Karakterisering av dioxininnehåll i avfall - en litteratursammanställning RVF rapport 2003:03 ISSN 1103-4092 rapport
RVF Rapport 2003:03 ISSN 1103-4092 RVF Service AB Tryck: Daleke Grafiska 2003 Upplaga: 1000 ex
Förord RVFs arbetsgrupp avfallsförbränning har tidigare genomfört en utredning som resulterade i rapporten Förbränning av avfall - en kunskapssammanställning om dioxiner. I rapporten konstateras ett behov av ökad kunskap om halter och mängder av dioxin i avfall för fortsatt utveckling av svensk avfallshantering. Med anledning av detta initierade arbetsgruppen ett projekt med avseende att ta fram befintlig kunskap om dioxin i svenskt avfall. Projektet bestod av en litteraturundersökning och resulterat presenteras i föreliggande rapport. Litteraturundersökningen genomfördes av Tomas Öberg, Tomas Öberg Konsult AB tillsammans med en styrgrupp med representanter från undergrupperna Avfallsbränsle samt Emission i arbetsgruppen avfallsförbränning samt RVFs kansli. Malmö, mars 2003 RVF Svenska Renhållningsverksföreningen Weine Wiqvist VD, RVF Håkan Rylander Ordf. RVFs arbetsgrupp avfallsförbränning 1
Innehåll Sammanfattning...3 1 Bakgrund...4 2 Genomförande...5 3 Undersökningsresultat...7 3.1 Norden...7 3.2 Övriga Europa...7 3.2.1 Storbritannien...7 3.2.2 Dioxin-balans för Hamburg och tidigare tyska undersökningar...8 3.2.3 Spanien...8 3.3 Nordamerika...9 3.4 Övriga avfallsmaterial...9 4 Förslag till fortsatt arbete...10 5 Källor...11 Bilaga A...15 Bilaga B...16 2
Sammanfattning Föreliggande rapport redovisar resultat från en litteraturstudie avseende förekomst av dioxiner i hushållsavfall. Antalet undersökningar med primära data som avser hushållsavfall är dock ytterst begränsat. Inga undersökningar avseende förekomst av dioxiner i svenskt hushållsavfall har påträffats i litteraturen. I Europa har endast två större undersökningar redovisats efter 1995. Undersökningar av andra avfallsmaterial visar att den allmänna föroreningsnivån i de skandinaviska länderna är lägre än i en stor del av övriga Europa. Detta torde därför även avspeglas i det svenska hushållsavfallet. Det svenska systemet för källsortering, med olika behandlingsalternativ, gör det ändock svårt att direkt översätta resultat från andra länder och säkert uttala sig om dioxinnivån i svenskt hushållsavfall. Litteraturgranskningen utmynnar i slutsatsen att en undersökning av förekomsten av dioxiner i svenskt hushållsavfall skulle ge ett underlag för en fördjupad utvärdering av miljöpåverkan med olika behandlingsmetoder. Det är väsentligt att en sådan undersökning planeras så att resultatet dels kan beskriva den variation som finns inom och mellan olika avfallsfraktioner, dels kan ange mått på osäkerheten i de mätresultat som framkommer. Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt planeringen av provtagning, analys och datautvärdering, samt kopplingen däremellan. - Provtagning bör utföras enligt en väldokumenterad metod. - De kemiska analyserna bör utföras av ett ackrediterat laboratorium. - Provtagningsplanering och datautvärdering bör ske med statistisk metodik. Redovisade undersökningar har enbart beaktat dioxinhalten uttryckt som I-TEQ. EU s vetenskapliga livsmedelskommitté har emellertid rekommenderat att även dioxinlika PCB ska ingå i riskbedömningen. En undersökning av dioxinförekomst i svensk hushållsavfall bör därför omfatta även dioxinlika PCB (12 st kongener). 3
1 Bakgrund Projektet består i att utreda förekomsten av dioxiner, polyklorerade dibenso-p-dioxiner (PCDD) och dibensofuraner (PCDF), i hushållsavfall samt att ta fram jämförelsevärden för material som går till biologisk behandling. Uppgifter från mitten av 1990-talet och framåt beaktas. Bakgrunden till studien är den tidigare genomförda utredningen Förbränning av avfall: En kunskapssammanställning om dioxiner (Ahlgren och Marklund 2001). Rapporten visade på att svenska avfallsförbränningsanläggningar ligger långt framme med att rena rökgaserna innan de släpps ut till omgivningsluften. Det mesta av föroreningarna, tungmetaller och dioxiner, tas om hand i effektiva reningssteg. För tillfället pågår projekt inom RVF där man undersöker hur