| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Kilder til jordforurening med tjære, herunder benzo(a)pyren i Danmark

6. Kilder til jordforurening med PAH

Spredning af PAH i miljøet kan ske naturligt ved skovbrand, men især menneskeskabte aktiviteter som olieraffinering, tjæredestillation, asfaltproduktionen, affaldsforbrænding, den tidligere bygasproduktion, anvendelse og opbevaring af brændstof (kraftværker, boligopvarmning, brændeovne), samt emissionerne fra transportmidler som biler, lastbiler, fly og tog bidrager til PAH-belastningen af omgivelser.

6.1 Kendte kilder til jordforurening med PAH

6.1.1 Anvendelse af stenkul og stenkulstjære

Haver er ofte forurenet med PAH, fordi der er tilført kompost, haveaffald, aske, slagger, murbrokker, tagpap og afbrændte plantedele. Aske fra forbrænding af kul (og træ) er også rapporteret som en kilde til PAH i jorden i haver /63/.

I jordprøver fra en jernbanestrækning med kreosotbehandlede jernbanesveller er der fundet 3.076 mg/kg for sum af PAH, mens svellerne indeholdt 62.000 mg PAH/kg træ /73/.

6.1.2 Anvendelse af olieprodukter

6.1.3 Oplag af asfalt

Analyseresultater fra 1991 for perkolat/afløbsvand fra oplag af genbrugsasfalt fra en række lokaliteter /61/ er vist i tabel 6.1.

Tabel 6.1
Koncentration i perkolat fra oplag af nedknust asfalt /61/.
Concentration in percolate from the depot of crushed asphalt.

Udvaskning fra genbrugsasfalt kan dog også være forårsaget af andre forureninger iblandet den gamle asfalt, f.eks. olie eller tjære. Da genbrugsasfalt er knust eller i partikulær form, er der en stor overflade, hvorfra organiske forbindelser kan udvaskes. Generelt var koncentrationerne ved disse tidligere undersøgelser mindre end 1µg PAH/l, 1 mg olie/l og 5 µg phenoler/l. Generelt antages det, at phenoler stammer fra indhold af kultjære i asfalt /61/. Koncentrationsniveauer for PAH på ca. 0,1 - 0,2 µg/l er også konstateret ved udvaskningsforsøg med ny varmblandet asfalt /94/. Det blev konkluderet, at udvaskning fra ny asfalt afgiver små mængder PAH (0,1 µg/l) og bly (0,9 µg/l) samt evt. olie.

6.1.4 PAH i vejvand

Overfladeafstrømning fra befæstede arealer er vand, der løber fra vejoverflader, parkeringspladser, hustage og lignende. I byområder ledes vandet til et rensningsanlæg eller direkte til recipient. I åbne landområder ledes regnvand fra f.eks. motorveje til recipienter, og fra mindre veje strømmer vandet direkte ud i rabatten, hvorfra det siver til recipienten eller direkte ned i jorden.

Det samlede vejareal i Danmark er skønnet at udgøre ca. 1% af Danmarks areal, dvs. ca. 400 km². Den samlede nedbør fra vejarealer skønnes derfor at udgøre 280 mio. m³, og tagarealer samt andre befæstede arealer bidrager yderligere til overfladeafstrømningen.

I /54/ er undersøgt vejvand og sediment (jf. afsnit 6.1.8) fra to områder; hvor det ene er opland til mindre boligveje (Skovlunde) og det andet langs Farummotorvejen (Bagsværd). PAH-indhold i vejvand var hovedsageligt tilknyttet den partikulær fraktion og det totale indhold er vist i tabel 6.2.

Tabel 6.2
Danske undersøgelse af PAH i vejvand inkl. partikulært materiale /54/.
Danish investigations of PAH in road run-off incl. particulate material.

I /68/ er det konkluderet, at der er direkte sammenhæng mellem trafikintensitet og indhold af PAH i partikelfasen i vejvand, jf. tabel 6.3. Andre undersøgelser /69/ har vist, at ca. 14% af PAH indhold i vejvand er i opløst form, og resten er bundet til partikler. Dette betyder, at PAH kan forventes i sediment i drænsystemer langs veje eller i rabatjord.

Tabel 6.3
PAH i partikler i afløbsvand og vejvand (fra /68/).
PAH in particles in run-off from roofs and roads.

I UK /70/ er den gennemsnitlige koncentration i vejvand 1,9 µg PAH/l, som svarer til 10-100 gange større massestrømme end for baggrunden. Heraf udgør fluoranthen ca. 26%, benz(a)anthracen 24%, pyren 16%, phenanthren 14%, benzo(a)pyren 7% og benzo(ghi)perylen 3% af det totale indhold.

Forsøg med kunstigt regnvand med en 2 minutters kontakttid med vejbane har vist, at koncentrationen af BaP kan svinge mellem 0,6 - 1,3 µg/l, med en gennemsnitlig koncentration for total PAH på 27,8 µg/l /72/.

