overordnede opgørelse. Resultaterne af den detaljerede opgørelse vises som henholdsvis normaliserede og vægtede miljøbelastninger, hvilket giver mulighed for at sætte miljøpåvirkningerne i perspektiv med miljøpåvirkninger fra andre samfundsmæssige aktiviteter:
4.1.2 Diskussion af metodeBanestyrelsens LIFE-model /1/ er baseret på UMIP-modellen /11/ til livscyklusvurdering af produkter men er tilpasset miljøvurdering af afværgeprojekter overfor jord- og grundvandsforureninger. UMIP-modellen vurderes generelt at være grundig og gennemprøvet. Tilpasningen af livscyklusvurderingen fra at kunne anvendes på produkter til at kunne anvendes på afværgeprojekter vurderes ikke at have ændret væsentligt på modellens grundighed. Generelt vurderes opgørelsen af miljøbelastninger i LIFE-modellen derfor at være både grundig og dækkende for de vigtigste processer i afværgeprojektets livscyklus. Perspektiverne omkring miljøgevinster er udviklet i forbindelse med LIFE-projektet og har således ikke været igennem den samme validering, som opgørelsen af miljøbelastninger har været i forbindelse med UMIP-modellen. Det skal dertil bemærkes, at opgørelsen og værditildelingen af miljøgevinsterne er en vanskelig proces, hvilket blandt andet bunder i, at miljøgevinsterne i mindre grad er kvantificerbare. Opgørelsen af miljøgevinster i LIFE-modellen i den detaljerede miljøopgørelse er baseret på en "omvendt udledningsbetragtning", forstået således, at gevinsten i forbindelse med oprensning af en forurening opgøres tilsvarende udledning af den samme forurening, men med modsat fortegn. Opgørelsen baseres således på kvantificerbare størrelser, mens ikke-kvantificerbare forhold som f.eks. den psykiske og sociale påvirkning af ejer og naboer til en forurenet grund ikke inkluderes. Modellen inkluderer endvidere ikke på nuværende tidspunkt muligheden for hensyntagen til, om forureningen f.eks. findes i områder med særlige drikkevandsinteresser. En afgørende fordel ved LIFE-modellen er dog, at det er muligt at foretage en konsekvent vurdering af miljøgevinster. Det vurderes, at opgørelsen af miljøgevinster i LIFE-modellen er et godt kompromis som giver en tilstrækkeligt god og dækkende vurdering af miljøgevinsterne i forbindelse med afværgeprojekter og jordrensningsteknologier. Èn af ulemperne ved LIFE-modellen er, at den som standard kun indeholder beskrivelser af et begrænset antal afværgemetoder, således at brugeren selv skal indlægge data, såfremt andre afværgemetoder skal vurderes. Da det kan være krævende at indhente repræsentative data og efterfølgende indlægge dataene i modellen, vil miljøvurdering af alternative afværgemetoder (som termisk desorption) være mere krævende at miljøvurdere og resultaterne kan blive behæftet med relativ stor usikkerhed. 4.2 Overordnet opgørelse af miljøpåvirkningerDen overordnede opgørelse af miljøbelastningerne omfatter:
Vurderingerne hviler bl.a. på de registrerede nøgletal for anlæggets drift, som fremgår af tabel 4.1. Tabel 4.1:
Det er valgt at foretage miljøvurderingen ud fra en antagelse om, at anlægget er fast placeret i Danmark og har en lang levetid, således at miljøbelastninger i forbindelse med etablering og demontering er uden betydning. Transport af forurenet jord til anlægget og transport af behandlet jord fra anlægget er ligeledes holdt ude af miljøvurderingen. Da anlægget primært består af stål, som i høj grad vil kunne genanvendes ved enden af anlæggets levetid, vurderes miljøbelastninger i forbindelse med konstruktion af anlægget ligeledes at være ubetydelige i den samlede miljøvurdering. Miljøvurdering omhandler derfor udelukkende driftsperioden. Tabel 4.2:
El-forbruget på anlægget pr. døgn svarer knap til det årlige elforbrug for 2 danske én-familiehuse (baseret på 4.500 kWh/år/hus /12/). Vandforbruget på anlægget pr. døgn svarer nogenlunde til det årlige vandforbrug for 2 danskere (baseret på 50 m3/år/person /13/). Den overordnede opgørelse af miljøgevinsterne ved den termiske jordbehandling er angivet i tabel 4.3. Tabel 4.3:
4.3 Detaljeret opgørelse af miljøpåvirkningerDer er foretaget en detaljeret miljøopgørelse ved hjælp af EDB-programmet til LIFE-modellen. Det skal bemærkes, at resultaterne opnået med modellen altid vil være behæftet med betydelig usikkerhed, fordi de benyttede baggrundsdata og beregningsformler sjældent er specifikke for det udstyr, der i dette tilfælde benyttes ved jordbehandlingen. 4.3.1 Normaliserede miljøbelastningerDe normaliserede miljøbelastninger i forbindelse med drift er opgjort i figur 4.1 og 4.2. Miljøbelastningerne er normaliseret på baggrund af enten 1 danskers årlige miljøbelastning i 1995 eller 1 verdensborgers årlige miljøbelastning i 1990. Figur 4.1: Miljøbelastningerne er opgivet for behandling af 1.000 ton jord. Det ses af figur 4.1 og 4.2, at miljøbelastningerne ved behandling af 1000 ton jord kan henføres til et stort forbrug af olie. Endvidere er der et stort forbrug af elektricitet. Dette energiforbrug bidrager i høj grad til drivhuseffekt, syreregn, fotokemisk ozondannelse, næringsstofbelastning samt tæring på oliereserverne. Endvidere bidrager forbruget til toksiske effekter overfor mennesker og miljøet. Figur 4.2: Det ses af figur 4.1, at de fleste af de nævnte bidrag overstiger 1 personækvivalent. Hver personækvivalent angiver den gennemsnitlige verdensborgers forbrug i 1990/95. Således angiver en miljøbelastning på 17 PE drivhuseffekt, at der ved behandlingen af 1.000 ton jord bidrages med, hvad der svarer til 17 personers årlige bidrag til drivhuseffekt. Et ressourceforbrug på 67 PE ved jordbehandlingen angiver, at der ved behandlingen af 1.000 ton jord forbruges, hvad der svarer til 67 gennemsnitsverdensborgeres årlige forbrug af olie. 4.3.2 Vægtede miljøbelastningerDe vægtede miljøbelastninger i forbindelse med drift er opgjort i figur 4.3 og 4.4. De normaliserede miljøeffekter er vægtet på baggrund af gældende lovgivning i 2000, mens de normaliserede ressourceforbrug er vægtet på baggrund af de i 1990 opgjorte forsyningshorisonter for de vurderede ressourcer. Figur 4.3: Det ses af figur 4.3, at de fleste af de nævnte bidrag overstiger 1 vægtet personækvivalent. Hver vægtede personækvivalent angiver, at der ved jordbehandlingen forbruges 1 verdensborgers rettigheder til pågældende miljøbelastning. Således angiver en miljøbelastning på 22 PEM drivhuseffekt, at der ved behandlingen af 1.000 ton jord forbruges 22 personers rettigheder til at foretage sig handlinger, som bidrager til drivhuseffekt. Et ressourceforbrug på 1,6 PR olie ved jordbehandlingen angiver, at 1,6 verdensborgere og deres efterkommeres ret til forbrug af olie er opbrugt. Figur 4.4: 4.4 Sammenligning med alternative jordbehandlingsmetoder4.4.1 Biologisk jordbehandlingBiologisk jordbehandling foretages flere steder i Danmark. Det er derfor nærliggende at sammenligne miljøpåvirkningerne og renseeffekten ved denne metode med den termiske jordbehandling. Biologisk rensning vurderes dog ikke at være ideel til behandling af jord med højt indhold af tunge olie- og tjærekomponenter, idet disse stoffer nedbrydes meget langsomt. Blandt andet er den observerede halveringstid ved en række feltforsøg med biologisk nedbrydning af PAH-forbindelser med 4 eller flere ringe i overfladejord angivet til mere end 200 dage /14, 15/. Oprensningstiden må derfor påregnes at vare over en længere årrække Den tidsmæssige faktor (kombineret med omkostninger