rökgasreningsresterna ska hanteras på ett säkert sätt. I samband med arbetet med rapporten, Förbränning av avfall, konstaterades att det behövs ökad kunskap om halter och mängder av dioxiner i avfallet som underlag för fortsatta åtgärder. Förekomst av dioxiner i avfall och material som går till biologisk behandling har studerats i ett antal EU-projekt. Rapporterna från dessa projekt är dock uteslutande av sammanfattande karaktär och grundar sig på andrahandsuppgifter (Buckley-Golder 1999, Fiedler et al. 2000, Langenkamp och Part 2001, Thornton et al. 2001, European Commission 2002). Syftet med denna sammanställning är att så långt möjligt utgå från de primära källorna och undvika risker för cirkelreferenser. 4
2 Genomförande Utredningen har baserats på en sökning i den vetenskapliga litteraturen och kontakter med aktiva forskare inom området. Litteratursökningen genomfördes i sju olika naturvetenskapliga och tekniska referensdatabaser, med fokus på Science Citation Index. Utöver dessa databaser utnyttjades även en intern referensdatabas. I första hand har underlag valts ut som har publicerats i vetenskapliga tidsskrifter, efter sedvanlig förhandsgranskning av kvalitet och utförande. Svenska och utländska myndighetsrapporter som innehåller primära mätdata har även beaktas. Dessa urvalsprinciper har tillämpats i syfte att öka trovärdigheten i utredningsresultat och slutsatser, liksom användbarheten för beställaren. Genom att söka litteratur via flera olika databaser, citat i artiklar och direkt genom personliga kontakter så ökar säkerheten i att identifiera allt relevant underlag. Det är alltså osannolikt att någon vetenskaplig artikel av betydelse har missats. Konferenspresentationer och olika rapporter (s.k. grå litteratur ) är inte sökbar i samma utsträckning. Det är dock min bedömning att täckningen är god beträffande europeiska myndighetsrapporter, eftersom dessa har kunnat sökas indirekt bl.a. genom referenser i olika EU-dokument. Angivelser av dioxinhalter i olika avfallsmaterial återfinns i fler artiklar och rapporter än de som citeras här. Dessa angivelser är då antingen referenser till andra källor eller så kan ursprunget inte klarläggas. Utredningsresultaten har redovisats så att det ska framgå vilka mätresultat som är tillämpliga på den svenska situationen. Ett antal mätningar som omnämns har inte redovisats mer ingående, men då anges även orsaken för detta. Eftersom det primära mätunderlaget är begränsat så presenteras även några äldre undersökningsresultat, som jämförelse och bakgrundsinformation. I tabell 1 redovisas de undersökningar som har identifierats som relevanta för uppdraget. Undersökningsresultat saknas helt vad avser hushållsavfall från Sverige och de övriga skandinaviska länderna. Tabell 1 Undersökningar med primära mätdata avseende dioxiner i hushållsavfall Land och år Källa Storbritannien: 1996 (Collings och Van-Santen 1996) Tyskland: 1991, 1992 och 1995 (Lahl et al. 1991, Johnke och Stelzner 1992, Wilken et al. 1992, Hutzinger et al. 1995) Spanien: 2000 och 2002 (Abad et al. 2000, Abad et al. 2002) Mätresultaten redovisas i viss mån olika i olika undersökningar. Analyserna av PCDD/PCDF har dels redovisats kongenspecifikt, dels som s.k. TCDD-ekvivalenter. TCDD-ekvivalenter eller TEQ (toxic equivalents) är ett viktat medelvärde av de giftigaste kongenerna, men viktningsförfarandet har förändrats över tiden (Eadon et al. 1986, Safe 1987, NATO 1988, van den Berg et al. 1998, Dyke och Stratford 2002). I föreliggande redovisning sammanfattas resultaten som s.k. internationella TCDD-ekvivalenter (I-TEQ) och är därmed jämförbara med siffrorna i rapporten Förbränning av avfall: En kunskapssammanställning om dioxiner (Ahlgren och Marklund 2001). 5
