UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAPINSTITUTT FOR MATEMATISKE REALFAG OG TEKNOLOGIMASTEROPPGAVE 30 STP. 2009
KARAKTERISERING AV VEGFORURENSET SLAM VED GJENNOMGANG AV REGELVERK
CHARACTERIZATION OF POLLUTED SLUDGE
COMPARED TO NORWEGIAN LEGISLATION
LIVE HOLCK JOHANNESSEN
Forord
Denne masteroppgaven ble gjennomført som en del av Masterstudiet i Vann- og miljøteknikk ved Universitetet for Miljø- og Biovitenskap. Arbeidet ble utført ved Institutt for Matematiske realfag og Teknologi, IMT. Hovedveileder har vært Oddvar Lindholm ved IMT og medveileder har vært Roger Roseth ved Bioforsk.
Oppgaven ble initiert av Statens vegvesen, som ønsket å undersøke slam fra slambasseng i tilknytning til rensedammer, vedrørende innhold av forurensningsstoffer og vurdering av eventuell etterbruk.
Jeg vil rette en takk til Statens Vegvesen for økonomisk støtte av oppgaven. Uten støtten ville denne oppgaven aldri sett dagens lys.
Takk til Oddvar Lindholm for god veiledning. En stor takk til Roger Roseth for uvurderlig oppfølging og hjelp gjennom hele prosjektet. Takk til Hege Bergheim ved laben på Sus Scrofa, Bioforsk for hjelp til analyser.
Tusen takk til Audhild Leistad for lån av relevant litteratur og mange hyggelige kaffepauser. Jeg vil også takke Line Diana Blytt for svært gode råd og verdifulle faglige samtaler.
En stor takk til mamma og pappa for god tilbakemelding på oppgaven og støtte på alle måter gjennom hele studietiden.
Og sist, men ikke minst, en stor takk til mannen min, Knut Marius, som har hatt stor tålmodighet og støttet meg gjennom hele arbeidet med denne oppgaven. Tusen takk til barna mine, Just og Agnes, som gir mamma inspirasjon hver eneste dag.
Universitetet for miljø- og biovitenskap, 11. mars 2009
Live Holck Johannessen
Sammendrag
Det finnes mange forurensningskomponenter som kan forstyrre miljøet i vassdragene våre, og flere av disse er relatert til vegforurensning. Rensedammer anlegges langs høytrafikkerte veger for å rense avrenningsvann fra veg. Ved rensing av vannet skjer en sedimentering av forurenset slam i disse dammene. Etter flere år tas slammet ut av dammen, og disse massene må disponeres. Det er i denne oppgaven vurdert forurensningsgraden til slam fra slambassenget til en slik rensedam.
Denne rensedammen er lokalisert langs E6 ved Skullerudkrysset i Oslo. Karakterisering av slammet er utført ved å kartlegge innhold av forurensningsstoffer og sammenlikne det med krav i utvalgte regelverk.
Regelverkene som er gjennomgått er forurensnings-, gjødselvare-, avfalls- og vannforskriften. Det er foretatt analyser av slammet for innhold av miljøgifter representert ved tungmetaller og PAH, og olje (alifater).
I forhold til grenseverdier gitt i forurensningsforskriften gitt ved normverdier for mest følsom arealbruk er slammet vurdert til å overstige verdiene for sink, krom, Σ16 PAH, benzo(a)pyren, fluoranten, pyren og alifater > C12-C35.
Sammenliknet med gjødselvareforskriften ligger innholdet av tungmetaller innenfor kravet til gjødselvarer av klasse I.
I henhold til avfallsforskriften er det foretatt en basiskarakterisering av slam. Dette innebærer at det bl.a. ble utført en ristetest av slammet, for å undersøke mobiliteten til
forurensningskomponentene. Mobiliteten/utlekkingen ble så sammenliknet med krav til forskriftens deponikategorier (kapittel 9) for vurdering av etterbruk av slammet.
Avfallsforskriftens kapittel 11 ble også gjennomgått for å avgjøre om slammet bør vurderes som farlig avfall. Det er funnet at slammet ikke er farlig avfall, og at det kan deponeres ved
deponikategori 2 (ordinært avfall).
Vannforskriften og SFTs klassifiseringssystem er gjennomgått mht miljøbelastende stoffer i slammet. Slammet er funnet til å klassifiseres til bakgrunn / god for innhold av tungmetaller, og god/svært dårlig for PAH. Vannanalyser etter ristetest er moderat til meget sterkt forurenset (klasse II-V).
Vedrørende etterbruk er innholdet av problemstoffer i slammet også sammenliknet med anbefalte kvalitetskrav til lekeplass. Innholdet i slammet er vurdert til ikke å overstige disse kvalitetskravene, og kan brukes til anlegging av lekeplass.
Ved etterbruk av slammet er det funnet at oljeinnholdet vil være den begrensende faktor. En anbefalt rensemetode for slammet kan i den forbindelse være kompostering i ranker.
Det er undersøkt om utlekkingsegenskapene til metaller i slam fra slambassenget på Skullerud varierer med forskjellig salt konsentrasjon i ristevannet. Det er observert en betydelig høyere utlekking av visse metaller i prøven ristet med saltvann i forhold til risting med destillert vann.
Disse metallene var barium, jern, mangan, strontium, uran, vanadium, kalium, kalsium og magnesium. For kadmium, krom, kobber, molybden, nikkel, bly, antimon, selen, sink og kobolt var det ingen klar forskjell på risting med saltvann eller destillert vann.
Summary
There are many polluting components which may disturb the environment in our waterways, and several of these are related to road pollution. Retention ponds are established alongside heavy trafficked roads to rinse spill water from the roads. During the cleaning process, sedimentation of polluted sludge occurs in these dams. After several years, the sludge is extracted from the dam, and the masses must be processed. This paper evaluates the degree of pollution in sludge amassed from one of these detention ponds. The detention pond in question is localized along the E6 by the Skullerud intersection in Oslo. The characterization of the sludge is done by mapping the levels of pollutants and comparing this to the requirements set forth by relevant legislation.
The legal frameworks examined include the relevant regulations on pollution, fertilizer, waste and water. Analyses have been conducted to determine the levels of toxins represented by heavy metals, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and aliphatic components (oil).
Compared to the limit values set forth in the pollution regulations, defined as normal values for use of the most sensitive areas, the analysis shows that the sludge surpasses the values for zinc, chrome, 16-PAH, benzo(a)pyrene, pyrene, fluoranthene, pyrene and aliphatic components.
Compared to the fertilizer regulations, the levels of heavy metals are within the requirements for Level 1 fertilizers.
In compliance with the waste regulations, a basic characterization of the sludge has been conducted. Among others, this includes a mobility test of the sludge to examine the mobility of the polluting components. The mobility is then compared to the requirements set for the regulation’s categorization of depots, to determine if the sludge can be re-used for various purposes. The waste regulation, chapter 11 was also evaluated to determine whether the sludge should be considered toxic waste. The findings show that the sludge is not toxic waste, and thus can be stored in a depot category 2 (ordinary waste).
The classification system of the water regulations and Norwegian Pollution Control Authority has been examined in regard to pollutants in the sludge. The sludge is classified as good for levels
of heavy metals, and good/very poor for PAH. Water analyses after the shaking tests shows moderate to heavy pollution (class II-V).
For re-use purposes, the level of problematic components in the sludge is also compared to recommended quality standards for playgrounds. The levels found in the sludge do not surpass these quality standards and it is thus usable if a playground is constructed.
When using the sludge, the level of oil has been found to be the limiting factor. A recommended method for cleaning the sludge in that regard could be composting.
A mobility test of the sludge has been conducted to examine if the mobility of metals vary with different content of salt in the water. The saltwater had a concentration of 10 g NaCl/l, the freshwater was distillated. It has been observed a higher mobility of certain metals in the test with the highest content of salt (10 g NaCl/l). These involve Ba, Fe, Mn, Sr, U, V, K, Ca and Mg.
There were no concrete variations in the mobility of Cd, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Zn and Co, regarding the different salt content of the water.
