Farliga ämnen i varor och produkter?

Transkript

1 Farliga ämnen i varor och produkter? Tomas Rydberg IVL Svenska Miljöinstitutet på Miljöforum Norr

2 Översikt Kort om mig och IVL Kort om Forskningsprogrammet Emissioner från Varor ChEmiTecs Exempel från olika varor Betong Golv Däck (Textilier) Elektronik Målarfärg Återvunnen plast Lite om åtgärder

3 Vem är jag? Forskningsprogrammet Emissioner från varor - Programchef Gruppchef Produkter och Miljömanagement Miljöprestanda för produkter och tekniksystem, t ex LCA, EEA, CBA Bakgrund: Kemiingenjör, Chalmers Tekn. Dr. Miljövetenskap (1994) Tidigare: Volvo Technology, Europeiska Komissionen JRC, Konsult (CIT)

4 IVL Svenska Miljöinstitutet vilka är vi Neutralt/Oberoende Miljöinstitut Stiftelseägt (SIVL) 50 % Stat, 50 % Näringsliv i SIVLs styrelse Ca 200 medarbetare, varav 30 % disputerade Stockholm Göteborg Beijing (Malmö, Sundsvall ) Forskning/Uppdrag; Utredning/Analys Från början (1966) Institutet för Vatten- och Luftvårdsforskning Idag IVL Svenska Miljöinstitutet (AB)

5 IVL vad gör vi? Ren Luft Effektiva transporter Klimat Energisystem Hållbar produktion Resurseffektivitet & Kretslopp Vatten, kemikalier, läkemedel Hållbart samhällsbyggande

6 Kartlägga emissioner och flöden av kemikalier från samhälle Emission Luft Emission Luft Produktion Produkter Användning Emission Vatten Emission Vatten Mätningar och teoretiska beräkningar Substansflödesanalyser

7 Forskningsprogrammet

8 ? Hur stort är problemet med emissioner av organiska ämnen från varor, och vad kan man göra åt det?

9 och några till

10 Några exempel på vad vi vet(at)

11 Några exempel till på vad vi vet Bly batterier, vikter, sänken, kölar Koppar bromsbelägg, kabel, tak, elektronik Silver kläder, kylskåp Triclosan tandkräm, deodoranter TBT tvättsvampar Flamskyddsmedel textilier, elektronik

12 Några fler exempel på vad vi vet konsumtionen ökar importen av olika varor ökar globaliseringen ökar importen från länder utanför EU Vad vet vi inte? (som vi skulle behöva veta)

13 ChEmiTecs frågor... Vilka är varorna? Vad innehåller de? Hur kommer det ut (hur sker emissionerna)? Hur farligt är det då? Är det ett problem? Vad kan vi göra åt det?

14 Varuflöden Kemikalier Emissioner från varor problem? Åtgärder & Styrmedel Risker& Attityder

15 Hur stort är problemet? Ämnens stabilitet Medvetenhet, attityder, regelverk Detaljerade fallstudier av 5-10 objekt Verifiering i screening Detaljerad kunskap om emissionsförlopp Fallstudieobjekt Koncept-modell Emissionsfaktorer Modell för beräkning av emissioner Emissioner vid olika händelseförlopp mm Förutsägelser om förekomst av ämnen Kvantifiering av alla emissioner & dimensionering Alla varor, Nationellt

16 Förenklad konceptuell modell Utveckling av ny kunskap och ny tillämpning av befintlig kunskap Sammanställning och tillämpning av befintlig kunskap