Ligeledes har forsøg med vejvand tæt på kreosotimprægnerede pæle vist, at vejvand indeholdt op til 552 µg total PAH/l ved siden af pælen, mens vejvand ved 4 m afstand viste et PAH-indhold på 23,3 µg/l /73/.

6.1.5 PAH i støv fra dækslid

Gummistøv fra dækslid indeholder desuden PAH. Gummiblandinger indeholder højmolekylære blødgørere, som kan være olieprodukter, inklusive PAH. PAH-bidraget fra gummistøv fra dækslid (opgjort til 14 tons i Sverige) vurderes i dag at være væsentligt større end bidraget fra asfaltslid (opgjort til 4 tons i Sverige) /74/. Tidligere ville man forvente, at slid fra kultjæreholdigt asfalt var en dominerende kilde til PAH i vejstøv.

I tabel 6.4 er der gengivet en sammenligning af PAH i dækslid, vejstøv og bremsebelægninger /75/.

Tabel 6.4
PAH i dækslid, vejstøv og bremsebelægninger (/74/ via /54/).
PAH due to tyre wear, road dust and brake linings.

6.1.6 PAH i støv fra asfaltslid

I perioden før 1976 indeholdt asfalt stenkulstjære med et højt indhold af PAH, hvorimod asfalt i dag er baseret på bitumen med et væsentligt lavere indhold af PAH. Der anvendes i dag stadig 20% genbrugsasfalt.

6.1.7 PAH i jord langs vejstrækninger

En række undersøgelser langs veje har bekræftet, at rabatjord er forurenet med PAH (og bly). Der er dog ikke påvist nogen tydelig sammenhæng mellem trafikbelastningen og forureningsniveauet.

En rapport fra Århus Amt /91/ beskriver flere af problemstillingerne vedrørende årsagssammenhæng. Vejalder, anlægsaktivitet (f.eks. rabatafrømning), anlæg af cykelsti, vejorientering i forhold til vind- og læforhold, er faktorer, som menes at have betydning for forureningsforholdene. Desuden er jordforureningen en summering af flere års varierende trafikbelastning. Ved denne undersøgelse /91/ er PAH analyseret og kvantificeret med en GC-FID-metode efter ekstraktion med dichlormethan. GC-FID-analysen betyder, at olie og naturligt organisk materiale kan påvirke kvantificeringen af PAH. Fluoranthen og pyren er de mest dominerende af PAH i de PAH-holdige prøver. Ved nyere veje (yngre end 8 år) er rabatjorden uforurenet. I tabel 6.5 er koncentrationsintervaller angivet.

Tabel 6.5
Fundne koncentrationsintervaller ( mg/kg TS) langs veje, Århus amt /91/.
Concentration intervals found alongside roads, in Århus County.

* PAH indhold er sandsynligvis overestimerede, da der er tale om GC-FID analyse

Udvaskning af PAH fra tjæreholdig asfalt, og vedligeholdelsesarbejde med påsprøjtning af tjæreholdigt bindemiddel ved ældre veje kan medføre jordkoncentrationer op til 50 mg/kg /86,92,93/. Vejdirektoratet /92/ har desuden deltaget i en undersøgelse med det formål at dokumentere arten og mængden af jordforurening langs veje (under "European projekt POLMIT"), hvor jordforureningen ved to lokaliteter er undersøgt, jf. tabel 6.6.

* Naphthalen, fluoranthen, Benzo(b)fluoranthen, Benzo(j)fluoranthen, Benzo(k)fluoranthen, Benzo(a)pyren, Indeno(1,2,3,cd)pyren, Benzo(g,h,i)perylen analyseret med dichlormethan.

Som det ses af tabel 6.6, er der påvist overskridelser langs den ældre vejstrækning, men jordforureningen er dog afgrænset inden for få meter fra vejkanten.

Der er i Italien langs veje konstateret en sammenhæng mellem PAH og andre forureningsparametre: dioxiner (PCDD og PCDF), hvor kilden er chlorerede kulbrinter tilsat til blyholdig benzin ("lead scavenger"), bly fra alkylblyforbindelser i benzin og cadmium fra smøreolier, dæk og malede dele fra biler /77/. Påvirkningen fra vejtrafikken er tydelig, idet PAH indholdet i jorden falder markant indfor 20 m fra vejen /77/.

Tilsvarende resultater er rapporteret fra en undersøgelse i Tyskland, hvor der i jordprøver taget tæt på en vej er fundet værdier for sum af 15 PAH, som er i størrelsesorden 100 gange højere end i prøver taget 10 m fra vejen. For benzo(a)pyren er forholdet 70 gange /78/. I den samme undersøgelse er også undersøgt for metaller, hvor der er en langt mindre markant effekt af afstanden til vejen. Faldet for bly og cadmium er ca. 5 gange og for øvrige metaller som krom, nikkel, vanadium og zink er faldet 2-4 gange /78/. Sammenhængen mellem PAH og bly må forventes at være reduceret for nye trafikemissioner, efter at blyholdig benzin ikke længere anvendes udbredt /63/.