Innholdsfortegnelse
1 Forkortelser...10
2 Innledning ...11
2.1 Sårbare vannforekomster og forurensningskilder ...11
2.2 Rensemetoder av vann fra veg ...13
2.2.1 Naturbaserte rensedammer ...13
2.2.2 Sandfang...13
2.2.3 Grøfter ...14
2.3 Regelverk ...15
2.4 Problemstilling...17
3 Materiale og metode...19
3.1 Gjeldende lovverk ...20
3.2 Lokaliteter...22
3.3 Prøvetaking ...24
3.3.1 Slambassengprøve ...24
3.3.2 Sandfangprøve ...25
3.4 Laboratorieanalyser...26
3.4.1 Slamanalyser ...26
3.4.2 Vannanalyse av eluent fra ristetest ...27
4 Resultater ...29
4.1 Slamanalyser...29
4.2 Ristetest...32
5 Diskusjon...35
5.1 Karakterisering og gjenbruk ...36
5.1.1 Avfallsforskriften ...37
5.1.2 Gjødselvareforskriften ...49
5.1.3 Forurensningsforskriften; normverdier for mest følsom arealbruk...53
5.1.4 Vannforskriften; SFTs klassifisering av miljøkvalitet i vann og sediment...55
5.2 Produksjonsmengde og slaminnhold ...59
5.3 Sandfang ...61
5.4 Materiale og metode ...63
5.5 Saltpåvirkning; mobilisering av problemstoffer i slam ...65
6 Konklusjon...67
7 Kilder ...71
8 Vedlegg ...75
1 Forkortelser
TS Tørrstoff
PAH Polysykliske Aromatiske Hydrokarboner
THC Total Hydrokarboner. Nevnes også som olje og alifater SFT Statens forurensningstilsyn
SS Suspendert stoff Tot-C Total karbon
Tot-N Total nitrogeninnhold Tot-P Total fosforinnhold
Grunnstoffer og andre kjemiske forbindelser Ag Sølv
Al Aluminium B Bor
Ba Barium Be Beryllium Ca Kalsium Cd Kadmium Co Kobolt Cr Krom Cu Kobber
Fe Jern K Kalium Mg Magnesium Mn Mangan Mo Molybden Na Natrium Ni Nikkel P Fosfor Pb Bly Sb Antimon
Se Selen Sn Tinn Sr Strontium Ti Titan Tl Thallium U Uran V Vanadium Zn Sink Cl- Klorid SO42- Sulfat
2 Innledning
2.1 Sårbare vannforekomster og forurensningskilder
Vann er en ressurs som skal ivaretas på best mulig måte, og det er et stadig økende fokus på vannforvaltningen vår, både nasjonalt og internasjonalt. Regjeringen har i sin Stortingsmelding nr.26 2006/2007 lagt vekt på å ”bidra til bevaring av vassdragsland og sikre mot forurensning”.
Vanndirektivet, vedtatt i EU 2000, og Forskrift om rammer for vannforvaltningen (vannforskriften) gjeldende i Norge fra 1.1.2007, har som mål at alle vassdrag skal oppnå god økologisk og kjemisk status innen 2015. Dette innebærer at vannforekomster skal være egnet for bading, fiske og drikkevann. En helhetlig vannressursforvaltning i hvert enkelt vassdrag krever samarbeid mellom flere myndighetsorganer som samarbeider om vannforvaltningen.
Det finnes mange forurensningskomponenter som kan forstyrre den økologiske og kjemiske balansen i vassdragene våre, og flere av disse er relatert til vegforurensning. I overvann fra veg er det lokalisert en rekke miljørelaterte problemstoffer, se Tabell 1 (Roseth & Amundsen, 2006).
Også internasjonalt er det enighet om at overvann kan gi negative miljøpåvirkninger (Åstebøl &
Hvitved-Jacobsen, 1997). Flere undersøkelser viser at høyt trafikkerte veger bidrar med en rekke forurensende stoffer via overvann til sine vannomgivelser, og videre til sedimenter i disse vannforekomstene (Bækken & Færøvig, 2004; Åstebøl, 2005; Bækken et al., 2005).
Oljeutslipp er en betydelig forurensningskomponent fra trafikkerte veger. Oljer angis i regelverk som totale hydrokarboner (THC) eller som alifater. Av THC er C5-8 oljekomponenter med korte kjeder. Disse er forholdsvis enkle å bryte ned i naturen. Oljeforbindelser opp mot C35 er
kompliserte oljeforbindelser med lange kjeder, og tungt nedbrytbare. Polysykliske Aromatiske Hydrokarboner (PAH) og tungmetaller kategoriseres som henholdsvis organiske og uorganiske miljøgifter. Ved trafikkmengder over 25 000 kjøretøyer pr døgn kan forekomstene av bl.a.
tungmetaller i miljøet bli et problem. (TØI, 2008). Tungmetaller og PAH i vannforekomster kan medføre bl.a. redusert vannkvalitet og negative biologiske effekter (Bækken & Færøvig, 2004;
Andersen et. al 1997).
Tabell 1. Forurensningstoffer i avrenning fra veg og tunnelvask. (Roseth & Amundsen, 2006)
Kilde Stoffer
Forbrenningsprodukter fra drivstoff
Tungmetaller (kadmium (Cd), krom (Cr), kobber (Cu), nikkel (Ni), NOx bly (Pb), sink (Zn))
hydrokarboner (HC)
polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH) dioksiner
benzen
MTBE (metyl-tert-butyl-eter) Slitasjeprodukter fra asfalt og bildekk
Tungmetaller (Cd, Cr, Cu, Ni, Zn) PAH
Ftalater partikler Slitasje og korrosjon av materialer som
bremsebelegg, katalysatorer, galvaniserte
detaljer Tungmetaller (Cu, Zn, Cd, platina (Pt)) Salting Natrium (Na) og klorid (Cl)
cyanidforbindelser Støvbindemiddel på grusvei Kalsiumklorid
restprodukter fra tremasseindustrien bitumenmateriale
Sprenging, utgraving, masseforflytning i anleggsperioder
Partikler
lekkasjer av bensin og olje nitrat og ammonium
Sprøyting av veirabatter Plantevernmidler Søl av olje, bensin, diesel, spylevæske
HC PAH propylenglykol tungmetaller (vanadium (V), Ni)
Trafikkuhell Olje
bensin
kjemikalier ved uhell fra transport av farlig gods
Tunnelvask Overflateaktive stoffer
Tilbakeholdelse av forurensningskomponenter er et sentralt tiltak i arbeidet for god status i vassdragene. Forurensningskomponenter i overvann fra veg krever ulike vannrensemetoder, noe som utgjør en utfordring for vegmyndighetene når det skal velges rensemetode ved utbygging/- bedring av vegnettet. Driftsmessig enkle og kostnadseffektive rensemetoder som kan benyttes i Norge i dag, er sandfang, grøfter og naturbaserte rensedammer.
2.2 Rensemetoder av vann fra veg
2.2.1 Naturbaserte rensedammer
Naturbaserte rensedammer anlegges for å rense overvannet fra veg for forurensende stoffer, men også for å fordrøye store vannmengder som opptrer ved intense nedbørsmengder eller ved
snøsmelting. Fordrøyningsmekanismen i rensedammer kan bidra til å dempe forurensningstopper (Bækken et al. 2005). Statens vegvesen har anlagt og planlegger anlegging av naturbaserte
rensedammer langs høytrafikkerte veger i Norge (Røhr, 2003). Det er gjennomført flere undersøkelser i Norge knyttet til effekten av rensedammer, bl.a. ved E6 på Skullerud i Oslo (Åstebøl & Krogh, 2002; Åstebøl 2005, Snilsberg et.al, 2002) og langs E18 i Vestfold.(Bækken et al. 2005). Disse undersøkelsene viser alle at renseeffekten i slike dammer er god. Eksempelvis målte Åstebøl (2005) fjerning av bl.a. 86 % 16-PAH, 82 % olje, 71 % sink og 60 % kadmium fra overvann. Snilsberg et al (2002) målte en rensegrad på bl.a. 70 % for Tot-C, 75 % for kobber og 55 % for sink.