til pladskrævende opbevaring) vurderes derfor at være en betydelig barriere mod at benytte biologisk rensning til jord med højt indhold af tunge olie- og tjærekomponenter. Som følge af at blandt andet de tungeste og dermed mest carcinogene PAH-forbindelser nedbrydes langsommest, vil der under den biologiske nedbrydning, i modsætning til den termiske oprensning, ske en forskydning af indholdet af PAH-forbindelser mod en stigende andel af carcinogene stoffer. En væsentlig nedbringning af totalindholdet af olie- og tjærekomponenter er således ikke nødvendigvis ensbetydende med en væsentligt nedbringning af risikoen i forbindelse med eksponering for jorden. Da biologisk oprensning forventes at være et ressourcelet alternativ til den termiske jordbehandling, bør metoden ikke afvises af tekniske hensyn alene. Det er derfor valgt at foretage en miljøvurdering af biologisk oprensning. Miljøpåvirkningerne ved biologisk jordbehandling er opgivet i tabel 4.4. De angivne værdier er vurderet på baggrund af data leveret af RGS90 Jordrens og Bioteknisk Jordrens SOILREM. Der er ikke leveret data for vandforbrug, hvorfor dette er skønnet. Vandforbruget afhænger stærkt af nedbørsmængden i sommerhalvåret, men er skønnet til i størrelsesordenen 1 m3 pr. ton jord. Begge jordbehandlere har primært opgivet data for behandling af dieselforurenet jord. Det er vurderet, at antallet af jordvendinger er den primære forskel på biologisk behandling af jord med dieselolie og jord med højt indhold af tunge olie- og tjærekomponenter. De opgivne data er derfor ekstrapoleret til at dække jord med højt indhold af tunge olie- og tjærekomponenter ved at gange det opgivne forbrug med en faktor 4-5 svarende til, at behandlingstiden er skønnet at være 4-5 gange længere for jord med højt indhold af tunge olie- og tjærekomponenter sammenlignet med dieselforurenet jord. Det er valgt at holde transport af forurenet jord til anlægget og transport af behandlet jord fra anlægget ude af miljøvurderingen. En overordnet miljøopgørelse er vist i tabel 4.4 og 4.5. Tabel 4.4:
Tabel 4.5:
Note: Det er forudsat, at der ikke dannes persistente, sundhedsskadelige nedbrydningsprodukter Sammenlignet med den termiske jordbehandling er ressourceforbruget ved den biologiske rensning følgende:
Selvom olieforbruget er lavere ved biologisk rensning er det ikke ubetydeligt. Til behandling af 100-125 ton jord af den aktuelle forureningsgrad svarer forbruget f.eks. til det årlige forbrug i et dansk én-familiehus (baseret på 2.000 kg/år/hus /12/). 4.4.2 Termisk desorptionK.K. Miljøteknik har sammen med Dansk Jordrens mulighed for at benytte et semimobilt, termisk jordbehandlingsanlæg, som i funktion svarer til det undersøgte. Anlægget hører hjemme i Tyskland. Da anlægsopbygningen er en anelse anderledes, og brændslet er naturgas/butan og ikke olie, er det nærliggende at sammenligne de to anlæg til termisk desorption. De leverede data for anlægget, som K.K. Miljøteknik og Dansk Jordrens har adgang til, stammer fra Miljøgodkendelsen til anlægget. Der er derfor benyttet data fra miljøgodkendelserne, selvom de ikke nødvendigvis harmonerer med faktiske driftsdata. Det fremgår ikke klart, hvorvidt røggassen fra anlægget renses for sure og vandopløselige gasser. Miljøgodkendelsen indeholder ingen oplysninger om, hvorvidt der findes en scrubber på anlægget. Det er valgt at foretage miljøvurderingen ud fra en antagelse om at anlægget er fast placeret i Danmark og har en lang levetid, således at miljøbelastninger i forbindelse med etablering og demontering er uden betydning. Transport af forurenet jord til anlægget og transport af behandlet jord fra anlægget er ligeledes holdt ud af miljøvurderingen. Da anlægget primært består af stål, som i høj grad vil kunne genanvendes ved enden af anlæggets levetid, vurderes miljøbelastninger i forbindelse med produktion af anlægget ligeledes at være ubetydelige i den samlede miljøvurdering. Miljøvurdering omhandler derfor udelukkende driftsperioden. Miljøpåvirkningerne ved termisk jordbehandling på det alternative anlæg er opgivet i tabel 4.6 og 4.7. Tabel 4.6:
Tabel 4.7:
Der er ingen oplysninger om røggasrensning fra det gasfyrede anlæg, hvorfor en sammenligning af luftemissionerne fra de to anlæg ikke er mulig. På samme måde foreligger der heller oplysninger om dette anlægs produktion af spildevand og filterslam, som dog må antages at ligge i samme størrelsesorden som produktionen på det undersøgte anlæg. 4.4.3 Kontrolleret deponeringDeponering er ikke en alternativ jordbehandlingsmetode, men udgør en bortskaffelsesmetode, som er eneste alternativ såfremt termisk desorption og biologisk rensning ikke vurderes ønskelig. Det er derfor nærliggende at sammenligne miljøpåvirkningerne ved deponering med miljøpåvirkningerne ved den undersøgte metode. Det er valgt at holde transport af forurenet jord til anlægget og transport af behandlet jord fra anlægget ude af miljøvurderingen. En overordnet miljøopgørelse er vist i tabel 4.8 og 4.9. Tabel 4.8:
Tabel 4.8:
Såfremt jorden udlægges på en vandtæt membran medfører deponeringen miljøgevinster i form af reduceret udvaskning til grundvand og recipienter. 4.4.4 Vurdering af miljøpåvirkninger ved jordbehandlingsmetoderneDe to metoder til termisk desorption vurderes at medføre tilnærmelsesvis de samme miljøpåvirkninger. Miljøbelastningerne fra den termiske desorption er som anden termisk behandling af forurenet jord meget ressourcekrævende særligt med hensyn til energiressourcerne olie, gas og eventuelt elektricitet. Endvidere anvendes meget vand til behandlingen. Således kan døgnforbruget af energi og vand måles til samme størrelsesorden som det årlige forbrug for en familie i én-familiehus. Ved den biologiske rensning er miljøbelastningerne overvejende relateret til forbrug af olie. Biologisk rensning er en lavteknologisk metode, som medfører væsentligt lavere miljøbelastninger end termisk behandling. Miljøbelastningerne ved metoden er dog ikke ubetydelige, hvilket ikke mindst skyldes, at de meget langsomt nedbrydelige stoffer i den aktuelle jordforurening betyder, at behandlingstiden og antallet af jordhåndteringer bliver relativt stort, sammenlignet med biologisk rensning af letnedbrydelige stoffer. Deponering involverer ingen rensning af jorden, hvorfor miljøgevinsterne ved denne "metode" er mindre end ved jordbehandlingsmetoderne. Da ressourceforbruget ved deponering er ubetydeligt er miljøbelastningerne ligeledes ubetydelige. Den deponerede jord må dog betragtes som "farligt affald", hvoraf der genereres ét ton pr. ton forurenet jord. På langt sigt er deponering af stærkt forurenet jord derfor ikke en miljømæssig attraktiv løsning. Den opstillede miljøvurdering åbner, som det fremgår af det ovenstående, ikke mulighed for éntydigt at udpege den miljømæssigt bedste metode til behandling af blandingsforurenet jord. En snæver vurdering af de miljømæssige omkostninger ved behandling af jorden fører til den konklusion, at kontrolleret deponering fremtræder mest favorabel, men de berørte arealer vil have stærkt begrænsede anvendelsesmuligheder og de deponerede materialer vil frembyde en bestandig miljørisiko for omgivelserne. En generel sammenligning af termisk contra biologisk behandling af blandingsforurenet jord besværliggøres yderligere af det forhold, at det grundlæggende fører til to forskellige produkter med forskellige begrænsninger i anvendelsesmulighederne.
|