I en tjekkisk undersøgelse langs en motorvej er observeret et kraftigt fald i sum af 10 PAH inden for de første 10 m fra vejen /64/, hvorefter der er konstateret et yderligere men ganske svagt fald ved større afstand. Dette billede forklares med, at PAH spredes bundet til partikler af forskellig størrelse /29/, og disse partikler vil transporteres kortere og kortere fra vejen, jo større og tungere de er. Den relative koncentration af forbindelserne benz(a)anthracen, chrysen, benzo(b)fluoranthen, benzo(k)fluoranthen og indeno(1,2,3-cd)pyren faldt med afstand til vejen, mens den relative koncentration af phenanthren, fluoranthen, pyren, benzo(a)pyren og benzo(ghi)perylen steg. Forskellen i PAH koncentration imellem prøver taget lige ved vejen og 500 m væk er ca. en faktor 30. For summen af PAH var forskellen fra 3,1 mg/kg til 0,106 mg/kg, mens det for benzo(a)pyren var fra 0,178 mg/kg til 0,0065 mg/kg.

PAH forureninger ved veje er ofte kendetegnet ved at der samtidig er høje indhold af tungmetaller som zink og bly /76/. Der er endvidere indikeret forhøjede indhold af platin i rabatjord og udeluft som følge af frigivelse fra bilernes katalysatorer, men der foreligger ikke tilstrækkeligt veldokumenterede undersøgelser til at sammenkæde disse indikationer med PAH belastningen.

6.1.8 PAH i spildevand og slam

I et projekt for Miljøstyrelsen /82/ er miljøfremmede stoffer i husholdningsspildevand analyseret. Indhold af PAH i husholdningsspildevand (dvs. uden overfladeafstrømning fra veje og tage) fra 1996 er lavt, 0,3 mg/l for 18 PAH, inklusive methyl-, dimethyl- og trimethylphenanthrener. Ca. 30-50% af PAH i tilløb til rensningsanlæg er fra husholdningsspildevand. De dominerende PAH var di- og trimethylnaphthalen, phenanthren/anthracen og til dels benz(a)anthracen.

I /83/ er PAH-indholdet i tilløb og udløb fra tre rensningsanlæg undersøgt for 4 PAH er, jf. tabel 6.7

Tabel 6.7
PAH i tilløb og udløb fra rensningsanlæg /83/.
PAH in inlet and outlet from a wastewater treatment plant.

- Ikke påvist * aktuel gns. er 2,86 men det skyldes én høj måling, som fjernes fra datasæt

I henhold til slambekendtgørelsen /4/ er der defineret en afskæringsværdi på 3 mg/kg (fra 1996 og frem til juni 2000 var værdien 6 mg/kg). Analyse af PAH skal omfatte analyse af 11 PAH, inkl. 6 af de 7 PAH omfattet af MST´s jordkvalitetskriterier: acenaphthen, phenanthren, fluoren, fluoranthen, pyren, benzo(b)fluoranthen, benzo(j)fluoranthen, benzo(k)fluoranthen, benzo(a)pyren, benzo(ghi) perylen og indeno(1,2,3-cd)pyren.

PAH findes i slam fra rensningsanlæg og det er opgjort at ca. 140 kg PAH /år tilføres landbrugsjord /53,81/. I et projekt til belysning af nedbrydning af bl.a. PAH i spildevandslam ved simpel lagring, mekanisk vending samt ved behandling i slammineraliseringsanlæg er der målt på en række PAH-forbindelser. Gennemsnitskoncentrationerne for sum af de 11 PAH var 4 mg/kg, heraf var phenanthren, fluoranthen, pyren, sum af benzo(b)fluoranthen, benzo(j)fluoranthen og benzo(k)fluoranthen dominerende med hver ca. 0,8 –1 mg/kg /85/. Ifølge /53/ var gennemsnittet for slam fra 16 rensningsanlæg 7,5 mg PAH/kg, og ved udlægning på landbrugsjord var gennemsnittet 1,6 mg PAH/kg. Det må forventes, at PAH-indholdet i slam til udlægning på landbrugsjord tidligere kan have været væsentligt højere.

Ifølge /53/ er der i husdyrgødning fundet PAH-indhold på mindre end 0,1 mg/kg.

I Tyskland er er rapporteret om indhold af sum af uspecificerede PAH på op til 30 mg/kg for jord, som har været brugt til rensning af spildevand ved nedsivning. Forureningerne var ikke kun lokaliseret i topjorden, men fandtes også dybere end 1m /63/.

6.1.9 PAH i sediment

PAH forekommer i sediment i både marine og ferske vandområder. I nærheden af punktkilder kan dette betyde, at der sammen med PAH findes tungmetaller, cyanider, phenoler m.m. /97/.