En kan anse naturbaserte rensedammer som forenklede konvensjonelle renseanlegg, som i stedet for kjemisk rensing utnytter de fysiske lover som partiklene i overvannet er underlagt.
Rensedammer består ofte av et slambasseng, med en påfølgende hoveddam.
Problemstoffer tilknyttet vegforurensning er i hovedsak partikkelbundet. (Storhaug, R. 1996) Prinsippet bak rensedammene er å benytte seg av sorpsjon av problemstoffer, som PAH, tungmetaller og THC (Oljekomponenter), til partiklene som finnes i overvann fra veg, for så å sedimentere ut disse partiklene under kontrollerte forhold. Slambassengene ved slike anlegg fylles med slam raskere enn hoveddammene fylles, og disse må derfor tømmes oftere. Hoveddammer tømmes sjeldent, opptil hvert 15 - 20 år. (Pers. medd. Svein Ole Åstebøl, 2008) Det sedimenterte slammet i slambasseng kan fraktes ut og disponeres etter gjeldende regelverk.
2.2.2 Sandfang
Sandfang er en rensemetode som sedimenterer ut de tyngste partiklene fra overvann (Bækken et al.
2005), og dermed også forurensningskomponenter adsorbert til disse. Hovedsakelig anlegges sandfang for å unngå tiltetting videre i rørsystemet. Prinsippet bak sandfang er at innløpet er plassert høyere enn utløpet, og utløpet er plassert et stykke over bunnen. På denne måten samles
partikler som sedimenteres i bunnen av sandfanget, mens vannet som når opp til utløpet renner ut her. Etter en tids bruk må alle sandfang tømmes for slam, slik at det oppsamlede materialet ikke fyller opp utløpet.
Sandfang tømmes av en slamsugebil, som frakter slammet til et egnet sted. Ofte er slam i
sandfang så fast at det trengs ekstra utspyling av kummen for å løse det opp (Pers. medd. Morten Kolstad, 2009). Avvanning av slam fra sandfang kan foregå på stedet ved at slamsugebil
komprimerer slammet idet det suges ut av sandfanget, for så å slippe overskytende vann tilbake i sandfangkummen. Det kan også foregå ved at slammet fraktes til et kontrollert
avvanningsområde. Avvanning kan da skje ved at slammet spres utover løsmasser med høy infiltrasjonskapasitet, eller at det legges over en helstøpt betongplate som kontrollerer
avrenningen. Fra avvanningen sendes vannet gjerne videre gjennom en olje- og sandavskiller, og deretter ut på det kommunale avløpssystemet. Per i dag behandles avvannet slam fra sandfang som lett forurensede masser, og legges på deponi som dekkmasser o.a. (Pers. medd. Marcus Martinsson, 2009) Det er foretatt flere undersøkelser av innholdet av problemstoffer i sandfang, bl.a. ved en undersøkelse i Oslo 1997. Her ble innholdet av problemstoffer i de undersøkte sandfangene vurdert til middels/lite forurenset i forhold til SFTs daværende norm for mest følsom arealbruk (Oslo Kommune, 1997).
2.2.3 Grøfter
Grøfters renseeffekt er basert på et infiltrasjonsprinsipp, hvor rensingen av overvann påvirkes av jordas infiltrasjonskapasitet og renseegenskaper. Det er påvist at ”naturlige løsmasser kan gi fullstendig tilbakeholdelse av tungmetaller og toksiske organiske forbindelser”.(Jordforsk, 2009) Dersom rensing av overvann hovedsakelig skal utføres i veggrøfter, vil grøftene ha små
problemer med å håndtere vannet sommerstid. Det kan midlertidig oppstå problemer vinterstid, med kaldt klima som gir tele og snø-/isdekkede grøfteoverflater. I slike situasjoner synker
infiltrasjonshastigheten. Dersom det da kommer påfølgende mildvær med nedbør i form av regn, vil overvannet kunne renne av på isens overflate, og ikke infiltreres i jorda. I slike situasjoner kan grøftene gi lav rensegrad.
2.3 Regelverk
Det er et stort regelverk som omfatter krav til stoffer med negativ miljøpåvirkning. Grunnet bl.a.
økotoksiske effekter som tungmetaller, PAH og THC har, er det fastsatt krav vedrørende utslipp og disponering av slam som inneholder disse stoffene. Disse kravene er nedfelt i flere forskrifter;
• Forskrift om rammer for vannforvaltningen (Vannforskriften).
Denne skal "sikre en helhetlig beskyttelse og bærekraftig bruk av vannforekomstene”
( § 1). Forskriften beskriver inngående hvilke miljømål som bør etterstrebes for
vannforekomstene i landet, og hvorledes disse skal nås. Vannforskriften angir i vedlegg V en klassifisering av vannforekomster avhengig av hvilken status forekomstene befinner seg i. Klassifiseringen er inndelt i biologiske elementer, hydromorfogiske elementer og kjemiske/fysisk-kjemiske elementer. Tallfestede krav til klassifiseringen av de
kjemiske/fysisk-kjemiske elementene er angitt i veiledere utgitt av SFT; ”klassifisering av miljøkvalitet i fjorder og kystfarvann” (Bakke et al. 2007). Ut fra disse kravene kan man definere om en vannforekomst er god, moderat, dårlig eller svært dårlig. Sedimenter/slam i vannforekomster kan også klassifiseres etter dette systemet, da for å risikovurdere sedimentet.
• Forskrift om gjenvinning og behandling av avfall av 24.06.04 (Avfallsforskriften).
Denne forskriftens formål er å redusere miljøproblemer som kan oppstå når produkter ender som avfall. (§ 1-2, § 4-1, § 5-1, § 9-1) Avfallsforskriften angir i kapittel 9 vedlegg II en klassifisering av avfall etter hvilken deponikategori som avfallet skal plasseres i. Her er det fastsatt grenseverdier for deponikategorier, gjeldende innhold av ulike problemstoffer som kan lekke ut av avfallet ved ristetest.
• Forskrift om gjødselvare mv. av organisk opphav av 18.07.03
(Gjødselvareforskriften). Gjødselvareforskriften skal ”forebygge forurensingsmessige, helsemessige og hygieniske ulemper ved tilvirkning, lagring og bruk av gjødselvarer”, og angir krav til innhold av tungmetaller i slam som skal brukes til gjødselvare.
• Forskrift om begrensning av forurensning av 24.06.04 (Forurensningsforskriften).
Forurensningsforskriften angir en rekke verdier for krav til utslipp av
forurensningsstoffer. I forbindelse med slam som produseres ved rensedammer tilknyttet veg, er det relevant å vurdere innholdet av problemstoffer opp imot ”normverdier for mest følsom arealbruk”, angitt i vedlegg I i forskriftens del 1.
SFT har utarbeidet flere veiledere knyttet til håndtering av sedimenter. Håndtering av sedimenter er gjerne knyttet til marine områder, hvor det kan oppstå miljøkonflikter ved for eksempel mudring. Hovedandelen av de utarbeidede SFT-veiledere vedrørende forurensede sedimenter omhandler sedimenter i marint miljø. Klassifisering av miljøkvalitet i ferskvann fra 1997 er den sist reviderte som nevner sedimenter i ferskvannsmiljø.
2.4 Problemstilling
Hvilke av dagens lover eller forskrifter som skal benyttes ved karakterisering og gjenbruk av slam og sandfangmasser, avhenger både av massenes innhold av problemstoffer og
utlekkingspotensiale, men også hvorledes en tolker de ulike regelverkene. Det produseres store mengder sandfangmasser i Norge per år. Disse massene har man lang erfaring med og det er innarbeidet rutiner for tømming og disponering. For slam fra slambassenger tilknyttet veg er det ikke innarbeidet like gode rutiner for disponering. Det er derfor i denne oppgaven satt
hovedfokus på slam fra slambasseng tilknyttet rensedam for overvann.