Giftiga s.k. co-plana kongener av PCB (polyklorerade bifenyler) ingår inte i redovisningen, eftersom mätresultat för dessa saknas i de flesta av undersökningarna. PCB ingår inte heller i beräkningen av I-TEQ (NATO 1988). I några fall, när omräkning inte har varit möjlig, har resultat redovisats enligt det tidigare tyska viktningsförfarandet från BGA ( Bundesgesundheitsamt ) och UBA ( Umweltbundesamt ). I de flesta sammanhang är mätvärden för miljöföroreningar skevt fördelade. Det innebär att huvuddelen av mätetalen ligger på en ganska låg nivå, men några enstaka sticker iväg uppåt. Det vanliga medelvärdet påverkas kraftigt av de enstaka avvikarna uppåt, och ibland används istället det mittersta värdet, medianen, för att beskriva haltnivån. Ofta anges spridningen bara som max- och minvärde. En skattning av massflödet av dioxiner måste dock utgå från medelhalten i avfallsmaterialet. Några av undersökningarna ger underlag för att skatta osäkerheten i den beräknade medelhalten. Beräkningen har gjorts med återsampling (en typ av simulering). Metoden beskrivs i bilaga A. 6
3 Undersökningsresultat Hushållsavfall är inte ett homogent material och sammansättningen varierar påtagligt, både mellan olika länder och över tiden. Dessa förutsättningar måste finnas med vid bedömning av de fåtaliga mätningar som är tillgängliga. Svårigheten att översätta resultaten till svenska förhållanden diskuteras i slutet av rapporten. 3.1 Norden Inga undersökningar av dioxinhalter i normalt hushållsavfall finns redovisade ifrån Sverige eller de övriga nordiska länderna. Analyser av förorenat avfall (klorfenolhaltiga impregneringsmedel) finns rapporterade i litteraturen, men dessa kan ej anses relevanta i sammanhanget (Assmuth och Vartiainen 1994, Assmuth och Vartiainen 1995). 3.2 Övriga Europa Det finns bara två aktuella undersökningar som baserar sig på mätningar, en från Storbritannien (Collings och Van-Santen 1996) och en från Spanien (Abad et al. 2000, Abad et al. 2002). En tysk undersökning som baseras på balansberäkningar har även identifierats (Hutzinger et al. 1995). Resultaten från dessa tre undersökningar redovisas nedan. Ytterligare en rapport finns publicerad som avser massbalanser (Giugliano et al. 2002). Angivna halter i hushållsavfallet baseras dock helt på sekundära data. Bristen på aktuella data gör att även tidigare undersökningar i Tyskland redovisas som jämförelse (Lahl et al. 1991, Johnke och Stelzner 1992, Wilken et al. 1992). 3.2.1 Storbritannien En relativt ny undersökning som utfördes av AEA Technology redovisar resultat från analyser av hushållsavfall från tre platser som valdes för att spegla regionala och socioekonomiska skillnader samt olika insamlingssystem (Collings och Van-Santen 1996). Först plocksorterades bulkprovet (ca 5 ton från varje område), därefter delades delproven frystorkades och maldes. Olika delprov gick sen vidare till kemisk analys (sammanlagt 21 prov och 6 duplikat) vid tre olika laboratorier. Halterna i hushållsavfallet som helhet ( whole waste ) redovisas variera mellan 3.1-13 ng I-TEQ/kg TS. Den brittiska undersökningen rapporterade även halter för sju PCB kongener i intervallet 12-90 µg/kg TS. Rapporterade halter kan dock inte tjäna som underlag för att beräkna TEQ enligt av WHO rekommenderat förfarande (van den Berg et al. 1998). Ingen av de analyserade fraktionerna föreföll att ha en markant högre eller lägre föroreningsgrad, och inte heller några regionala skillnader kunde iakttas. Fukthalten varierade mellan 30-46%. Ett avvikande och sannolikt felaktigt analysvärde uteslöts av undersökarna vid beräkning av medelvärde. Medianvärde beräknat på alla övriga rapporterade analysresultat är 5.9 ng I-TEQ/kg TS och motsvarande medelvärde är 6.8 ng I-TEQ/kg TS. Varje redovisat analysresultat har då inkluderats dels med halten beräknad på detekterade kongener, dels med halten plus detektionsgränsen för de kongener som inte kunde detekteras. Osäkerheten i bestämningen av medelvärdet har skattats med återsampling: Medelhalten i de undersökta hushållsavfallen ligger med 95% säkerhet i intervallet 5.3-8.5 ng I-TEQ/kg TS. 7