I de marine områder i Danmark skyldes PAH-belastningen af sedimentet hovedsagelig (75%) direkte forurening med olieprodukter (petrogen, olierelateret oprindelse), enten fra skibstrafik eller olieudvinding /53/. Sediment fra industrihavne er særlig belastet. Pyrogene kilder som forbrændings processer specielt forbrænding af fossilt kulstof (træer koks, kul) bidrager med 25%. Den biologiske dannelse (biogen processer er normalt betragtet som ubetydeligt /84/.

PAH-belastning af sediment i søer og vandløb skyldes hovedsagelig de samme kilder, der er årsag til diffus forurening af jord. Belastning med spildevand og vand fra befæstede arealer har dog også indflydelse på mængden af PAH i sedimentet /68/.

I sediment fra Tueholm Sø (recipient for afstrømning af vejvand) er der fundet 6,5 mg/kg TS for sum 15 PAH, heraf 5-7% BaP. Fluoranthen, pyren og chrysen dominerede i PAH sammensætning /67/. Der er vurderet, at bl.a. PAH-emission fra boligopvarmning med fyringsolie medfører højere indhold i vinterperioden. Dette må primært tilskrives et højere forbrug af olie om vinteren, samt muligvis perioder med lille luftudskiftning i atmosfæren (inversion).

I sediment fra Vallensbæk Sø er der fundet 1,3 mg/kg for sum 15 PAH, heraf 1-5% BaP. Perylen dominerede (26- 67%) og det er forslået, at dette skyldes naturlige biologiske processer i mosebunden /67/.

Afstrømmende vejvand kan forventes at have stor betydning for PAH-profilen i sediment, idet PAH-forbindelser som nævnt (afsnit 6.1.4) bindes stærkt til partikler i vandet, som senere bundfældes.

I /54/ er undersøgt vejvand (jf. afsnit 6.1.4) og sediment fra to områder; hvor det ene er med opland til mindre boligveje (Skovlunde) og det andet langs Farum motorvejen (Bagsværd). PAH-indhold i sediment ses i tabel 6.8.

Tabel 6.8
Danske undersøgelse af PAH i sediment fra vejvand /54/
Danish investigations of PAH in sediment from road run-off.

6.1.10 PAH i blåmuslinger i marine områder

Målinger af sum af PAH (26), herunder benzo(a)pyren, samt dibenzothiophen i blåmuslinger ved målestationer i danske farvande under det danske overvågningsprogram NOVA 2003 indikerer en belastning på 46-273 µg/kg vådvægt. Niveauet af benzo(a)pyren ligger mellem 1 og 4 µg/kg vådvægt /84/.

Ved flere lokaliteter er muslinger blevet eksponeret for PAH fra petrogene kilder, idet indholdet af de 2-3-ringede PAH er højt, og der er fundet den svovlholdige dibenzothiophen, som findes i råolie, men i mindre omfang i raffineret olie. I nogle af prøverne fra farvande i nærheden af områder med høj industripåvirkning fandtes desuden anthracen, som indikerer pyrogene kilder, dvs. PAH dannet ved høj temperatur. I en enkelt prøve er fundet perylen, der er en af de få PAH, der kan dannes biogent under længerevarende anaerobe forhold /84/.

6.2 Atmosfæren som kilde til jordforurening med PAH

6.2.1 Kilder til PAH i atmosfæren

Koncentrationen i luften afhænger især i de tempererede egne af årstiden, idet der om vinteren er højere niveauer på grund af den øgede opvarmning af huse, mindre termisk og fotokemisk nedbrydning, samt mindre atmosfærisk opblanding forårsaget af inversion /63/.

Det er vurderet at PAH-emissionen i industrilande hovedsageligt stammer fra rumopvarmning (48%) og trafikken (37%) /35/. I Sverige og Norge er bidrag fra boligopvarmning og trafikken vurderet at udgøre henholdsvis 26-21% og 9-7 % /50/.

I 1995 /55/ er der opstillet en massestrøm for PAH i Storbritannien (UK), hvor der er beregnet et udslip på 1000 tons PAH/år fra forbrænding, heraf 95% fra husopvarmning og udstødningsgasser fra køretøjer, 210 tons fra fjerne atmosfæriske kilder og 1000 tons fra affaldsforbrænding. Det er endvidere vurderet, at emissioner fra blyfri biler bidrager med et dobbelt så stort PAH-bidrag som blyholdig benzin.

I en rapport fra 1986 er PAH-emissionen i Danmark opdelt efter kildetype, jf. tabel 6.9 /52/.

Tabel 6.9
PAH-emission iht. kilder i DK, 1986 /52/.
PAH emission based on sources in Denmark, 1986.

Emissioner fra trafikken og rumopvarmning er hovedkilderne til PAH i atmosfæren i DK. Der er i /51/ vurderet, at luftforurening fra fjerne kilder ikke bidrager signifikant til PAH-belastning i DK i forhold til lokale kilder.