Statens vegvesen, som har ansvaret for mange av rensedammene som er anlagt rundt i Norge, har et behov for å få en oversikt over hva slam fra rensebassengers slambassenginneholder i forhold til dagens deponeringskrav. Roseth og Amundsen (2003) sier at: ”Miljøkonfliktene ved
disponering av sedimentet synes […] mindre enn tidligere antatt, men det bør utarbeides egne disponeringsrutiner for disse massene”. Dette innebærer at slam fra slambasseng ikke
nødvendigvis inneholder så store mengder problemstoffer at det må deponeres. Statens vegvesen ønsker om mulig å lage en ”tommelfingerregel” for disponeringsrutiner av slam, på bakgrunn av innholdet av forurensningskomponentene. Det er også nyttig å vurdere om man kan slippe å ta nye prøver for hver tømming av slambassengene. For at disponeringsrutinene for slam fra slambasseng kan optimaliseres, er en inngående karakterisering av slammet nødvendig.
Samtidig med at det i samfunnet er økt fokus på vann som en ressurs, er det også økende bevissthet rundt kretsløpsteknologi og verdien av gjenbruk. Det er større fokus på at det skal drives fraksjonsorientert avfallshåndtering, som for eksempel papir- og glassgjenvinning.
I Forurensningsforskriftens kapittel 15, Vedlegg 1 påpekes det at ”Det bør oppmuntres til resirkulering av slam fra avløpsrensing”. Samtidig anses det som et potensielt problem at problemstoffer fra forurenset slam kan lekke ut og medføre negative miljøkonsekvenser.
Utlekkingspotensialet til slam indikerer i hvilken grad forurensningsstoffene er bundet til partiklene i sedimentet, og risikoen som er tilknyttet eventuell lagring av slammet. Lav utlekking indikerer at miljørisikoen tilknyttet lagring er lav. Lav miljørisiko kan bidra til å anse slam som en positiv ressurs.
Det er vanlig å blande en del fraksjoner i dagens avfallshåndtering. Flere av disse bør muligens holdes separert, for å videre kunne drive verdifull, både miljømessig og økonomisk, gjenvinning.
Slam fra rensedammer og sandfang, som i dag anses som et deponihåndteringsproblem, er en slik fraksjon.
På bakgrunn av dette er det relevant å undersøke om en behandlings- og bruksplan for slam fra slambasseng er mulig å fastsette, avhengig av bl.a. slammets evne til tilbakeholdelse av
forurensningskomponenter. Hvilke regelverk brukes i dag vedrørende disponering av slam fra rensedammer? Kan slammet brukes som en ressurs, i lys av kretsløpstenking, til for eksempel fyllmasser ved veibygging? Ved etterbruk er det et krav om at problemstoffene i stor grad holdes igjen i fyllmassene, og ikke lekker ut i omgivelsene. Det er også verdifullt å kartlegge potensielle rensemetoder for slam fra vegavrenning, avhengig av innhold av problemstoffer.
Slam i rensedammer blir utsatt for salt gjennom vintersaltingen av norske veger. Forhøying av ionekonsentrasjonen med økt bidrag av natrium- og kloridioner kan endre bevegeligheten for tungmetaller i jord og i slam. (TØI, 2008). På bakgrunn av dette er det også interessant å undersøke om mobiliteten til tungmetaller, som er bundet til partikler i slam, påvirkes av salt.
Med bakgrunn i disse utfordringene tilknyttet veg og vegforurensning, er det utformet følgende problemstillinger:
1. Hvordan kan slam fra slambasseng og sandfangmasser karakteriseres i henhold til relevant regelverk?
2. Kan slam fra slambasseng gjenbrukes, sett i forhold til relevant regelverk?
3. Har salt noen innvirkning på mobilisering av forurensningsstoffer i slam fra slambasseng?
3 Materiale og metode
Gjeldende lovverk angir grenser for utslipp av miljøbelastende forurensningskomponenter.
Analysemetodene er valgt med bakgrunn i disse. Dette innebærer også hvilke stoffer det er valgt å analysere for. En kort gjennomgang av gjeldende regelverk som er valgt å brukes i denne
oppgaven beskrives i kapittel 3.1 Gjeldende lovverk
Karakterisering av slam fra slambasseng i tilknytning til rensebasseng krever innhenting av prøvemateriale fra et representativt område. Valg av lokalisering av prøvetaking er utfyllende beskrevet i kapittel 3.2 Lokaliteter.
Beskrivelse av innsamling av prøvemateriale er å finne i kapittel 3.3 Prøvetaking.
Oversikt over hvilke stoffer som slam- og sandfangprøven er analysert for, er å finne i 3.4.
Laboratorieanalyser. Laboratorieanalysene er delt inn i to deler; slamanalyser, og vannanalyse av eluent fra ristetest. Slamanalysene kan gi en oversikt over hvilke regelverk som er nødvendig å følge, ut fra resultatene som oppnås. Resultatene kan og gi et bilde på om hvorvidt ristetest jfr.
avfallsforskriften er nødvendig, og hva man kan forvente av resultater fra en eventuell ristetest.
Ristetest av slamprøven med destillert vann og saltvann er utført for å undersøke om salt kan ha noen innvirkning på mobilisering av forurensningsstoffer som finnes i prøvematerialet.
I tillegg til analyser av slaminnhold er det i oppgaven foretatt analyser av innhold i
sandfangmasser. Dette er utført for å få et utfyllende bilde på hvorledes stoffer holdes tilbake i masser fra en annen rensemetode for overvann fra veg.
3.1 Gjeldende lovverk
Kriterier gitt i avfallsforskriften, forurensningsforskriften, gjødselvareforskriften og
vannforskriften er gjennomgått. Dette er gjort for å kunne gjøre et utvalg av hvilke miljøskadelige stoffer som det bør analyseres for dersom man skal karakterisere slam med kilde i overvann fra veg. Fra avfallsforskriften er det tatt utgangspunkt i kapittel 9 og 11. Fra forurensningsforskriften er det tatt utgangspunkt i parametere nevnt i del 1, vedlegg 1; normverdier for mest følsom arealbruk, som baseres på SFT-veileder 1629/99 (Vik et al. 1999). Fra gjødselvareforskriften er det tatt utgangspunkt i parametere nevnt i § 10. Fra vannforskriften er det i oppgaven fokusert på hvilken klassifisering slam skal ha i henhold til innholdet av bestemte kjemiske parametere. Disse er angitt i flere SFT-veiledere (Andersen et al. (1997), Bakke et al., (2007), SFT (2007a), SFT (2007b). Parametrene fra forskriftene og veilederne er vist i Tabell 2 (PAH), Tabell 3 (metaller) og Tabell 4 (THC).
Tabell 2. Vegrelaterte organiske miljøgifter, PAH, som det er satt krav til i forskjellige norske regelverk.
Regelverkene som er angitt, er avfallsforskriften (”Avfall”), gjødselvareforskriften (”Gjødselvare”),
forurensningsforskriften (”Forurensning”) ved normtall for mest følsom arealbruk og vannforskriften (”Vann”) ved SFTs klassifisering av miljøgifter i vann og sediment. Miljøgifter som er markert med ”(X)” er inne til revisjon ved miljøverndepartementet (pers. medd. Sjur Andersen, 2009)
PAH Forskrifter
Avfall Gjødselvare Forurensning Vann
Naftalen X X
Acenaftylen (X) X
Acenaften (X) X
Fluoren X X
Fenantren (X) X
Antracen (X) X
Fluoranten X X
Pyren X X
Benzo[a]antracen (X) X
Crysen (X) X
Benzo[b]fluoranten (X) X
Benzo[k]fluoranten (X) X
Benzo(a)pyren X X X
Indeno[123cd]pyren (X) X
Dibenzo[ah]antracen (X) X
Benzo[ghi]perylen (X) X
Σ PAH 16 X X X
En ser av Tabell 2, Tabell 3 og Tabell 4 at regelverkene nevner mange av de samme stoffene.
Dette gjelder spesielt organiske miljøgifter som inngår i Σ PAH16, THC med varierende størrelser og tungmetaller som kadmium, krom, kobber, nikkel, sink og bly. Det er i oppgaven valgt å analysere for tungmetaller, PAH og THC. I tillegg er det valgt å analysere slammet for innhold av diverse andre metaller og mikronæringsstoffer (se også Tabell 5)
Tabell 3 Vegrelaterte metaller og ioner som det er satt krav til i forskjellige norske regelverk. Regelverkene som er angitt, er avfallsforskriften (”Avfall”), gjødselvareforskriften (”Gjødselvare”), forurensningsforskriften
(”Forurensning”) ved normtall for mest følsom arealbruk og vannforskriften (”Vann”) ved SFTs klassifisering av miljøgifter i vann og sediment.