3.2.2 Dioxin-balans för Hamburg och tidigare tyska undersökningar 1995 genomfördes under ledning av prof. Otto Hutzinger en kartering och beräkning av förekomst och flöden av dioxiner i Hamburg (Hutzinger et al. 1995). Undersökningen baserade sig både på direkta mätningar och beräkningar utifrån litteraturdata. I undersökningen ingick även flödena och sammansättningen av hushållsavfall. Beräkningen resulterade i en dioxinhalt på 45 ng I-TEQ/kg i hushållsavfallet, vilket som rapportförfattarna konstaterade är i överensstämmelse med tidigare angivna litteraturvärden. Finfraktionen identifierades som bärare av i stort sett hela föroreningsmängden (>95%). Tre tidigare tyska undersökningar redovisar dioxinhalter i hushållsavfall. En av dessa omfattar två prov och anger för dessa 30 respektive 41 ng BGA-TEQ/kg (Lahl et al. 1991). Resultatredovisningen i artikeln medger inte omräkning till I-TEQ. Den andra undersökningen anger ett beräknat intervall på 11-255 ng I-TEQ/kg TS utifrån produktanalyser och antagen sammansättning (Johnke och Stelzner 1992), medan den tredje undersökningen baseras på ett 70-tal analyser av prov från 80-talet (Wilken et al. 1992). Medelhalten i avfallet var enligt denna senare undersökning 50 ng I-TEQ/kg. Spridningen kan inte beräknas eftersom det inte framgår hur de olika provfraktionerna sammanvägts. I redovisningen gjordes även en jämförelse med prover från början av 1990-talet med lägre halter. De granskade undersökningarna tyder på att dioxinhalten i det tyska avfallet var runt 50 ng I- TEQ/kg i slutet av 1980- och början av 1990-talet. Underlaget ger dock inte underlag för en självständig utvärdering av primära analysdata eller osäkerheten i redovisade medelhalter. 3.2.3 Spanien De senaste publicerade undersökningarna av dioxiner i hushållsavfall kommer från Spanien (Abad et al. 2000, Abad et al. 2002). Det är inte osannolikt att det spanska avfallet skiljer sig mer från den svenska situationen än förhållandena i Storbritannien och Tyskland, men å andra sidan liknar det spanska livsmönstret nu alltmer vad som gäller i resten av Europa som en följd av bl.a. integrationen av handel, varor och produkter inom EU. Den spanska undersökningen omfattar sammanlagt 22 prov som har tagits ut i 8 omgångar under en 12 månadersperiod (1998-99), samt en uppföljning med ytterligare 18 analyser av tre prov uttagna under en månad år 2000. Proven var på 2000 eller 8000 kg som sedan delades ner till 25 kg. Undersökningen ingick som en del i en massbalansberäkning för en avfallsförbränningsanläggning utrustad med modern rökgasrening. Provtagningen av avfallet identifierades som en av de största felkällorna i undersökningen. De uppmätta dioxinhalterna i mottagna avfallet varierade mellan 1.5-87 ng I-TEQ/kg. Det anges inte specifikt, men av beräkningarna framgår att halten avser våtvikt. Medianvärdet för samtliga 11 provomgångar (1998-2000) uppgick till 3.5 ng I-TEQ/kg och medelvärdet till 10 ng I-TEQ/kg. Osäkerheten i bestämningen av medelvärdet har skattats med återsampling: Medelhalten i det undersökta hushållsavfallet ligger med 95% säkerhet i intervallet 3.5-25 ng I-TEQ/kg. Massbalansberäkningarna visade att under den första och sista provomgången så destruerades mer dioxiner än det som tillfördes. Under de övriga nio provperioderna så gav anläggningen däremot ett nettotillskott av dioxiner. Undersökarna valde då att inte göra någon åtskillnad mellan emissioner till luft och dioxiner i aska och slagg. Detta betraktelsesätt överensstämmer inte med hur vi nu ser på dessa frågor i Sverige. RVF:s utredningen Förbränning av avfall visade att dioxiner i rökgasreningsrester och slagg är mycket hårt bundna och att riskerna för att de ska kunna laka ut är mycket små (Ahlgren och Marklund 2001). 8
3.3 Nordamerika Två amerikanska forskare, Chern & Bozzelli har vid flera olika konferenser hållit ett föredrag med titeln Mass balance analysis on PCDD/F in waste incineration: Do modern MSW incinerators destroy more PCDD/F than produce? (Chern och Bozzelli 2002). Mätdata hänför sig dock till sekundära källor och verkar i slutänden helt utgå ifrån en av de tidigare nämnda tyska undersökningarna (Wilken et al. 1992). Resultat från tidigare undersökningar i Kanada är inte utvärderingsbara eftersom halterna redovisas som summa PCDD respektive PCDF (NITEP 1988). 3.4 Övriga avfallsmaterial I bilaga B redovisas en sammanställning av litteraturreferenser avseende dioxininnehåll i kompost och rötslam. En undersökning avseende komposterat källsorterat hushållsavfall och matavfall som genomfördes i Norge 1997 visade på en medelhalt av 4.4 ng I-TEQ/kg TS (Paulsrud et al. 1997a). Både lägre och högre halter har rapporterats från andra länder. En nyligen publicerad litteraturöversikt anger normalhalten av dioxiner i rötslam internationellt till intervallet 20-80 ng I-TEQ/kg TS (Jones och Sewart 1997). De undersökningar som har genomförts under senare år i Sverige, Norge och Danmark visar på medelhalter i intervallet 11-14 ng I-TEQ/kg TS (Paulsrud et al. 1997b, Hansen 2000, Svensson 2002). 9
