Antimon Nytt fokus på gammelt element

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Antimon Nytt fokus på gammelt element"

Helle Lund
9 år siden
Visninger:

1 Antimon Nytt fokus på gammelt element Gudny Okkenhaug Norges Geotekniske Institutt (NGI) Universitetet for Miljø og Biovitenskap (UMB), Institutt for Plante og Miljø Miljøringen Temamøte, Bergen juni 2013

2 ANTIMON (Sb) I PERIODESYSTEMET Metalloid

3 Historisk Elektronisk utstyr (flammehemmer) Other uses 20 % Batteries & alloys 20 % Bruk av antimon Flame retardants 60 % Tekstiler (flammehemmer) Ammunisjon (gjør bly hardere) PET flasker (katalysator)

4 Antimony production Stibnite (Sb 2 S 3 ) Source: U.S. Geological Survey 2004

5 Naturlig bakgrunnskonsentrasjon Sb: Jord: <1 mg/kg Ferskvann: < 1μg/L Avfallsforskriften Kap. 9 (deponering), vedlegg II: Strenge krav til utlekking av Sb fra avfall som skal deponeres Priority Pollutant (USEPA, EU) Ikke essensielt element for organismer. Mennesker: - Akutt giftig - Sb(III): antatt kreftfremkallende - Drikkevannsnorm: 5 µg/l Vannlevende organismer: Lite data. EC 50 verdier:2 - >1000 mg/l Jordorganismer: Lite data. EC 50 verdier:70 >1000 mg/kg. Planter: Liten giftighet. EC 50 verdier: mg/kg

6 ANTIMON SPESIERING Forekommer under naturlige miljøforhold som Sb(III): Sb(OH) 3 Sb(V): Sb(OH) 6 - Scheinost et al. 2006, Geochimica

7 ANTIMON - MOBILITET I MILJØET Leirmineraler Sjikt-silikater med stor overflate Negativt ladet Gode sorbenter for kationer (Pb 2+, Cu 2+ ) Liten affinitet for Sb(OH) 6 - Naturlig organisk material Store molekyl med reaktive funksjonelle grupper Negativt ladet ved nøytral-sur ph Gode sorbenter for kationer Lower ph Liten affinitet for Sb(OH) - 6 Sb(OH) 6 - Fe/Mn oksider Amfotærisk egenskaper (ladning avhengig av ph) Gode sorbenter for kationer og anioner (avhengig av ph) Higher ph Pb Cu Zn SEM Photo: USGS Sparks, 1999, Soil Physical Chemistry

nøytral-sur ph Gode sorbenter for kationer Lower ph Liten affinitet for Sb(OH) - 6 Sb(OH) 6 - Fe/Mn oksider Amfotærisk egenskaper

8 ANTIMON - LIVSLØP Sb mining & Processing Products & use Waste & end of life Compartments Effects Sb 2 S 3 Flame retardants Recycling New Products Air Biota Processing Tailings Waste rock Textiles Plastics Alloys Waste to energy Landfill Shooting ranges Flyash Bottom ash Emissions Effluents Water Soil Humans

Biota Processing Tailings Waste rock Textiles Plastics Alloys Waste to

9 XIKUANGSHAN, HUNAN (CHINA) Verdens største Sb-gruveområde Stibnite (Sb 2 S 3 ) Lengshiujiang: The City of Antimony

10 GRUVERELATERT Sb-FORURENSNING Waste rock/tailings Tailing dams Vegetable garden Downstream paddy field

11 GRUVERELATERT FORURENSNING Sb I JORD OG PLANTER Sb konsentrasjoner i jord Utlekking av Sb fra jord (med vann) Sb concentration in soil mg/kg Boehmeria nivea (L.)Gaudich (nettel family) 4029 mg Sb/kg Farlig avfall 350 Forurensning av antimon i 300 (aktive) gruveområder 250 Water extractable Sb(V) (mg kg -1 ) representerer en alvorlig risiko for miljø og mennesker Tilstandsklasse 5 0 Arachis hypogaca L. (peanut), 314 mg Sb/kg Grenseverdi for utlekking Deponi for farlig avfall Okkenhaug et al. Environmental Pollution, 2011

)Gaudich (nettel family) 4029 mg Sb/kg 6000 4000 2000 0 400 Farlig avfall 350 Forurensning av antimon i 300 (aktive) gruveområder 250 Water