Metaller / ioner Forskrifter
Avfall Gjødselvare Forurensning Vann/SFT
Ba X
Cd X X X X
Cr X X X X
Cu X X X X
Hg X X X X
Mo X
Ni X X X X
Pb X X X X
Sb X
Se X
Zn X X X X
Klorid (Cl-) X
Sulfat (SO42-) X
Tabell 4. Vegrelaterte oljekomponenter (THC) som det er satt krav til i forskjellige norske regelverk. Regelverkene som er angitt, er avfallsforskriften (”Avfall”), gjødselvareforskriften (”Gjødselvare”), forurensningsforskriften (”Forurensning”)ved normtall for mest følsom arealbruk og vannforskriften (”Vann”) ved SFTs klassifisering av miljøgifter i vann og sediment
Oljekomponenter Forskrifter
Avfall Gjødselvare Forurensning Vann/SFT
THC:
Alifater C5-C10 X X
Alifater > C10-C12 X X Alifater > C12-C35 X X
3.2 Lokaliteter
Det er foretatt innsamling av prøvemateriale fra to lokaliteter ved E6, i Skullerudkrysset i Oslo.
Uttak av prøver til denne undersøkelsen er gjort ved Slambassenget tilknyttet rensedammen i Skullerudkrysset egner seg til undersøkelse i forbindelse med denne oppgaven, av flere årsaker:
Sterkt trafikkert: E6 ved Skullerudkrysset i Oslo har en årsdøgntrafikk på over 50 000 (Leistad, 2007). Da det var ønskelig å redusere samt bedre kontrollen av utslippene til vegnære
vannforekomster, ble det i 1999 etablert og satt i drift et naturbasert renseanlegg for overvann fra Skullerudkrysset. Dette renseanlegget er fremdeles i drift, og består av et lukket slambasseng og en åpen rensedam.
Korrekt utformet: Anlegget på Skullerud er utformet som vått overvannsbasseng, på bakgrunn av tilrenning fra et areal på 2,4 ha (redusert areal). Vannet føres via rørnett fra veg til
slambassenget, videre til hoveddammen, og deretter ut i Ljanselva. Slambassenget har et
overflateareal på 68 m2, og dybden på vannstanden ved normalvannstand er 1,5 meter. Dette gir slambassenget et vått volum på ca 100 m3 (Åstebøl, 2005).
Konstruksjonen av anlegget medfører at de groveste sedimentene holdes tilbake som slam i slambassenget, mens de finere partiklene holdes tilbake som slam i rensedammen.
Godt kartlagt: Åstebøl (2005) undersøkte rensebassenget ved Skullerudkrysset i Oslo over en ettårsperiode. Det ble da foretatt kontinuerlige målinger av nedbør og vannføring inn og ut av bassenget. Vannprøver herfra ble analysert for 16-PAH, olje, bly, kadmium, kobber, sink, SS, Tot-N, Tot-P, og klorid. Rensebassenget viste seg å fungere med rensegrader på 58-76% for tungmetaller, 86 % for PAH og 82 % for olje. Disse utrensede stoffene forventes å gjenfinnes i slambassengets og rensedammens sedimenter. Sedimenter fra dammen er også undersøkt
vedrørende bakteriers nedbrytbare egenskaper av organisk materiale i slammet. (Corneliussen, C.
H., 2007). Leistad (2007) har undersøkt slam fra slambasseng og hovedbasseng bl.a. for mobilisering av miljøgifter og andre organiske parametere.
Ellers kan det nevnes at Ljanselvavassdraget har store områder med intakt natur, med god mulighet for helhetlig planlegging i henhold til vannforskriften. Ljanselva er rik på biologisk mangfold (Bendiksen, E. & Bakkestuen, V., 2001), og er viktig i forbindelse med rekreasjon.
Prøvetaking fra sandfang ble også lagt til Skullerud. Uttaket fra sandfang ble foretatt ca 200 meter fra rensedammen. Området for uttakene av slam- og sandfangprøve er angitt i Figur 1.
Figur 1 Flyfoto over Skullerudkrysset i nord/sydlig retning. E6 er hovedtraseen midt på bildet, i nord/sydlig retning. Anvisninger til de ulike prøvetakingsområdene vist med nummererte piler. Pil 1angir sandfangkummens plassering. Pil 2 angir prøvetakingssted for slamprøven(under broen)
Utformingen av rensedammens beliggenhet i forhold til E6 og resipienten Ljanselva, er vist i Figur 2.
Figur 2. Skisse av rensedam, Skullerudkrysset. E6 går på figuren i øst/vestretning.
Slambassenget er angitt på bildet som ”Lukket slambasseng”, og er et slambasseng til hovedbassenget. Resipienten for rensedammen, Ljanselva, renner på figuren i retning.
nord-sør. (Åstebøl, 2005).
3.3 Prøvetaking
3.3.1 Slambassengprøve
Prøvetaking ble gjort fra slambassenget til rensedammen på Skullerud 19. oktober 2007, etter en tørrværsperiode på 6 dager. Man kan komme til vannet og sedimentene i slambassenget via tre kummer. I den nordligste kummen (kum 1) var sedimentet svært vandig, noe som gjorde det vanskelig å få opp sediment. Sedimentet viste seg å være mer kompakt i den midterste (kum 2) var og derfor velegnet for prøvetaking, noe som også gjaldt den sørligste (kum 3) hvor
sedimentet var enda mer kompakt. Det ble derfor tatt ut kun 3 prøver fra kum 1, og 9 prøver fra hver av kum 2 og 3. Prøvetakingen fra kummene ble foretatt med sedimenthenter; et hult rør med lengde 2,5 meter og indre diameter ca 10 cm, se Figur 3. Vannstanden i kummene stod 50 cm over bunnen. En blandprøve fra de tre kummene ble samlet i en tilitersbøtte. Overskytende vann i bøtten ble tømt tilbake i slambassenget. Nedbørsverdier for Skullerud i september- november 2007 er å finne i Vedlegg 1.
Figur 3. Sediment fra slambassenget ble hentet opp ved hjelp av hult rør og gummipropp
Generelt fungerer rør bedre enn grabb til sedimenthenting, da man med røret kan ta ut prøve fra hele sedimentprofilet. Med en grabb kan en risikere kun å få med toppsjiktet.
3.3.2 Sandfangprøve
Prøvetaking ble gjort 22. oktober 2007, etter en tørrværsperiode på 9 dager. Det ble benyttet en sedimentgrabb laget av Bioforsk, se Figur 4, da det ikke fungerte å benytte rør. Slammet fra sandfangkummen sedimenterte raskt, og overskytende vann i bøtten ble tømt ut.
Figur 4. Sandfangprøve ble hentet ut av kum ved bruk av grabb og samlet i en femlitersbøtte.
3.4 Laboratorieanalyser
Laboratorieanalysene ble utført ved analysefirmaet AnalyCen i Moss og ved Sus scrofa
forskningslaboratorium. Ifølge AnalyCens nettsider er ”AnalyCen (..) et akkreditert analysefirma som holder til i Moss, har et konsernovergripende system for virksomhetsstyring og er sertifisert i henhold til ISO 9001:2000 og ISO 14001:2004” (AnalyCen, 2008). Sus scrofa er et
forskningslaboratorium tilknyttet Bioforsk, og ligger i Hasselbakken 6 på Ås.
3.4.1 Slamanalyser
Slambassengprøven: Slambassengprøven ble oppbevart på kjølelager. To dager etter prøvetaking, ble slambassengprøven homogenisert, og ca 6-7 dl av blandprøven ble tatt ut.
Denne prøven ble sendt til analysefirmaet firmaet AnalyCen for analyse av innhold, se Tabell 5.