En japansk undersøgelse fremhæver, at i dyrkede områder er det afbrænding af biomasse, der udgør hovedkilden til PAH, mens det i andre områder er motoriseret transport, som dominerer /106/.

Der er i tabel 6.10 foretaget en sammenligning af luftens indhold af PAH (sum af ikke-specificerede PAH) i forskellige lande med henblik på at vise forskellige kilders bidrag. Resultaterne er påvirket af, at de originale kilder kan have anvendt forskellige beregningsmetoder og inddelt kilderne forskelligt.

Tabel 6.10
Estimeret fordeling af PAH emissioner i forskellige lande i procent af den totale udledning til luften /65/.
Estimated distribution of PAH emissions in different lands in percentage of the total emission to the air.

Værdier i tabel 6.10 er ikke i overensstemmelse med en undersøgelse af jorden omkring Hamburg. Her er estimeret, at bidraget fra automobiltrafik til den samlede PAH emission er mindre end 1%, men trafik kan alligevel udgøre en lokal kilde af betydning /29/.

I Tjekkiet er de dominerende kilder til PAH, energiproduktion (varme og elektricitet), forbrænding af affald, vejtrafik og industriprocesser som gasværker, katalytisk krakning af råolie og produktion af aluminium /101/.

I Lake Michigan er der for søsediment foretaget aldersbestemmelse ved ²¹⁰Pb-datering og PAH analyser af samme prøver. Herved kan PAH indholdet også aldersbestemmes. Der er en tydelig sammenhæng imellem PAH indholdet og forbruget af kul og koks til stålproduktion i Chicago-området i perioden fra 1850 til nu /98/. PAH profilerne for sedimenterne er stort set uændret over perioden og har samme fordeling som PAH profiler fra luftpartikler fra Chicago. Mængden af PAH som tilføres Lake Michigan fra Chicago er beregnet til 0,5 til 0,7 mg.m^-2 år^-1.

Forbrænding af fossile brændsler og organiske materialer er på verdens plan i 1966-1969 vurderet at udgøre hovedbidraget (>90%) til jordforurening med PAH, heraf menes emissioner fra trafikken (benzin- og dieseldrevne biler, lastbiler, jetfly og tog ) at bidrage med ca. 1% /34/. Bidrag fra forbrænding af fossile brændsler i Europa kan i løbet af nogle få dage transporteres fra Centraleuropa til Danmark.

6.2.2 PAH emission fra forbrænding af fossilt brændsel og organisk materiale

Affaldsforbrænding i store forbrændingsanlæg, forbrænding i brændeovne m.m. er punktkilder, mens skov- og markafbrænding er fladekilder. Begge medfører dog emission til atmosfæren, hvilket bidrager til den diffuse forurening af jorden. Affaldsforbrændingsanlæg med etablering af høje skorstene blev først indført i det sidste århundrede, og emissioner herfra er transporteret både nært og fjernt. Indførelse af røgrensning på forbrændingsanstalter de senere år har dog reduceret emission af PAH væsentligt.

Igennem tiden har mennesker brændt affald samt afbrændte marker og skove (svedjebrug). Forbrændingsrester fra bål, kakkelovne og brændeovne er således tilført jorden. Forbrænding af organisk affald, træ i brændeovne og halm og træ på marker og i skove er ufuldstændige forbrændingsprocesser. Ufuldstændig forbrænding af organisk materiale fører til dannelse af bl.a. PAH og omtales som en pyrogen kilde, da dens oprindelse er forbrændingsprocesser.

Dannelse af PAH ved kemiske processor ved høj temperatur, f.eks. ved forbrænding bestemmes af forbrændingsbetingelserne, mens arten af brændsel (den oprindelige mængde og sammensætning af PAH i brændslet) kun har en mindre effekt på de dannede PAH. Det forklares ved, at PAH i benzin eller dieselolie destrueres i forbrændingskammeret, mens aromatiske forbindelser i benzin og dieselolie, som f.eks. ethylbenzen og xylener, kan omdannes til PAH under forbrænding /35/. Derfor er der store ligheder i PAH sammensætning i røggaser fra forskellige forbrændingskilder og i bilernes udstødningsgaser /35/.

6.2.3 PAH-emission fra pejse og brændeovne

I 1990 er der foretaget en emissionsundersøgelse for pejse og brændeovne i Danmark. Det anslås, at der i alt udledes 17,6 tons PAH om året fra pejse, brændeovne og villafyr, jf. tabel 6.11 /121/.

Tabel 6.11
PAH-emission fra pejse og brændeovne /121/.
PAH emission from fireplaces and closed stoves.