4 Förslag till fortsatt arbete Inga undersökningar avseende förekomst av dioxiner i svenskt hushållsavfall har påträffats i litteraturen. I Europa har endast två större undersökningar redovisats efter 1995. Undersökningar av andra avfallsmaterial visar att den allmänna föroreningsnivån i de skandinaviska länderna är lägre än i en stor del av övriga Europa. Detta torde därför även avspeglas i det svenska hushållsavfallet. Det svenska systemet för källsortering, med olika behandlingsalternativ, gör det ändock svårt att direkt översätta resultat från andra länder och säkert uttala sig om dioxinnivån i svenskt hushållsavfall. En undersökning av förekomsten av dioxiner i svenskt hushållsavfall skulle ge ett underlag för en fördjupad utvärdering av miljöpåverkan med olika behandlingsmetoder. Det är väsentligt att en sådan undersökning planeras så att resultatet dels kan beskriva den variation som finns inom och mellan olika avfallsfraktioner, dels kan ange mått på osäkerheten i de mätresultat som framkommer. Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt planeringen av provtagning, analys och datautvärdering, samt kopplingen däremellan. A. Provtagning bör utföras enligt en väldokumenterad metod. B. De kemiska analyserna bör utföras av ett ackrediterat laboratorium. C. Provtagningsplanering och datautvärdering bör ske med statistisk metodik. Redovisade undersökningar har enbart beaktat dioxinhalten uttryckt som I-TEQ. EU s vetenskapliga livsmedelskommitté har emellertid rekommenderat att även dioxinlika PCB ska ingå i riskbedömningen (European Commission 2001). En undersökning av dioxinförekomst i svensk hushållsavfall bör därför omfatta även dioxinlika PCB (12 st kongener). 10
5 Källor E. Abad, M. A. Adrados, J. Caixach, B. Fabrellas, J. Rivera, Dioxin mass balance in a municipal waste incinerator Chemosphere 40, 1143-1147 (2000). E. Abad, M. A. Adrados, J. Caixach, J. Rivera, Dioxin abatement strategies and mass balance at a municipal waste management plant Environmental Science & Technology 36, 92-99 (2002). N. Ahlgren, S. Marklund, Förbränning av avfall - en kunskapssammanställning om dioxiner Rapport 01:13 (Svenska Renhållningsverksföreningen, 2001). T. Assmuth, T. Vartiainen, Concentrations of 2,3,7,8-Chlorinated Dibenzo-P-Dioxins and dibenzofurans at landfills and disposal sites for chlorophenolic wood preservative wastes Chemosphere 28, 971-979 (1994). T. W. Assmuth, T. Vartiainen, Analysis of toxicological risks from local contamination by PCDDs and PCDFs: Importance of isomer distributions and toxic equivalents Chemosphere 31, 2853-2861 (1995). D. Buckley-Golder, Compilation of EU dioxin exposure and health data (European Commission DG Environment, 1999). H. T. Chern, J. W. Bozzelli, Mass balance analysis on PCDD/F in waste incineration: Do modern MSW incinerators destroy more PCDD/F than produce? Preprints of Extended Abstracts presented at the ACS National Meeting, American Chemical Society, Division of Environmental Chemistry 42, 279-283 (2002). A. Collings, A. Van-Santen, A preliminary assessment of trace organic compounds in household waste Rapport CWM 133/95 (Department of Environment, 1996). R. B. Dean, Use of log-normal statistics in environmental monitoring i Chemistry in water reuse W. J. Cooper, Red. (Ann Arbor Science, Ann Arbor, 1981), vol. 1, pp. 245-258. M. R. Dudzinska, J. Czerwinski, PCDD/F levels in sewage sludge from MWTP in southeastern Poland Organohalogen Compounds 57, 305-308 (2002). P. H. Dyke, J. Stratford, Changes to the TEF schemes can have significant impacts on regulation and management of PCDD/F and PCB Chemosphere 47, 103-116 (2002). G. Eadon et al., Calculation of 2,3,7,8-TCDD equivalent concentrations of complex environmental contaminant mixtures Environmental Health Perspectives 70, 221-227 (1986). B. Efron, R. J. Tobshirani, An introduction to the bootstrap (Chapman and Hall, 1983). B. D. Eitzer, W. A. Iannucci-Berger, G. Mark, C. Zito, Fate of toxic compounds during composting Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 58, 953-960 (1997). 11