Sandfangprøven: Sandfangprøven ble oppbevart på kjølelager. Dagen etter prøvetaking ble sandfangprøven homogenisert, og en prøve på ca 6-7 dl ble tatt ut. Denne prøven ble sendt til firmaet AnalyCen for analyse av innhold, se Tabell 5
Tørrstoffinnholdet (TS) ble målt ved AnalyCen og ved Sus scrofa. Ved Sus scrofa ble dette utført ved innveiing av prøve før og etter 24 timers tørking i skap ved 105 °C.
Tabell 5. Oversikt over hvilke stoffer som slam fra slambasseng og sandfangprøven ble analysert for. Det ble analysert for THC, tørrstoffinnhold (TS), PAH, tungmetaller og andre forbindelser.
THC TS PAH Grunnstoffer og andre forbindelser
>C5-C8 X Indeno(1,2,3,cd)pyren Crysen. Al Ca Zn
>C8-C10 Dibenzo(a,h)antracen Acenaften. Sb Cu Sr
>C10-C12 Benzo(a)antracen. Fenantren Ba Co Ag
>C12-C16 Benzo(a)pyren. Fluoranten Be Cr Tl
>C16-C35 Benzo(b)fluoranten. Fluoren Pb Mg Sn Benzo(g,h,i)perylen. Naftalen B Mn Ti Benzo(k)fluoranten. Pyren P Mo U
Acenaften. Antracen. Fe Na V
PAH Cd Ni
K Se
Metodene som ble brukt ved AnalyCen til analysene av slam- og sandfangprøven er å finne i Vedlegg 3.
3.4.2 Vannanalyse av eluent fra ristetest
Utlekkingspotensial undersøkes ved å gjennomføre ristetest, jfr. avfallsforskriftens kap.9.
Ristetesten simulerer en potensiell remobilisering av forurensningskomponentene i slam, som kan inntreffe dersom slammet skal legges på deponi. Ristetest skal utføres på materiale <4 mm
størrelse. Det er ikke utført kornfordelingsanalyse i oppgaven. Resultater fra en undersøkelse utført i 2007 (Leistad), er vist i Tabell 6, og viser kornfordeling i slam fra slambassenget på Skullerud. Resultater fra et tilsvarende slambasseng ved Årungstubukta er også vist i Tabell 6 (Snilsberg et al. 2002). Tabell 6 angir også kornstørrelsen til partikler. Med bakgrunn i de to nevnte undersøkelsene kan en anta at materialet i slammet fra slambassenget på Skullerud er i størrelsesorden < 4 mm.
Tabell 6. Partikkelbetegnelse og tilhørende størrelser (Skog og Landskap, 2009). Resultater av kornfordelingsanalyse utført på slam fra slambassenget på Skullerud (Leistad, 2007)og ved Årungstubukta (Snilsberg et al. 2002)
Partikkel Målt i rensedam, Skullerud. (Leistad, 2007)
Målt i rensedam, Årungstubukta (Snilsberg et al, 2002)
Klasse Kornstørrelse
% % mm
Grus - 2-60
13 15 Grov 2-0,6
Middels 0,6-0,2
Sand
Fin 0,2-0,062
70 65 Grov 0,06-0,02
Middels 0,02-0,006
Silt
Fin 0,006-0,002
Leir 17 20 <0,002
Testen ble gjennomført ved at prøvemateriale tilsvarende 100 g tørrstoff ble veid inn. Vekten av prøvematerialet ble utregnet på bakgrunn av tørrstoffanalyse gjort ved Sus scrofa. Det ble tatt ut 6 paralleller av slamprøven. 3 av disse ble tilsatt destillert vann og 3 ble tilsatt saltvann med konsentrasjon 10 g/l. Hver av prøvene med tilsatt vann hadde en totalvekt på 1000 gram.
Parallellene ble plassert på en dreieskive, og satt til å rotere (”riste”) i 24 timer. Etter endt risting ble prøvene overført til sentrifugeglass og plassert i en sentrifuge. Denne hadde en
omdreiningshastighet på 20 000 o/min. Sentrifugen var av merket Beckman J2-MC. Prøvene ble sentrifugert i 15 minutter før eluenten ble overført videre til prøveflasker. Disse ble så sendt til
AnalyCen for analyse av parametrene angitt i Tabell 5. I tillegg ble det testet for sulfat (SO42-) og klorid (Cl-).
Metodene som ble brukt ved AnalyCen til vannanalysene er å finne i Vedlegg 4.
4 Resultater 4.1 Slamanalyser
Resultatene av tørrstoffinnholdet fra begge prøvelokalitetene er presentert i Tabell 7.
Tørrstoffmengde er angitt i prosent.
Tabell 7. Tørrstoffprosent i prøvene, målt ved AnalyCen og Sus scrofa Tørrstoffprosent Sus Scrofa AnalyCen
slambassengprøve 54 % 48,1 %
sandfangprøve - 81,9 %
Analyseresultater av slammet fra slambassenget på Skullerud er vist i Tabell 8, Tabell 9 og Tabell 10. I tabellene er mengden av problemstoffer angitt i vekt per kg TS, og i prosentvis andel av et innhold av 100 % tørrstoff i prøven. Tabell 8 viser analyseresultatene av PAH.
Tabell 8. . Analyseresultatene av PAH-innholdet i slambasseng- og sandfangprøven. PAH-innholdet er angitt i prosent av totalmengden gitt et teoretisk innhold av 100 % tørrstoff (TS), og i mg PAH/kg tørrstoff (TS).
PAH Slambasseng Sandfang
mg/kg TS % av totalvekt på 100
% TS mg/kg TS % av totalvekt på 100 % TS %
Acenaften. 0,06 6*10^-06 0,01 1*10^-06
Acenaftylen. 0,08 8*10^-06 0,02 2*10^-06
Antracen. 0,33 3,3*10^-05 0,06 6*10^-06
Benzo(a)antracen. 0,19 1,9*10^-05 0,02 2*10^-06
Benzo(a)pyren. 0,19 1,9*10^-05 0,06 6*10^-06
Benzo(b)fluoranten. 0,33 3,3*10^-05 0,09 9*10^-06
Benzo(g,h,i)perylen. 0,52 5,2*10^-05 0,11 1,1*10^-05
Benzo(k)fluoranten. 0,1 1*10^-05 0,02 2*10^-06
Crysen. 0,19 1,9*10^-05 0,13 1,3*10^-05
Dibenzo(a,h)antracen 0,06 6*10^-06 0,02 2*10^-06
Fenantren 1,2 1,2*10^-04 0,28 2,8*10^-05
Fluoranten 1,1 1,1*10^-04 0,22 2,2*10^-05
Fluoren 0,31 3,1*10^-05 0,09 9*10^-06
Indeno(1,2,3,cd)pyren 0,19 1,9*10^-05 0,04 4*10^-06
Naftalen 0,06 6*10^-06 0,02 2*10^-06
Pyren 1,7 1,7*10^-04 0,38 3,8*10^-05
ΣPAH(16) 6,4 6,4*10^-04 1,6 1,6*10^-04
Tabell 9 viser innholdet av metaller og Tabell 10 viser innholdet av THC per tørrstoffmengde i slambasseng- og sandfangprøven.
Tabell 9. Analyseresultatene av metallinnholdet i slambasseng- og sandfangprøven. Metallinnholdet er angitt i prosent av totalmengden gitt et teoretisk innhold av 100 % tørrstoff, og i mg metall/kg TS.
