Partikelburna organiska luftföroreningar från förbränning och trafik förekomst identifiering prevention,

Transkript

1 1 Partikelburna organiska luftföroreningar från förbränning och trafik förekomst identifiering prevention, Nanoprojektet Kort sammanfattning Projektet har utförts av Arbetsmiljökemi i Hässleholm tillhörande Stockholms Universitet i samarbete med Hässleholms Miljö AB under åren Till en början gjordes en litteraturstudie med avseende på utsläpp från biobränsle- och avfallsförbränning. Det framkom att större förbränningsanläggningar generellt avger relativt mindre utsläpp pga mer omfattande reningsmetoder och omfattande regelverk jämfört med mindre anläggningar. Krav på partikelmätningen är inte omfattande. Litteraturstudien utgjorde också ett underlag inför mätningar på Vankiva avfallsanläggning och Bele fjärrvärmeverk. Därefter mättes partiklar vid Vankiva avfallanläggning. Huvudkällan för bildning av stora och små partiklar är krossning och siktning av avfall samt förflyttning av avfall. Partiklar från krossning med siktning kan spridas utanför närområdet. Arbetsmiljöproblem relaterat till damm berör främst chaufförer och uppfattas vara störst då avfallet är torrt. Undersökning av partikelstorleksfördelning och kvicksilverhalt på rökgasutsläpp före och efter reningssteget utfördes på Beleverkets avfallsförbränningsanläggning i Hässleholm. Resultaten visade att 95 % av de uppmätta partiklarna hade en storlek som var mindre än 0,175 µm (ultrafina partiklar) och 52 % av den totala partikelkoncentrationen var i storleksordningen 0,025-0,053 µm (nanopartiklar). Under projektets gång har metoder för provtagning och analys av partiklar vidareutvecklats. Med en metod för provtagning kan partiklar sorteras efter deras storlek för vidare analys. Partiklarna sorteras t ex större än 10 µm, 2,5 µm, 1 µm, 0,5 µm och < 0,5 µm. SP och Brandforsk har gjort experiment med eldning av olika material. PVC-matta visade att relativt stora partiklar bildades vid alla förbränningsförhållanden som undersöktes. Träskiva visade på en produktion av i huvudsak små partiklar. Även väteklorid (HCl), polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och isocyanater analyserades. Målsättningen var att genom ett forskningsprojekt utveckla metoder för att ta fram kravspecifikationer på hur förbränningsbetingelserna skall vara för att minimera rökgasernas hälsopåverkan. Detta har inte uppnåtts i projektet

2 2 Utförlig sammanfattning Om projektet Målsättningen var att genom ett forskningsprojekt utveckla metoder för att ta fram kravspecifikationer på hur förbränningsbetingelserna skall vara för att minimera rökgasernas hälsopåverkan. Enligt Avsiktsförklaring. Projektet skulle innefatta vidareutveckling av ny metodik för provtagning av olika storlekar på partiklar, utveckling av metodik för bestämning av relevanta ämnen av olika storlekar i utsläpp från trafik och förbränningsanläggningar samt studera utsläpp från några större förbränningsanläggningar i Skånska kommuner. Enligt Lägesrapporter 2009, 2011 och Slutrapport 2012 från Arbetsmiljökemi, Stockholms Universitet. Finansiering har kommit från Stockholms Universitet 50 %, Hässleholms Miljö AB 40 % och Skånes Luftvårdsförbund 10 % med en total budget på 8 MSEK under en femårsperiod, Slutrapport Upprättad av Arbetsmiljökemi i Hässleholm tillhörande Stockholms Universitet. Rapport Bilaga 1 Partikelburna organiska luftföroreningar från förbränning och trafik förekomst, identifiering, prevention, Mätning av partikelhalter vid hantering av avfall i Vankiva och på Beleverket, Bilaga 2 Rökgasmätningar vid Beleverket, Hässleholm Miljö AB i Hässleholm, Bilaga 3 Litteraturstudie Fjärrvärme och biobränsleförbränning för hushåll mätteknik och emissioner, Sammanfattning Huvudrapporten handlar om metodutveckling av provtagning och analyser samt en sammanfattning av ett projekt som utförts av SP (Sveriges tekniska forskningsinstitut) och Brandforsk (Styrelsen för svensk brandforskning) om brandgenererade partiklar. * Två nya metoder för provtagning av partiklar har arbetats fram i projektet, SMPS-system och denuder-impaktor. Båda metoderna gör att partiklar kan sorteras i olika storleksfraktioner för vidare analys. Tekniken fanns redan innan men har under projektet vidareutvecklats. SMPS står det inte så mycket om i rapporten.