6.2.4 PAH emission fra trafikken

Især de fine og ultrafine partikler af svovl fra forbrændingsanlæg og fra både diesel- og benzindrevne motorer har betydning for PAH-indhold i luften, idet de udgør kim for adsorptionen af andre stoffer, blandt andet organiske forbindelser som PAH /53/. Derfor er reduktion af svovl i dieselolie et af trinnene til at reducere PAH partikulær luftforurening. Andre partikler er ophvirvlede partikler fra kørebanen (kørebaneslid), dækslid samt slid på bremser, koblinger m.v. Røggasrensning på kraftværker samt katalysatorer og filtre på biler hjælper desuden med at nedbringe disse emissioner.

Spredningen af PAH ved emissioner fra trafikken kan deles i to markant forskellige grupper: spredt som gas og spredt via partikler. Ved en undersøgelse på Taiwan /79/, hvor der ikke var indført katalysator på køretøjerne var PAH i trafikbelastede områder overvejende partikelbundet, i gennemsnit 46 % (interval 28-67 %), i bymæssige områder i gennemsnit 19 % (interval 4-31 %) mens i landområder var gennemsnitligt 21 % (interval 6-46 %) partikelbundet. Brug af katalysator reducerer PAH emissionerne med mere end 80 % /79/.

Umiddelbart efter udslippet fra en forbrændingsmotor vil en væsentlig del af PAH være bundet til partikler, men der vil hurtigt ske en fordampning til gasfase fra partiklerne. Den efterfølgende nedbrydning af PAH i atmosfæren er fotokemisk og foregår fortrinsvis for PAH på gasfase /79/.

I undersøgelsen fra Taiwan var det de lettere PAH, der som de mest flygtige blev fundet på gasform. Den gennemsnitlige koncentration af naphthalen på 3040 ng/m³ udgjorde 80-90% af summen af PAH på gasform. På partiklerne var det de tunge PAH som dominerede: benzo(b)fluoranthen, benzo(k)fluoranthen, benzo(e)pyren, benzo(a)pyren, perylen, indeno(1,2,3-cd)pyren, dibenz(a,h)anthracen, benzo(b)chrysen og benzo(ghi)perylen, der alle blev fundet i en koncentration på 1-2 mg/g af partiklerne. Forskellene i fordelingen mellem gasfase og partikler er vist i figur 6.1.

Se her!

Fgur 6.1
Fordelingen af PAH emissioner i gas- og partikelfase fra køretøjer /data fra 79/.
Distribution of PAH emissions in gas and particle phase from vehicles

Disse resultater antyder, at PAH profilen i jord tæt på en vej vil være domineret af de tungere PAH (partikulært bundne PAH), men langt fra vejen er de lettere PAH (i gasform) dominerende. Der er vurderet tentativt at der fjerntransporteres op til 70-95% af PAH emissionen fra køretøjer, som dermed bidrager til den diffuse jordforurening /63/.

Motorkøretøjer anslås på Taiwan at udgøre kilden til 36 % af den atmosfæriske PAH belastning /79/. Da indholdet af PAH er resultatet af en ufuldstændig forbrænding, blev der også fundet en signifikant korrelation mellem atmosfærisk benzo(a)pyren og kulilte (CO) /79/. PAH emissionerne er endvidere relateret til den mængde smøreolie, som forbruges i forbindelse med forbrændingen, hvorfor slidte motorer vil udsende mere PAH /79/.

Svarende til belastningen omkring vejene er der konstateret forhøjede indhold af benzo(a)pyren i jorden omkring en russisk militær lufthavn på Kolahalvøen. Det kan henføres til forbrændingen af jetfuel i forbindelse med take-off af jetfly. Niveauerne af 8 PAH var 0,03-0,20 mg/kg jord, hvilket er 6–40 gange over baggrundsniveauet /80/.

6.2.5 PAH emission ved brug af tjæreholdige produkter

Resultater af emissionsmålinger ved forskellige aktiviteter med brug af tjæreholdige produkter er vist i tabel 6.12 /9/.

Tabel 6.12
Emissionsmåling ved brug af tjæreholdige produkter /9/.
Emission measurements during use of PAH containing products.

6.2.6 PAH emission i form af sod

IARC /9/ beskriver, at sod typisk kan beskrives som et sort partikulært materiale fra ufuldstændig forbrænding af organisk materiale, der er en blanding af partikulært kul, tjære, harpiks samt evt. lidt uorganisk materiale. PAH-indholdet i sod er afhængig af brændsel, forbrændingsprocesser og temperaturer, jf. tabel 6.13.

Tabel 6.13
PAH i sod /9/.
PAH in soot.

Sod indeholder typisk phenanthren og fluoranthen. Koncentrationen af PAH og metaller stiger med faldende partikelstørrelser, fordi disse stoffer er adsorberede på overfladen. Ved afgivelse af PAH til luften under afbrænding dannes der typisk 400 µg BaP/kg træ ved afbrænding af træ, men mængden er meget afhængig af træart. Ved afbrænding af kul i privat boliger frigives op til 25 mg BaP/kg kul.