Y. Eklind et al., Chemical characterization of source-separated organic household wastes Swedish Journal of Agricultural Research 27, 167-178 (1997). E. Eljarrat, J. Caixach, J. Rivera, Effects of sewage sludges contaminated with polychlorinated dibenzo-p-dioxins, dibenzofurans, and biphenyls on agricultural soils Environmental Science & Technology 31, 2765-2771 (1997). E. Eljarrat, J. Caixach, J. Rivera, Decline in PCDD and PCDF levels in sewage sludges from Catalonia (Spain) Environmental Science & Technology 33, 2493-2498 (1999). E. Eljarrat, J. Caixach, J. Rivera, Evaluation of dioxin contamination in sewage sludge discharges on coastal sediments from Catalonia, Spain Water Research 35, 2799-2803 (2001). M. Engwall, B. Brunström, C. Näf, K. Hjelm, Levels of dioxin-like compounds in sewage sludge determined with a bioassay based on EROD induction in chicken embryo liver cultures Chemosphere 38, 2327-2343 (1999). M. Engwall, A. Schnürer, Fate of Ah-receptor agonists in organic household waste during anaerobic degradation - estimation of levels using EROD induction in organ cultures of chicken embryo livers The Science of the Total Environment 297, 105-108 (2002). EPA, Exposure analysis for dioxins, dibenzofurans, and co-planar polychlorinated biphenyls in sewage sludge. Draft. (U.S. Environmental Protection Agency, 2002). European Commission, Opinion of the Scientific Committee on Food on the risk assessment of dioxins and dioxin-like PCBs in food Rapport CS/CNTM/DIOXIN/20 final (European Commission, Health & Consumer Protection Directorate-General, 2001). European Commission, Dioxins and other POPs in by-products, recyclates and wastes and their potential to enter the food chain - stage II (Joint Research Centre, Environment Institute, Soil & Waste Unit, 2002). H. Fiedler, O. Hutzinger, K. Welsch-Pausch, A. Schmiedinger, Evaluation of the occurrence of PCDD/PCDF and POPs in wastes and their potential to enter the foodchain (University of Bayreuth, 2000). M. Giugliano, S. Cernuschi, M. Grosso, R. Miglio, E. Aloigi, PCDD/F mass balance in the flue gas cleaning units of a MSW incineration plant Chemosphere 46, 1321-1328 (2002). G. Grossi, J. Lichtig, P. Krauss, PCDD/F, PCB and PAH content of Brazilian compost Chemosphere 37, 2153-2160 (1998). H. Hagenmaier et al., Analysis of sewage-sludge for polyhalogenated dibenzo-p-dioxins, dibenzofurans, and diphenylethers Chemosphere 25, 1457-1462 (1992). E. Hansen, Substance flow analysis for dioxins in Denmark Rapport Environmental Project No. 570 (Danish Environmental Protection Agency, 2000). 12
O. Hutzinger et al., Dioxin-Bilanz für Hamburg Rapport Hamburger Umweltberichte 51/95 (Freie und Hansestadt Hamburg, Umweltbehörde (Hrsg.), 1995). B. Johnke, E. Stelzner, Results of the German dioxin measurement program at MSW incinerators Waste Management & Research 10, 345-355 (1992). K. C. Jones, A. P. Sewart, Dioxins and furans in sewage sludges: A review of their occurrence end sources in sludge and of their environmental fate, behavior, and significance in sludge-amended agricultural systems Critical Reviews in Environmental Science and Technology 27, 1-86 (1997). M. Koch, W. Knoth, W. Rotard, Source identification of PCDD/Fs in a sewage treatment plant of a German village Chemosphere 43, 737-741 (2001). T. Krauss, P. Krauss, H. Hagenmaier, Formation of PCDD PCDF during composting Chemosphere 28, 155-158 (1994). U. Lahl, M. Wilken, B. Zeschmarlahl, J. Jager, PCDD PCDF balance of different municipal waste management methods Chemosphere 23, 1481-1489 (1991). H. Langenkamp, P. Part, Organic contaminants in sewage sludge for agricultural use (European Commission, Joint Research Centre, Institute for Environment and Sustainability, 2001). T. A. Malloy, T. D. Goldfarb, M. T. J. Surico, PCDDs, PCDFs, PCBs, chlorophenols (CPs) and chlorobenzenes (CBzs) in samples from various types of composting facilities in the United States Chemosphere 27, 325-334 (1993). M. S. McLachlan, M. Horstmann, M. Hinkel, Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in sewage sludge: Sources and fate following sludge application to land Science of the Total Environment 185, 109-123 (1996). NATO, International toxicity equivalence factors (I-TEF) method of risk assessment for complex mixtures of dioxins and related compounds. Pilot study on international information exchange on dioxins and related compounds Rapport 176 (North Atlantic Treaty Organisation, Committee on Challenges of Modern Society., 1988). NITEP, Environmental characterization of mass burning incinerator technology at Quebec city Rapport EPS 3/UP/5 (Environment Canada, 1988). B. Paulsrud, K. T. Nedland, A. Wien, Miljøgifter i norsk kompost og husdyrgjødsel Rapport TA-1474 (Statens Forurensningstilsyn, 1997a). B. Paulsrud, K. T. Nedland, A. Wien, Organiske miljøgifter i norsk avløpsslam Rapport TA-1472 (Statens Forurensningstilsyn, 1997b). C. Rappe et al., PCDDs and PCDFs in municipal sewage sludge and effluent from POTW in the State of Mississippi, USA Chemosphere 36, 315-328 (1998). 13
S. Safe, Determination of 2,3,7,8-TCDD toxic equivalent factors (TEFs) - Support for the use of the invitro AHH induction assay Chemosphere 16, 791-802 (1987). A. Sewart, S. J. Harrad, M. S. McLachlan, S. P. McGrath, K. C. Jones, PCDD/Fs and non-o- PCBs in digested UK sewage sludges Chemosphere 30, 51-67 (1995). J. Stevens, N. J. L. Green, K. C. Jones, Survey of PCDD/Fs and non-ortho PCBs in UK sewage sludges Chemosphere 44, 1455-1462 (2001). A. Svensson, Miljögifter i avloppsslam - en studie omfattande 19 reningsverk i Västra Götaland Rapport 2002:39 (Länsstyrelsen Västra Götaland, Miljöskyddsenheten, 2002). I. Thornton et al., Pollutants in urban waste water and sewage sludge Rapport ISBN 92-894-1735-8 (Office for Official Publications of the European Communities, 2001). M. Tysklind, R. Andersson, C. Rappe, D. Stout, PCDDs and PCDFs in effluent and sludge from POTWs in North Carolina, USA Organohalogen Compounds 57, 345-347 (2002). C. Wahlberg, E-postmeddelande, 2002-11-13 (Stockholm Vatten). M. van den Berg, L. Birnbaum, A. T. C. Bosveld, B. Brunström, e. al, Toxic equivalency factors (TEFs) for PCBs, PCDDs, PCDFs for humans and wildlife Environmental Health Perspectives 106, 775-792 (1998). M. D. Webber et al., Monitoring and prioritisation of organic contaminants in sewage sludges using specific chemical analysis and predictive, non- analytical methods Science of the Total Environment 185, 27-44 (1996). J. Vikelsøe, Dioxins and primary pollutants in sewage sludge and harbour sludge Organohalogen Compounds 50, 488-491 (2001). M. Wilken, B. Cornelsen, B. Zeschmarlahl, J. Jager, Distribution of PCDD/PCDF and other organochlorine compounds in different municipal solid-waste fractions Chemosphere 25, 1517-1523 (1992). 14
Återsampling av mätdata Bilaga A De flesta statistiska metoder som beskrivs i litteraturen bygger på förutsättningen att mätdata är något så när normalfördelade. Inom det miljökemiska området är det vanligare med skeva fördelningar ( svans uppåt ) och då kan en s.k. lognormalfördelning ge en bättre beskrivning(dean 1981). För det mesta är dock den underliggande fördelningen okänd och antalet prov få. Ett okritiskt användande av endera av dessa standardfördelningar för att skatta osäkerheter och hypotesprövning kan då ibland få ganska orimliga konsekvenser. Under de senaste decennierna har en ny beräkningsintensiv teknik, återsampling eller bootstrapping, introducerats som möjliggör att många statistiska frågeställningar kan bearbetas genom simuleringar utifrån tillgängliga mätdata 1. Därmed undviks problemen kring valet av frekvensfördelning och dessutom är hela beräkningsgången enklare att förklara. Återsampling/bootstrapping har beskrivits ingående av Efron (Efron och Tobshirani 1983). Det finns ett antal varianter på återsampling/bootstrapping. Efrons percentil-metod med och utan korrigering för systematisk avvikelse (bias) är en av dessa: Percentil-metoden för återsampling är enkel att tillämpa och praktiskt går det till enligt följande: 1. Ett prov dras slumpmässigt från de aktuella mätdata och proceduren upprepas tills antalet prov är lika med det ursprungliga. Det valda provet läggs tillbaka varje gång. Ett enstaka prov kommer därför att ibland representeras flera gånger i det nya provurvalet och ibland inte alls. 2. Medelvärdet (och vad man övrigt kan önska) beräknas för det nya provurvalet. 