Metall Slambasseng Sandfang
mg/kg TS % av totalvekt på 100 % TS mg/kg TS % av totalvekt på 100 % TS
Aluminium, Al 13000 1,3 5000 0,5
Antimon, Sb <2.1 2*10^-04 1,2 1*10^-04
Barium, Ba 96 0,01 30 0,003
Beryllium, Be 0,42 4*10^-05 0,12 1*10^-05
Bly, Pb 25 0,003 21 0,002
Bor, B 20 0,002 6,2 6*10^-04
Kobolt, Co 15 0,002 6,2 6*10^-04
Jern, Fe 18900 1,89 7900 0,79
Kadmium, Cd 0,21 2*10^-05 0,061 6*10^-06
Kobber, Cu 77 0,008 26 0,003
Krom, Cr 28 0,003 11 0,001
Magnesium, Mg 9300 0,93 4100 0,41
Mangan, Mn 350 0,035 170 0,017
Molybden, Mo 3,5 4*10^-04 0,49 5*10^-05
Nikkel, Ni 24 0,002 9,6 1*10^-03
Selen Se <1.9 2*10^-04 1,1 1*10^-04
Sink, Zn 310 0,031 98 0,01
Strontium, Sr 36 0,004 18 0,002
Sølv, Ag <0.10 1*10^-05 0,061 6*10^-06
Tallium, Tl 2,5 3*10^-04 1,6 2*10^-04
Tinn, Sn 4,4 4*10^-04 1,3 1*10^-04
Titan Ti 1500 0,15 660 0, 066
Uran, U 1,8 2*10^-04 0,65 7*10^-05
Vanadium, V 50 0,005 20 0,002
En ser av Tabell 10 at THC > C16-C35 utgjør størstedelen av den detekterte oljen, med ca 95 % av totalmengden. Dette gjelder for både slambassengprøven og sandfangprøven.
Tabell 10. THC-innhold i slambasseng- og sandfangprøven. THC-innholdet er angitt i prosent av totalmengden gitt et teoretisk innhold av 100 % tørrstoff, og i mg THC/kg TS.
THC Slambasseng Sandfang
mg/kg TS % av totalvekt på 100 % TS mg/kg TS % av totalvekt på 100 % TS
THC >C5-C8 16 0,0016 <5.0 5*10^-04
THC >C8-C10 <5.0 5*10^-04 <5.0 5*10^-04
THC >C10-C12 14 0,001 <5.0 5*10^-04
THC >C12-C16 150 0,015 15 0,0015
THC >C16-C35 3500 0,35 610 0,061
THC Total sum 3700 0,37 630 0,063
Det ble også detektert mikronæringsstoffene kalium, natrium, kalsium og fosfor i prøvene. Disse resultatene er å finne i Tabell 11.
Tabell 11. Analyseresultatene av mikronæringsstoffer i slambasseng- og sandfangprøven. Mikronæringsstoffene er angitt i prosent av totalmengden gitt et teoretisk innhold av 100 % tørrstoff, og i mg mikronæringsstoff/kg TS.
Resultatene av analysene for slam- og sandfangprøven fra AnalyCen er å finne i Vedlegg 3.
Mikronæringsstoffer Slambasseng Sandfang
g/kg TS % av totalvekt på 100 % TS g/kg TS % av totalvekt på 100 % TS
Kalium, K g 3,8 0,38 1,3 0,13
Kalsium, Ca g 11 1,1 6,5 0,65
Fosfor, P g 0,71 0,071 0,45 0,045
Natrium, Na g 5,4 0,54 0,71 0,071
4.2 Ristetest
Utlekking av PAH ved risting av slambassengprøven med henholdsvis destillert og saltvann er gitt i Tabell 12. Resultatene er gitt i µg/l og mg/l. Resultatene er også omregnet til mg/kg TS, basert på utlekking fra innveide 100 gram tørrstoff til risting. Det er innveid 100 gram slamprøver med tørrstoffinnhold basert på en tørrstoffprosent på 54. Analyseresultatene av ristetesten fra AnalyCen er å finne i Vedlegg 4.
Tabell 12 Utlekkingsnivået av PAH fra slambassengprøven, etter ristetest utført med saltvann og destillert vann.
Verdiene oppgitt for destillert vann er gjennomsnitt av tre paralleller. Verdiene oppgitt for saltvann er gjennomsnitt av tre paralleller.
PAH Destillert
vann
Saltvann (10g NaCl/l)
µg/L mg/kg TS µg/L mg/kg TS
Acenaften <0,03 <0,0003 <0,04 <0,0004 Acenaftylen <0,04 <0,0004 <0,04 <0,0004
Antracen 0,12 0,0012 0,10 0,001
Benzo(a)antracen 0,12 0,0012 0,09 0,0009
Benzo(a)pyren 0,07 0,0007 0,07 0,0007
Benzo(b)fluoranten 0,14 0,0014 0,10 0,001
Benzo(g,h,i)perylen 0,06 0,0006 0,06 0,0006
Benzo(k)fluoranten 0,06 0,0006 0,04 0,0004
Crysen 0,12 0,0012 0,08 0,0008
Dibenzo(a,h)antracen <0,03 0,0003 <0,03 <0,0003
Fenantren 0,58 0,0058 0,46 0,0046
Fluoranten 0,35 0,0035 0,26 0,0026
Fluoren 0,13 0,0013 0,11 0,0011
Indeno(1,2,3,cd)pyren 0,04 0,0004 0,04 0,0004
Naftalen 0,09 0,0009 0,08 0,0008
Pyren 0,33 0,0033 0,25 0,0025
Sum PAH(16) 2,33 0,0233 1,80 0,02
Utlekkingsresultatet av THC (oljekomponenter) ved risting av slambassengprøven med henholdsvis destillert og saltvann er gitt i Tabell 13.
Tabell 13 Utlekkingsnivået av THC fra slambassengprøven, etter ristetest utført med saltvann og destillert vann
Olje Destillert vann Saltvann (10g NaCl/l)
µg/l mg/kg TS µg/l mg/kg TS
THC > C5 – C 8 <12 <0,12 <10 <0,10
THC > C8 – C 10 <10 <0,10 <10 <0,10
THC >C10 – C12 13 0,13 <11 <0,11
THC >C12 – C16 44 0,44 45 0,45
THC >C16 – C35 753 7,53 877 8,77
THC Totalsum 813 8,13 923 9,23
Utlekkingsresultatet av metaller ved risting av slambassengprøven med henholdsvis destillert og saltvann er gitt i Tabell 14.
Tabell 14. Utlekkingsnivået av metaller fra slambassengprøven, etter ristetest utført med saltvann og destillert vann Metaller Destillert vann Saltvann (10g NaCl/l)
µg/L mg/kg TS µg/L mg/kg TS
Aluminium, Al 333,33 3,33 235 2,60
Antimon, Sb 57 0,57 52,5 0,50
Barium, Ba 93 0,93 450 4,37
Beryllium, Be <0,5 <0,005 <0,5 <0,005
Bly, Pb 2,57 0,025 4,4 0,037
Bor B 0,084 0,84 78,5 780
Jern Fe 333 3,33 505 5050
Kadmium, Cd <0,1 <0,001 <0,1 <0,001
Kobber, Cu 7,4 0,074 7,35 0,07
Kobolt, Co 1 0,01 2,45 0,02
Krom, Cr <1 <0,01 <1,85 <0,018
Magnesium, Mg 6670 66700 12 500 125 000
Mangan Mn 233 2,33 693,33 6,93
Molybden, Mo 84 0,84 70,67 0,71
Nikkel, Ni 4,5 0,045 5,33 0,053
Selen, Se <3 <0,03 <3 <0,03
Sink, Zn 17 0,17 13,33 0,13
Strontium Sr 167 1,67 426,67 4,27
Sølv, Ag <0,5 <0,005 <0,5 <0,005
Tallium Tl <0,1 <0,001 <0,1 <0,001
Tinn, Sn <0,5 <0,005 <0,5 <0,005
Titan, Ti <50 <0,50 <50 <0,50
Uran U 9,6 0,096 11,33 0,11
Vanadium V 5,6 0,056 5,13 0,05
Klorid, Cl 797,33 7973,33 4 656 330 46 563,33
Sulfat 25,07 250,67 24 000 240,00
Utlekkingsresultatet av mikronæringsstoffer ved risting av slambassengprøven med henholdsvis destillert og saltvann er gitt i Tabell 15
Tabell 15. Utlekkingsnivået av mikronæringsstoffer fra slambassengprøven etter ristetest med saltvann og destillert vann. Resultatene er gitt i µg/l, mg/kg TS og g/kg TS.