6.2.7 Atmosfærisk PAH i DK

I en rapport om PAH i atmosfæren i Danmark i perioden 1992–1994 er PAH niveauerne målt i tre byer (Købehavn, Odense og Aalborg) samt i to landområder (Anholt og Lille Valby). Typiske niveauer for alle fem lokaliteter sommer og vinter er vist i tabel 6.14 og illustreret i figur 6.2.

Tabel 6.14
Atmosfærisk PAH-indhold for 5 lokaliteter i Danmark i 1991-1992 /51/
Atmospheric PAH content at 5 localities in Denmark in 1991-1992.

Se her!

Figur 6.2
Atmosfærisk PAH-indhold for 5 lokaliteter i Danmark i 1991-1992 /51/
Atmospheric PAH content at 5 localities in Denmark in 1991-1992.

I tabel 6.15 og figur 6.3 er PAH-sum vist for de forskellige lokaliteter.

Tabel 6.15
Atmosfærisk PAH-indhold, forskellige danske lokaliteter i 1991-1992 /51/
Atmospheric PAH content at different localities in Denmark in 1991-1992.

Se her!

Figur 6.3
Atmosfærisk PAH-indhold i Danmark, forskellige lokaliteter i 1991-1992 /51/.
Atmospheric PAH content at different localities in Denmark in 1991-1992.

Det er anslået, at PAH-belastning via atmosfæriske kilder har været væsentlige højere før i tiden /50/. Blandt andet er benzo(a)pyren tilsyneladende fundet på væsentlig højere niveauer i København i 1954–1955 end i 1992 /50,51,115/, jf. tabel 6.16. Det skal dog bemærkes at resultater fra 1954-55 og 1991-92 ikke er opnået med samme metode, hvilket giver reduceret sammenlignelighed af data.

Tabel 6.16
BaP i luften i København i 1954 og 1991 /115,51/.
BaP content in air in Copenhagen.

6.2.8 Atmosfærisk PAH i Sverige

Undersøgelser af PAH-nedfald ved vestkysten i Sverige har indikeret at PAH-nedfald er højest i perioder med nedbør /116/, jf. tabel 6.17.

Tabel 6.17
Nedfald af PAH målt i Sverige i 1988 /116/.
Deposition of PAH measured in Sweden in 1998.

* høj nedbør

6.2.9 Atmosfærisk PAH i UK

Nedfald og luftkoncentrationer af PAH i UK er undersøgt i 1991/1992, jf. tabel 6.18 og 6.19 /117,118/.

Tabel 6.18
Nedfald af PAH målt i UK i 1991/1992 /117/.
Deposition of PAH measured in UK in 1991/1992.

Tabel 6.19
Luftkoncentrationer af PAH målt i UK i 1991/1992 /118/.
Deposition of PAH measured in UK in 1991/1992.

Ved nyere målinger foretaget i UK i 1998 er de forskellige kilder forsøgt adskilt, jf. tabel 6.20. De højeste værdier ses i storbyen, Manchester, men de lokale kilder i landsbyerne bidrager også til PAH emissionerne.

Tabel 6.20
Luftkoncentrationer af PAH målt i UK i 1998 /119/.
Air content of PAH measured in UK in 1998.

(gennemsnit)/(mean)

Nedfald af PAH i UK i 1993 og 1994 i landområder og i byerne har været målt og er vist i tabel 6.21 /120/.

Tabel 6.21
Nedfald af PAH målt i UK i 1993-1994 /120/.
Deposition of PAH measured in UK in 1993/1994.

6.2.10 Atmosfærisk PAH i USA

Den kraftigste atmosfæriske belastning i USA har været i efterkrigstidens produktionsmæssige boom omkring 1950-1960 og inden der begyndte at blive taget miljøhensyn som følge af krav fra myndighederne /63/.

Der er gennemført omfattende undersøgelser i Chicago med henblik på at kunne lave kildesporing af PAH i luft, og der er publiceret værdier for de betydende kilder: vejtunneler, udstødning fra dieseldrevne og benzindrevne motorer, koksovne (støberier) og forbrænding af træ, jf. tabel 6.22 /56/.

Tabel 6.22
Fordeling af PAH i procent i luft fra forskellige kilder/lokaliteter i Chicago /56/.
Percentage distribution of PAH in air from different sources/localities in Chicago.

DL Detektionsgrænse

6.2.11 PAH´s skæbne i atmosfæren

Emissionerne fra forbrændingsprocesser medfører en diffus forurening af jorden i nedfaldsretning fra kilden. Nedfaldsarealet er både betinget af områdets topografi, de herskende vindforhold og røgens partikelstørrelse samt skorstenens højde. Større partikler falder ned inden for kortere afstand af kilden end de meget fine partikler. Således kan luftforurening transporteres flere tusinde kilometer, men nedfaldsarealet er typisk inden for 1-2 km fra en kilde.