3 3 Denuder-impaktorn, se bilden, fungerar på så sätt att provgasen passerar olika filter. Först kan ämnen i gasfas tas upp i denuderdelen C. Sen passerar provgasen genom flera filter av olika storlek där partiklar som är större än porstorleken i filtret samlas upp D-F. Sist fångas de allra minsta partiklarna G. * Metodutveckling av mätningar av organiska ämnen bl a VOC och icocyanater. * SP och Brandforsk har gjort försök med två olika material, PVC-matta och träskiva, vilka har eldats för att undersöka bildning av partiklar och kemiska ämnen. De ämnen som analyserats är väteklorid (HCl), polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och isocyanater samt ämnenas fördelning mellan gasfas och partikelfas. Den sammanlagda vikten av de bildade partiklarna var generellt betydligt lägre från träskivan jämfört med PVC-mattan. Försöken med PVC-mattan visade att relativt stora partiklar bildades vid alla förbränningsförhållanden som undersöktes. De försök som gjorts med träskiva visade på en produktion av i huvudsak små partiklar. Försöken med PVC-mattan visade att flyktiga PAH-ämnen dominerade under alla typer av förbränning men det var partikelbundna PAH-ämnen som dominerade det som var giftigt. Undersökningen av förekomsten av klor på partiklar visade tydligt att större delen av den HCl som bildas vid förbränning av en PVC-matta finns i gasfas i brandröken. Från försöken med träskivan noterades att den högsta totalproduktionen av PAH skedde vid underventilerade förhållanden och att den flyktiga delen av den totala PAH-sammansättningen dominerade då. Produktionen från välventilerade tester var mycket låg. Också för detta material visade data om giftighet att partikelbundna PAH-ämnen dominerar för både underventilerade och välventilerade förhållanden.

4 4 Bilaga 1, Partiklar vid hantering av avfall Huvudkällan för bildning av stora och små partiklar vid Vankiva avfallsanläggning är krossning och siktning av avfall samt förflyttning av avfall. Partiklar från krossning med siktning kan spridas utanför närområdet. Vid tömning av containrar på Beleverket är avgången av partiklar som är mindre 10 µm begränsad och lufthalterna låga såvida inte gripklon använts precis innan öppning av porten till avfallshallen. Arbetsmiljöproblem relaterat till damm berör främst de chaufförer som levererar avfall till avfallsförbränningen. Dammproblemet är begränsat till avfallshallen, ej utanför, och uppfattas vara störst då avfallet är torrt. Bilaga 2, Rökgasmätningar på Beleverket Undersökning av partikelstorleksfördelning och kvicksilverhalt på rökgasutsläpp utfördes på Beleverkets avfallsförbränningsanläggning i Hässleholm. Kvicksilver mättes på rökgasen före och efter reningsteget och med olika typ av uppsamling av proven. Vid provpunkten före reningen togs prov ut kontinuerligt och analyserades med ett instrument som kan mäta högre kicksilver halter (MT 3000) och uppmätte halten 21,70 µg/m 3. Halten kvicksilver mättes även med en annan metod för att kontrollera överenstämmelsen mellan metoderna. Överrensstämmelsen var någorlunda bra med kvoten 0,88. På rökgasen efter reningsteget uttogs en viss mängd prov (ej kontinuerligt) och analyserades med ett instrument som kan mäta halter i området 0, ng/m 3 (UT 3000). Resultat från denna mätning har ej redovisats och det skrivs i rapporten att det var stor skillnad mot kontrollmetoden. Partiklars storleksfördelning mättes på rökgasen efter reningssteget med två olika instrument. SMPS (elektrostatisk separation) och APS (aerodynamisk separation). SMPS med mätområde 0,014 0,7 µm och APS med mätområde 0,5 20 µm. Resultaten visade att 95 % av de uppmätta partiklarna hade en storlek som var mindre än 0,175 µm och 52 % av den totala partikelkoncentrationen var i storleksordningen 0,025-0,053 µm. Bilaga 3, Litteraturstudie En litteraturstudie har gjorts på utsläpp från biobränsle- och avfallsförbränning. Man har tittat på värmekällor för bostadshus, fjärrvärmeverk, förbrännings- och reningstekniker, myndighetskrav, mätmetoder, utsläpp och partikelbildning. Vetenskapliga studier av industriella förbränningsanläggningar i norden har främst gjorts på biobränsle och endast ett fåtal på avfallsförbränning. Generellt avger större förbränningsanläggningar relativt mindre utsläpp pga mer omfattande reningsmetoder och omfattande regelverk jämfört med mindre anläggningar. Naturvårdsverket har visat att utsläppen av flyktiga organiska ämnen (VOC) från småskalig vedeldning utgör ca 90 % av de totala utsläppen från el- och värmeproduktion. Förbränning i pannor för hushållsuppvärmning är

5 5 inte internationellt reglerad men i Sverige ska Boverkets regler följas vid nyinstallation och renovering. Kraven på övervakning är mer omfattande för avfallsförbränning än för biobränsleförbränning. Krav på partikelmätningen är inte omfattande. Litteraturstudien utgjorde också ett underlag inför mätningar på Vankiva avfallsanläggning och Bele fjärrvärmeverk. Saknas i rapporten Kravspecifikationer på optimala förbränningsbetingelser för att minimera hälsopåverkan av rökgaser från fjärrvärmeproduktionen. /Sammanfattat av Anna Persson, Länsstyrelsen, 2013.