Mikronærings-
stoffer Destillert vann Saltvann (10g NaCl/l)
µg/L mg/kg TS g/kg TS µg/L mg/kg
TS g/kg TS
Kalium, K 6033 60,33 0,06 12 500 125 0,125
Kalsium, Ca 46 000 460,00 0,46 104 000 1040 1,040 Natrium Na 520 000 5200,00 5,2 3 550 000 35500 35,500
Fosfor, P 410 4,10 0,0041 360 3,6 0,0036
5 Diskusjon
Det er i det følgende diskutert resultatene i lys av problemstillingene. Problemstillingene er som følger:
1. Hvordan kan slam fra slambasseng og sandfangmasser karakteriseres i henhold til relevant regelverk?
2. Kan slam fra slambasseng gjenbrukes, sett i forhold til relevant regelverk?
3. Har salt noen innvirkning på mobilisering av forurensningsstoffer i slam fra slambasseng?
I diskusjonen er det lagt hovedvekt på problemstilling 1 og 2, med størst fokus på slam fra slambasseng. Problemstilling 3 blir diskutert kort mot slutten av diskusjonskapittelet.
Materiale og metode er også diskutert i et eget kapittel.
5.1 Karakterisering og gjenbruk
Karakterisering av slam er mulig å gjøre med flere ulike innfallsvinkler, avhengig av både hva en ønsker å undersøke slaminnholdet for, og hvilke krav til karakterisering som er fastsatt i
regelverket man følger. Det er valgt å karakterisere slammet fra slambassenget til rensedammen på Skullerud i henhold til fire ulike, norske regelverk; avfallsforskriften, gjødselvareforskriften, forurensningsforskriften og vannforskriften. Disse fire regelverkene er valgt fordi
1. De spenner bredt over fagfeltene veg-, vann- og jordforurensning, og berører de største delene av problematikkene tilknyttet rensing av overvann fra veg (problemstoffer, mengden av disse, utlekking, eventuelle miljøkonsekvenser)
2. De har tallfestede og dermed tydelige miljøkrav som kan benyttes ved karakterisering Analyseresultatene av slammet diskuteres ut fra kravene som er fastsatt i hvert av disse fire regelverkene.
5.1.1 Avfallsforskriften
Bruk av avfallsforskriften ved karakterisering av slam fra slambassenget på Skullerud er gjort ved å ta utgangspunkt i at massene er avfall, og at dette avfallet skal deponeres i henhold til gjeldende grenseverdier i avfallsforskriften. Avfallsforskriften angir prosedyrer for basiskarakterisering i forskriftens kapittel 9, vedlegg II punkt 1.1. Vedlegg II angir krav til opplysninger om avfall som skal deponeres ved deponier for inert, ordinært eller farlig avfall. Disse deponiene har alle definerte maksimumverdier av problemstoffer i avfall som skal deponeres.
Det er foretatt en basiskarakterisering av slambassenget på Skullerud. Prosedyrene for basiskarakterisering jfr. avfallsforskriften er gjengitt i Vedlegg 2.
For avfall som produseres jevnlig, trengs det ikke å foretas basiskarakterisering for hvert lass som leveres til deponi. Når det først er foretatt én grundig basiskarakterisering, sier forskriften at kun prosedyrene i kapittel 9, vedlegg II, punkt 1.1.i, ii og iii må gjennomføres. Dette antas å gjelde generelt for slam som dannes ved naturbaserte rensedammer tilknyttet veg i Norge.
Basiskarakterisering av slam fra slambassenget på Skullerud .
a) Avfallsprodusent og org.nr
Statens vegvesen. (Med tilhørende organisasjonsnummer.)
b) Hvordan avfallet oppstår og om råvarene som er brukt
Partikler dannes fra vegtrafikk gjennom bl.a. slitasje av bil og asfalt. Slammet fra slambassenget på Skullerud oppstår ved fysisk rensing (sedimentering) av partiklene som befinner seg i overvann fra veg. E6 ved Skullerudkrysset i Oslo hadde per 2004 en årsdøgntrafikk på 42 000 (Amundsen et al., 2004). Kildene til forurensingskomponentene i slammet er å finne i Tabell 1.
c) Hvilken behandling av avfallet er gjennomført for å oppfylle § 9-6 i avfallsforskriften eller en redegjørelse for årsakene til at slik behandling ikke betraktes som nødvendig Avfallsforskriftens § 9-6 lyder:
Bare farlig avfall og avfall som oppfyller forurensningsmyndighetens kriterier for deponering av farlig avfall, tillates deponert på deponier for farlig avfall. Deponier for ordinært avfall kan benyttes for
a) ordinært avfall som oppfyller forurensningsmyndighetens kriterier for mottak av avfall på deponier for ordinært avfall,
b) stabilt, ikke-reaktivt farlig avfall med utlekkingsegenskaper tilsvarende de ordinære
avfallstypene som er nevnt under bokstav a. Dette farlige avfallet skal ikke deponeres sammen med biologisk nedbrytbart avfall.
Deponier beregnet på inert avfall skal bare benyttes for inert avfall og lett forurensede masser, jf. 2.1 i vedlegg II.
For å oppfylle § 9 – 6 må § 9-3 bokstav i etterfølges, dvs.:
”Endre avfallets egenskaper med formål å redusere dets volum eller den fare det representerer, gjøre det lettere å håndtere eller enklere å gjenvinne”
I henhold til Avfallsforskriftens § 9 – 4 er det ikke tillatt å deponere flytende avfall. Slam som suges ut av slambassenget på Skullerud er forholdsvis flytende, men avvanning på stedet medfører redusert volum og dermed en enklere håndtering. Slammet anses i denne
karakteriseringen ikke som flytende. Avvanning gjøres fordi høyere andel tørrstoff minimerer problemer med sigevann ved disponering av massene, og fordi det er økonomisk gunstig i forhold til frakt.
Vurdering om hvorvidt slammet kan deponeres ved deponi ordinært avfall er gjort i det følgende under punktene f) og g).
d) Data om avfallets sammensetning og utlekkingspotensial ved både kolonnetest og ristetest
Slam fra slambassenget på Skullerud består av vann, og slam med partikler av leir, silt og sand (Leistad, 2007). Slamanalyser og ristetest er utført, kolonnetest er ikke utført. Data om slammets innhold av problemstoffer er gitt i oppgavens Tabell 8, Tabell 9 og Tabell 10.
Data om slammets utlekkingspotensial ved ristetest er gitt i denne oppgavens Tabell 12, Tabell 13 og Tabell 14
e) Avfallets lukt, farge og fysiske form.
Slam fra slambassenget har en gråsvart farge, vurdert til silt og leire, selv om
kornfordelingsanalyse ikke er gjennomført. Den lukter ikke sterkt. Tidligere analyser har bestemt en kornfordeling i slammet i slambassenget på Skullerud til å være 17 % leir, 70 % silt, 13 % sand.
(Leistad, 2007) Slammet er vandig, men sedimenterer raskt.
f) Avfallskode i henhold til den europeiske avfallslisten samt avfallsstoffnummer iht.
gjeldende norsk standard om klassifisering av avfall. Avfallskoden er gjengitt som vedlegg 1 til kapittel 11 om farlig avfall i denne forskriften.
Den europeiske avfallslisten (EAL) er en avfallsliste som er felles for hele EØS-området. Listen inneholder ca 850 farlige og ikke-farlige avfallstyper, og skal bidra til å kunne deklarere avfall på en sikker måte. Noen avfallstyper har avfallskode som er angitt med stjerne, som innebærer at avfallet er farlig. Slam produsert fra rensedammer tilknyttet veg er ikke direkte nevnt i EAL, likevel er det i denne oppgaven vurdert til å kunne deklareres som flere av avfallskodene i listen.
Avfallskodene det er funnet at man kan velge slam fra slambassenget på Skullerud til å være er gitt i Tabell 16.
Tabell 16. Avfallskode i henhold til EAL med tilhørende beskrivelse. Stjerne indikerer at avfallet er farlig.
*16 10 01 vandig flytende avfall som inneholder farlige stoffer
*19 01 06 vandig flytende avfall fra behandling av avgasser og annet vandig flytende avfall 19 08 02 Sandfangavfall
19 08 05 slam fra behandling av avløpsvann fra byområder 19 08 99 avfall som ikke er spesifisert andre steder 20 03 03 avfall fra gaterengjøring