PAH-emissionen fra forbrænding kan forventes at have været stærkt stigende fra 1900´erne grundet den øgede anvendelse af fossilt brændsel og øget trafik. I 1960´er op igennem 80´erne er sket en stabilisering og til dels faldende tendens i PAH-niveauer i takt med et fald i kulfyring, forbedret røgrensning, forbedret brændselskvalitet samt overgang til fjernvarmeanlæg og katalysator på biler.

PAH i luft udgør ikke nogen stor del af den samlede mængde PAH i miljøet, men hovedparten af PAH, som dannes ved naturlige eller antropogene (menneskers) forbrændingsprocesser, tilføres atmosfæren, der så fungerer som transportør, fortynder og reaktor /76/. Jordmiljøet er den overvejende opsamler ("sink") af PAH. Mere end 90 % af PAH, som ikke nedbrydes i atmosfæren, ender i overfladejorden efter atmosfærisk nedfald. En del afsættes direkte på jorden, mens en større del opfanges af planter og inkorporeres i jorden med planterne ved afslutningen af vækstsæsonen /65/.

Der er foretaget en modellering af PAH transport i det nordøstlige USA. Resultaterne fremgår af figur 6.4. Af den samlede udledning af PAH opsamles ca. 44% vha. vegetationen og ender dermed i jorden sammen med de 10%, som deponeres direkte. Plantematerialets lipider binder lipofile stoffer som PAH og udgør dermed en væsentlig vej i transporten af PAH. Modellen er baseret på mere end 100 analyser af forskellige plantematerialer som blade, nåle, frø og bark. Forfatterne anslår usikkerheden på tallene til at være 40 % relativ standardafvigelse /100/.

Se her!

Figur 6.4
Transportveje for emissionen af PAH mængder i 106 kg år-1 for det nordøstlige USA /100/
Pathways for emission of PAH amounts of 106 kg year--1 for the north east USA
  

Tabel 6.23
Fordeling af PAH i naturlige miljøer /76/.
Distribution of PAH in the environment

I tabel 6.24 er gengivet en tabel /71/ over PAH i forskellige media 1-1,6 m fra en vej i Australien.

Tabel 6.24
PAH i forskellige media 1-1,6 m fra en vej i Australien /71/.
PAH in different media at a distance of 1 – 1,6 m from a road in Australia.

- ikke målt

Selv i de mest uberørte områder som i Arktis og Antarktis findes PAH /99/. Forekomsten skyldes, at PAH kan transporteres over lange afstande i troposfæren, bundet til partikulært stof og efterfølgende deponeres vådt (med nedbøren) eller tørt (med partikler) /99/. Transporten i luft kan være som gas, som aerosol eller som partikler, hvor partikeltransporterede PAH ikke er nævneværdigt udsat for nedbrydningen i atmosfæren /98/.

6.3 Sammenfatning af kilder til jordforurening med PAH

PAH er almindeligt forekommende stoffer i miljøet /12/. PAH dannes og frigøres primært i forbindelse med ufuldstændig forbrænding af organisk materiale som træ eller fossilt brændsel (olieprodukter og kul) /98, 63, 76/. Kilderne til PAH har igennem de sidste 200 år ændret sig fra fortrinsvis at være forbrænding af biomasse til i højere grad at være forbrænding af fossilt brændsel og andre industrirelaterede kilder, en ændring der muligvis også vil kunne spores i sammensætningen af PAH /76/. Siden den industrielle revolution har deponeringshastigheden oversteget nedbrydningshastigheden i jorden, således at der akkumuleres PAH i topjord /99/.

Ufuldstændig forbrænding af fossilt brændsel er således en væsentlig kilde til diffus jordforurening, som belaster jordmiljøet både lokalt i nærheden af kilden (veje, jernbaner, industriafkast, forbrændingsanlæg), men også ved fjerntransport.

På produktionsstederne for PAH-holdige produkter findes ofte punktforureninger med relativt høje koncentrationer af PAH. PAH er også almindeligt forekommende i vores omgivelser, idet PAH-holdige produkter gennem tiden har været anvendt til mange forskellige formål.

Andre kilder til PAH i jord (end atmosfæriske) er affaldsdeponering, brugen af kreosot til træbeskyttelse, afstrømning fra veje, støv fra bildækslid, oliespild og industrispildevand, samt brugen af kompost og husholdningsaffald som gødning /65, 63/. Koksovne, gasværker, olieraffinaderier, træimprægnering, kommunalt husholdningsaffald med indhold af tagpap, koksslagger samt PAH-holdigt industriaffald udgør også kilder til jordforurening med PAH /63/.

Haver, især i byområder, er ofte forurenet med PAH, idet der er tilført kompost og haveaffald (PAH-indhold fra atmosfæriske nedfald), aske og slagger (fra boligopvarmning), murbrokker, tagpap, samt udført afbrænding af plantedele. Aske fra forbrænding af kul er også rapporteret som en kilde til PAH i havejorden /63/.

Det må konkluderes, at PAH findes overalt, men især i områder berørt af menneskeskabte aktiviteter.