12 GRUVERELATERT FORURENSNING OPPTAK AV Sb I RISPLANTER Soil concentration: 1562 mg Sb/kg Average Shoot concentrations: Sb: 11.5 mg/kg Fe-plaque on roots = Fe oxyhydroxides (release of oxygen from roots to rhizosphere): Sb: g Sb /kg Fe Average Root concentrations (excluding Feplaque): Sb: 515 mg/kg Okkenhaug et al. Environmental Science & Technology, 2012

5 mg/kg Fe-plaque on roots = Fe oxyhydroxides (release of oxygen from roots to

13 Sb-FORURENSNING RELATERT TIL SKYTEFELT/SKYTEBANER Feltskytebaner Photo: FFI Basis skytebaner Skytevoll Photo: Forsvarsbygg Photo: FFI 60% Pb 30% Cu 8% Sb Kulene forvitrer avhengig av overflate, nedbør, tilgang til oksygen, ph,

Photo: Forsvarsbygg Photo: FFI 60% Pb 30% Cu 8% Sb

14 PROBLEMOMFANG militære skytefelt/skytebaner i Norge Eier: Forsvarsbygg > 1000 sivile skytebaner i Norge Skiskytebaner? NOU 2004: 27 Mange nedlagte militære skytefelt skal ryddes opp og avhendes.

15 OPPRYDNING AV FORURENSET SKYTEFELTJORD - UTFORDRINGER Høy utlekking av Sb fra skytefeltjord Utlekking ved ristetest (L/S 10) Prøve ID Cu mg/kg Pb mg/kg Sb mg/kg Zn mg/kg Bane 6-bak 200m 0,89 6,08 3,67 0,595 Bane 6- innslag 100m 0,17 3,82 4,98 0,157 Bane 17- voll 0,175 0,37 4,4 0,0746 Sjakt 2 0,407 0,609 2,76 0,0774 Gansrød 0,37 2,36 11,7 COncentration of Sb tot [mg/l] Water to solid ratio [l/kg] Bardu 0,607 3,32 13,7 0,0782 Tren 27 0,79 0,835 1,87 1,43 Terb 12 0,447 3,72 27,2 0,143 Rena 1 0,0843 1,58 8,17 0,0326 Rena 3 0,283 2,45 9,95 0,0608 Utlekking overskrider kriteriet for farlig avfallsdeponi Utlekking overskrider kriterier for ordinært avfallsdeponi, men tilfredsstiller farlig avfallsdeponi Utlekking overskrider kriterier for inert avfallsdeponi, men tilfredsstiller ordinært avfallsdeponi Utlekking ved kolonnetest

16 STABILISERING AV SKYTEFELTJORD Jernbaserte sorbenter Ferrix-3 (Fe 2 (SO 4 ) 3 ) COncentration of Sb tot [mg/l] No sorbent Fe0 Fe(OH) Water to solid ratio [l/kg] Gode resultater i lab og felt. Okkenhaug et al. Environmental Science & Technology, 2013

17 ANTIMON I ASKE FRA AVFALLSFORBRENNING wikipedia.no

18 MOBILITET AV Sb I BEHANDLET FLYVEASKE 1000 Sb(V) concentration (µg L -1 ) % av flyveasken fra Skandinavia behandles ved NOAH, Langøya. WHO Sb drinking FA-1 (Treatment 1) FA-2 (Treatment 1) FA-1 (Treatment 2) FA-2 (Treatment 2) water guideline 10 (20 µg/l) Time (d) Okkenhaug et al., Journal of Hazardous Material, 2012

WHO Sb drinking FA-1 (Treatment 1) FA-2 (Treatment 1) FA-1 (Treatment 2) FA-2 (Treatment

19 Oppsummering (eller: minimumskunnskap om Sb for en «miljøringer») Elektronisk utstyr (flammehemmer) Ammunisjon? Priority Pollutant (USEPA, EU) Sb Lower ph Higher ph Scheinost et al. 2006, Geochimica Viktige sorbenter: Fe-(hydr)oksider

Like dokumenter

Oppførsel og mobilitet av antimon (Sb) i jord

Oppførsel og mobilitet av antimon (Sb) i jord Gudny Okkenhaug Norges Geotekniske Institutt (NGI) Institutt for Plante og Miljø, UMB Innhold Bakgrunn (bruk, giftighet, grenseverdier) Forekomst i jord Mobilitet