17 Såhär ser den ut egentligen Product nomenclature Chemitecs concept model model Component structure P P P Incorporation PC Component Conjunction [%] PC P Co PC PC Material M ALL PRODUCTS Productcategory Co P Product [kg], [pcs] [ton] [ton] Quantity Q [ton] PC PC PC Co M M P Emission Product category properties * Average contents declaration * Average lifetime * Surface/volume *... Fate mechanism Product properties * Contents declaration * Lifetime * Surface material * Surface/volume *... Material properties * Chemical constitution * Density * Tensile strength * Surface/volume * Surface treatment? *... Environmental Concentration (PEC) Use Use time Use type (how?) * Human direct contact * Passive (e.g. storage) * Intentional emission * Abrasion *... Exposure mechanism (indirect) N a t u r e s y s t e m T e c h n o s p h e r e Dose Use environment (where?) * Indoor - home - office - industry - car cabin * Outdoor - rural - urban - road -... Emission drivers * Temperature * Light * Ventilation * Hydrology * Biofilm *... Eco-effect mechanism Human effect mechanism Receiving environment Outdoor air Fresh water Sea water Agricultural soil Natural soil Total emission Eco-toxic Effect Human toxic Effect Human direct exposure Direct dose Chemical Ch Ch Ch Ch Ch Chemical properties * Formula * Molecular weight * Kow * Reaction half-life * LD50 *... Emission driver profile Emission velocity profile Tivander J, Molander S, Fuhrman F, ChEmiTecs Concept Model. Chemitecs report P1-D2. Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden, 49 pp. Product lifetime t

18 De slutliga fallstudierna MBT Diuron

19 Livscykelfaser i ChEmiTecs Energy & material resources: Extraction Process Transport Crude oil, Natural gas, Iron ore, Limestone etc Extraction Process Transport Transport Manufacturing Process Use Process Transport Waste Treatment Process Emissions & waste: CO 2, NO x, SO 2, COD, NH 3, Ashes, Waste, etc

20 Försök till sammanfattande resultatexempel - emissioner totalt i Sverige Vara Ämnestyp Emissioner/år (ton), ca Plattskärmar - bildyta Flamskydd/mjukgörare (Organofosfater ) 0,003 Inomhusfärg Antibakteriella ämnen 0,03 Plastgolv Mjukgörare (DEHP, DINP, DINCH) 0,3 Däck, inkl slitage Åldringsskydd (6-PPD, IPPD) 30 (i partiklar) Plaster totalt Alla additiver Ca (?)

21

22 Modelled Emissions of TBP from a bridge foundation Based on: Holmgren T, Andersson P, Haglund P. Measurement and modelling of organophosphates leaching from concrete to water.

23 O O O O

24 Langer mfl, 2011

25

26 Tidstrendberäkningar DEHP substitueras mot andra ftalater (främst DINP) DEHP: Di(2-ethylhexyl)phthalate DINP: Di-iso-nonyl phthalate DEHA: Di(2-ethylhexyl)adipate DINCH: Di-iso-nonyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid ester isdeh: Di-iso-nonylphthalate diethyl hexyl-iso-sorbide 2012 (kg) DEHP DINP DINCH Holmgren, T., Persson, L., Andersson, P. & Haglund, P. (2012). A generic emission model to predict release of organic substances from materials in consumer goods. Science of the Total Environment, 437,

27 Jämförelse av två modeller att skatta emissioner Modell-beräknade emissioner genom förångning (diffusion) av mjukgörare från plastgolv upplagrat i Sverige ESD-formel 1500 ton/år ChEmiTecs-formel Maj ton/år ChEmiTecs-formel Nov ,3 ton/år Kalibrerad mot mätningar I emissionskammare

28 Legend SFA för diisononylftalat, DINP Transboundary air pollution Indoor air 10-50? Air 8000 Import as pure substance? 8000? 40? M-WWTP ?? PVC processing Non-PVC processing Flooring Use of articles? Incineration Landfill Water? Sediment Import in finished articles? Recycling Land DINP, kg/year?? => Det mesta ligger kvar i varorna eller avfallet