3. Steg 1-2 upprepas ett stort antal gånger (10000-100000). Dessa 10000-tals skattningar av medelvärdet ger den nya referensfördelningen och konfidensgränserna anges som percentiler för denna. Den korrigerade metoden fungerar likartat men med en korrektionsfaktor om de ursprungliga mätdata är skevt fördelade. Det är lätt att förstå och använda återsampling. Risken för fel pga avvikelser från antaganden om en bestämd frekvensfördelning är också mindre. Metoden kan tillämpas för de flesta typer av statistiska test. Nackdelen är möjligtvis behovet av beräkningskapacitet, men med utvecklingen av moderna persondatorer så är det egentligen inte längre något problem. 1 Namnet bootstrapping kommer från berättelsen om hur baron von Münchhausen tog sig upp ur ett kärr genom att lyfta sig själv i stövel-stropparna. 15
Bilaga B Litteraturreferenser avseende andra avfallsmaterial Kompost I en aktuell svensk undersökning har redovisats hur dioxinlika ämnen omsätts vid rötning (Engwall och Schnürer 2002). I undersökningen användes källsorterat organiskt avfall från Uppsala (Eklind et al. 1997). Innan rötningsförsöken påbörjades så innehöll den organiska avfallsfraktionen (efter behandling med svavelsyra) 0.3 ng bio-teq/kg TS. Bio-TEQ kan inte direkt översättas i I-TEQ, men haltangivelsen ovan kan ses som indikativ på nivån av dioxinlika ämnen i den specifika avfallsfraktionen. Statens Forurensningstilsyn i Norge redovisade 1997 en undersökning med sammanlagt 9 prov avseende komposterat källsorterat hushållsavfall och matavfall (Paulsrud et al. 1997a). Variationsintervallet var 0.49-12 ng I-TEQ/kg TS, med ett medianvärde på 3.7 och ett medelvärde på 4.4 ng I-TEQ/kg TS. Resultat har även publicerats från flera andra länder, både inom och utom Europa (Lahl et al. 1991, Malloy et al. 1993, Krauss et al. 1994, Eitzer et al. 1997, Grossi et al. 1998, Abad et al. 2000). Halterna har i många fall varit högre än vad som rapporterades i de båda undersökningarna från Sverige och Norge. Rötslam I en nyligen presenterad undersökning av 19 reningsverk i Västra Götaland varierade dioxinhalterna i intervallet 1.0-65 ng I-TEQ/kg TS, med ett medianvärde på 5.0 och medelvärde på 11 ng I-TEQ/kg TS (Svensson 2002). Variationsintervallet täcker även in de slamprov från bl.a. Malmö, Lund och Stockholm som har analyserats under senare år (Svensson 2002, Wahlberg 2002). Spridningen avviker inte hellre markant från en undersökning där bio-teq redovisades (Engwall et al. 1999). Statens Forurensningstilsyn i Norge redovisade 1997 en undersökning av 8 reningsverk där medelhalten var 11 ng I-TEQ/kg TS (Paulsrud et al. 1997b). En aktuell undersökning från Danmark redovisar ett medelvärde för 38 slamprov på 14 ng I-TEQ/kg TS (Hansen 2000, Vikelsøe 2001). Undersökningar har även utförts i flera europeiska länder och i Nordamerika (Hagenmaier et al. 1992, Sewart et al. 1995, McLachlan et al. 1996, Webber et al. 1996, Eljarrat et al. 1997, Rappe et al. 1998, Eljarrat et al. 1999, Eljarrat et al. 2001, Koch et al. 2001, Stevens et al. 2001, Dudzinska och Czerwinski 2002, EPA 2002, Tysklind et al. 2002). En nyligen publicerad litteraturöversikt anger normalhalten internationellt till intervallet 20-80 ng I- TEQ/kg TS (Jones och Sewart 1997). 16
Rapporter från RVF 2003 2003:01 Rening av lakvatten i markbaserade växtsystem. Vägledning vid dimensionering 2003:02 Karakterisering av lakvatten med Nitocra Spinipes 2003:03 Karakterisering av dioxininnehåll i avfall - en litteratursammanställning (RVF-Rapport) RVF - Svenska Renhållningsverksföreningen och RVF Service AB. Prostgatan 2, 211 25 Malmö. Tel 040-35 66 00. Fax 040-35 66 26. Hemsida www.rvf.se E-post office@rvf.se