29

30 Typisk sammansättning Källa: Continental däck, miljörapporter ca

31 Lakning Laktest - metaller Parameter Däckgranulat EPDM Europa TPE Europa TPE Kina Gränsvärde (DIN 2002) mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Bly, Pb < < < < Kadmium, Cd < < < < Krom, totalt, Cr < < < Kromat, Cr(VI) < < < < Kvicksilver, Hg < < < < Zink, Zn /20 1 Tenn, Sn < zink är ett major concern och att läckaget på 3-20 års sikt kommer att överskrida tillåtligheten enligt byggproduktdirektivet. (Intron, 2007) Detta kommer i så fall att gälla för däckgranulat och i ännu högre grad för EPDM-granulat

32 Lakning Laktest - PAH PAH:er Däckgranulat EPDM Europa TPE Europa TPE Kina Gränsvärde mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg Naftalen 1.3 < < Fenantren Antracen < 0.47 < 0.52 < 0.50 < Fluoranten 8.6 < 0.52 < 0.50 < Benzo(a)anthracen 0.53 < 0.52 < 0.50 < Chrysen 1.1 < 0.52 < 0.50 < Benzo(a)fluoranthen < 0.47 < 0.52 < 0.50 < Benzo(a)pyren 2.2 < 0.52 < 0.50 < Benzo(ghi)pyren 13 < 0.52 < 0.50 < Indeno(1,2,3,cd)-pyren 1.5 < 0.52 < 0.50 < Summa PAH(10) VROM

33 O O P O O

34 Innehåll i en LCD monitor LCD TV/desktop monitor LCD module (37-46 %) Printed Circuit boards Metal frames LCD panel Metal frame Backplate Back lamp Light management foils inch diagonal Plastic casing stand 3-30 kg HÅ PLA

35 Example composition of a Laptop computer Component Amount (w%) Material Case 30% Plastics (PC, ABS), additives LCD module 16% LCD panel 19% Glass, LCD polymer, In, Sn Backlight films and light guide Inner frames 2% Al, plastics (PC) Back plate 31% Al, plastics (PC) Fluorescent lamp 1% Glass, Hg Frames 28% Al, Fe, plastics (PC) Battery (NiCd, NiMh or Liion battery) 47% Plastics (PET, PE, PMMA, PC, polyester, polyacrylate) 13% Ni, KOH, Cd, Co, Li, F PC-boards 12% Flame retarded epoxy resin, ceramics, Cu, Sn, Ag, Zn Wires 1% Plastics (PVC, thermoset plastics), Cu Source: Source: Felix & Letcher (2009); Liang (2009)

36 Materialinnehåll exempel kretskort

37 Materialinnehåll exempel 2 kretskort

38 TPP in flat panel displays Based on: Holmgren, T., Andersson, P. & Haglund, P.Modeling and measurement of triphenyl phosphate emissions from flat screens.

39 TPP emission rates Based on: Holmgren, T., Andersson, P. & Haglund, P.Modeling and measurement of triphenyl phosphate emissions from flat screens.

40 National scale emissions Based on: Holmgren, T., Andersson, P. & Haglund, P.Modeling and measurement of triphenyl phosphate emissions from flat screens.

41 Toys Första försök att vara heltäckande: En vara/användning, alla kemikalier 9,0E+09 8,0E+09 Total area /produktgrupp 7,0E+09 6,0E+09 5,0E+09 4,0E+09 3,0E+09 2,0E+09 1,0E+09 Textiles Inner walls Pavements Furniture and fixed furnishing Books and papers Plastic films Ceilings Roofs Floors Outer walls Motor vehicles on wheels Consumer electronics Shoes 0,0E+00 Area (m 2 )

42 Antal kemikalier som täcks av beräkningen Kemikalier i vattenbaserad färg 71 polymerer Typ av additiv 103 additiv 43 oorganiska 43 organiska Beräkning av emissioner för organiska additiv 37 ämnen inom modelldomän 54 Lösningsmedel 17 organometaller 6 ämnen utanför modelldomain

43 Försök att täcka många produkter och många ämnen (färska & preliminära resultat = lite osäkra )

44 Input, totalt rader Vara Material Kemikalie Anv. / Miljö Emission

45 Summering av beräkningar

46 Generell modell - Status Varor / varuflöden Övrig dataförsörjning Areaberäkningar Materialbeskrivningar Kemikalieinnehåll vilka/mängder Emissionsmodell Systemavgränsningar Source: Haglund, P., och Molander S., 2013

47 Additiver i plast i produkter, upplagrade i samhället (Sverige), (översiktlig skattning) Additive Net inflow (1000 tonnes/year) Source: Rydberg et al (2012), Hb env chem Stock (1000 tonnes) Antioxidants Flame retardants Br- based compounds P- based compounds 4 80 Other FR 1 20 Organic pigments Plasticisers Phthalate plasticisers Other plasticisers Stabilisers UV stabilisers Other organic additives <10 <200 Total

48 Antioxidants and UV stabilizers Compounds MW g/mol LogK ow Mode of action BHA 180,3 3,2 antioxidant BHT 220,4 5,3 antioxidant BHT-CHO 234,3 4,4 antioxidant metabolite Cyanox ,9 10 antioxidant Irgafos ,9 15,5 antioxidant Tinuvin123 Tinuvin770 BHA Cyanox1790 Irganox1076 Irganox ,6 19,4 antioxidant Irganox ,9 13,8 antioxidant Lowinox 358,5 7,4 antioxidant Quinone 220,3 3,4 antioxidant metabolite Tinuvin ,2 <10 UV-stabilizer Tinuvin ,7 6,3 UV-stabilizer Tinuvin ,6 7,3 UV-stabilizer Source: Bibi, 2012 Tinuvin99-2 BHT BHT-CHO Quinone Irganox1010 Irgafos168 Lowinox

49 Emissioner återvunnen plast (bilstötfångare, ca 10 år gammal bil) Source: Bibi, 2012

50 En illustration av utmaningen med information om innehåll

51 Data flow through the automotive supply-chain Send Material Data Sheets (MDS) to: IMDS Address of Raw Material supplier Example: PP Proofing, Linking with own data and Sending new Material Data Sheets to: IMDS Address of Tier n supplier MDS Insert Proofing, Linking with own data and Sending new Material Data Sheets to: IMDS Address of Tier 2 supplier Doortrim Carrier Proofing, Linking with own data and Sending new Material Data Sheets to: IMDS Address of Tier 1 supplier Doortrim Proofing of MDS and using Data for internal benefit IMDS Address of the Car Manufacturer Time (1-5 month*) Complete Car Source: Munn, Riskcycle conference, May 2012 * Estimate of a real data collection. Depending on the complexity of the part & the strategy of the vehicle manufacturer (PPAP).

52 Är det bra att byta ut farliga kemikalier substitution? Jadå, det kan det vara, men är inte oproblematiskt

53 Ur askan i elden? - alternativ till bromerade flamskyddsmedel (Deca BDE)

54 Gamla BFRs PBDE HBCD TBBPA Källa: Cynthia de Wit, ITM-SU

55 Nya BFR BEH-TEBP (TBPH) PBT BTBPE EH-TBB H R Br R Br H S H S CH 2 Br H Br DBE-DBCH (TBECH) DBDPE HBB DBHCTD (HCDBCO) OBTMPI Källa: Cynthia de Wit, ITM-SU

56 Resultat i damm från lägenheter median värden (n = 6) Källa: Cynthia de Wit, ITM-SU

57 Hur bra är lagstiftningen? Varuspecifika regleringar är viktiga komplement till REACH Kontrollen av kemikalier behöver stärkas för t.ex. textilier och byggvaror Tydligare livscykelperspektiv i kemikaliekontrollen behövs Det som stoppas in kommer ut! Extraction Process Transport Transport Use Manufacturing Process Transport Process Extraction Process process flow (input/output) Transport Waste Treatment Process Molander, L. & Ruden, C.

58 Tack för uppmärksamheten!