Oppdragsnavn/dokumentnavn: Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Oppdragsgiver: NRF Oppdragsgivers referanse: Håkon Jentoft Ekstrakt: REVISJONSKODER: (Se spesifikasjon KNE01-JS-0001) K : Intern arbeidsutgave A : Utgave for intern tverrfaglig kontroll (IDK) B : For kommentar hos oppdragsgiver C : For anbud- / tilbudsforespørsel D : For kontrakt E : For bygging/fabrikasjon/implementering/iverksettelse F : Som bygget, endelig utgave U : Utgått STATUSKODER: (Se spesifikasjon KNE01-JS-0001) 1 : Akseptert for angjeldende bruk 2 : Akseptert med kommentar 3 : Ikke akseptert 4 : Ikke gjennomgått. (mottatt for informasjon) Tilgjengelighet: Henvisning: Begrenset Utarbeidet av: Bente Rikheim UTGIVER OPPDRAGSGIVER E05 Endelig rapport BER EIK HAB B04 26.08.2004 For kommentar hos oppdragsgiver BER EIK HAB B03 23.02.2004 For kommentar hos oppdragsgiver BER EIK HAB B02 02.02.2004 For kommentar hos oppdragsgiver BER EIK HAB A01 15.01.2003 For intern tverrfaglig kontroll BER EIK HAB Rev. Dato Tekst Laget Sjekket Godkjent Sjekket Status Stikkord: prøvetaking bunnaske klassifisering Dokument- Nummer Oppdragsnummer Referansenummer 25687 Dokumentkode: RT Løpenummer: 0001 Revisjon: E05 ISBN: 82-8035-040-3 Side 1 av 34 HOVEDKONTOR Hoffsveien 13 Postboks 27 Skøyen N - 0212 Oslo Telefon: 22 06 18 00 Telefaks: 22 06 18 90 AVD. GJØVIK Strandgt. 13 A 2815 Gjøvik Telefon: 61 13 19 10 Telefaks: 61 13 19 11 AVD. BERGEN Damsgårdsveien 125 Postboks 3, Laksevåg N - 5847 Bergen Telefon: 55 34 81 50 Telefaks: 55 34 29 50 Organisasjonsnr. NO 945 469 277 http://www.energi.no t - O:\25600\87 NRF Mal\malbunnaske112004.doc
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 2 av 34 INNHOLD 1 INNLEDNING... 3 1.1 SAMMENDRAG AV SAMMENSTILLING AV RESULTATER FRA ANALYSER OG VURDERINGER AV BUNNASKE... 4 1.1.1 Sammensetning av bunnasken... 4 1.1.2 Utlekking... 7 1.1.3 Metoder for klassifisering av bunnasken... 8 1.1.4 Konklusjon... 10 2 OMFANG AV UNDERSØKELSENE... 11 3 PRINSIPP FOR PRØVETAKING... 12 4 HVOR OG NÅR SKAL PRØVETAKING UTFØRES... 14 5 GJELDENDE OG KOMMENDE STANDARDER... 16 6 PROSEDYRE... 18 6.1 PRØVETAKINGSPROSEDYRE... 18 6.1.1 Størrelse på delprøver, antall delprøver og hyppighet av uttak... 18 6.1.2 Prøvetakingsmetoder og prøvetakingsutstyr... 18 6.2 PRØVEBEHANDLING... 20 6.2.1 Blanding, kverning og sortering... 21 6.2.2 Fremstilling av laboratorieprøve... 21 6.3 OPPBEVARING OG MERKING... 22 6.4 ANALYSER... 22 6.4.1 Valg av analyselaboratorier... 22 6.4.2 Valg av analyseparametere... 22 7 BAKGRUNN FOR VALG AV METODER... 24 7.1 PRØVETAKINGSMETODER OG PRØVETAKINGSUTSTYR... 24 7.1.1 Hvor skal prøvene tas ut... 24 7.1.2 Fastsettelse av størrelse på delprøver, antall delprøver og hyppighet av uttak... 24 7.2 VALG AV OPPSLUTNINGSMETODE... 26 7.3 VALG AV ANALYSEPARAMETERE FOR ELEMENTSAMMENSETNING SAMT ORGANISKE FORBINDELSER... 27 7.4 UTLEKKINGSTESTER DEPONERBARHET... 28 8 REFERANSER... 29 RAPPORTMAL... 30 OPPLYSNINGER OM BEDRIFTEN /PRODUSENT AV BUNNASKEN... 30 OPPLYSNINGER OM DRIFTSFORHOLD VED PRODUKSJON AV BUNNASKEN SOM KLASSIFISERES... 30 PRØVER FOR UNDERSØKELSE AV KLASSIFISERING. OPPLYSNINGER OM PRØVETAKING OG PRØVEBEHANDLING.... 31 PRØVER FOR UNDERSØKELSER AV DEPONERBARHET. OPPLYSNINGER OM PRØVETAKING OG PRØVEBEHANDLING.... 32 ANALYSERESULTATER... 33
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 3 av 34 1 INNLEDNING I følge Forskrift om farlig avfall (FOR 2002-12-20 nr 1817), vedlegg 1-Den europeiske avfallslisten (EAL), kan bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg klassifiseres som farlig avfall dersom det inneholder farlige stoffer (Avfallskode 19 01 11). Det er derfor nødvendig å undersøke om bunnasken inneholder stoffer eller stoffblandinger med farlige egenskaper som overskrider grenseverdiene gitt i vedlegg 3 (kriterier som gjør avfall til farlig avfall) til forskriften (Miljøverndepartementet, 2003). Den 12. desember 2002 vedtok EU kriterier og prosedyrer for mottak av avfall på deponier. Dette vedtaket er nytt vedlegg II til forskrift om deponering av avfall (Miljøverndepartementet, 2002) og skal innlemmes i norsk lovverk innen 16. juli 2004. Vedlegget beskriver bla mottakskriterier av ulike avfallskategorier på deponier. Disse kriteriene er bla gitt som grenseverdier for utlekking (The council of the European Community, 2002). Det er pr. i dag ikke krav om at det skal gjennomføres utlekkingstester. Det er tidligere utarbeidet en rapport med sammenstilling av resultater fra analyser og vurderinger av bunnaske fra ulike avfallsforbrenningsanlegg i Norge (Kjelforeningen-Norsk Energi, 2003). Et sammendrag fra denne rapporten er gjengitt i kapittel 1.1. I rapporten konkluderes det med at det er lite trolig at bunnaske fra forbrenning av ordinært restavfall er farlig avfall. Sammenstillingen viser også at de metoder for prøvetakning og analyser som er gjort, spriker og til dels ikke er sammenlignbare. NRF ønsker derfor å utarbeide en mal for prøvetakning og tilhørende analyser for slagg (bunnaske) fra forbrenning av ordinært restavfall. Prøvetakningen og analysene skal utføres av NRFs medlemmer eller av eksterne prøvetakere. Undersøkelsene skal danne grunnlag for en felles rapport som oversendes SFT. Undersøkelsene skal danne grunnlag for klassifisering av bunnasken samt dokumentere utlekkingsegenskapene. Malen for prøvetakning og analyser er basert på de standarder som finnes på området, hovedsakelig Svensk Standard SS 18 71 16 og Nordtest metode NT ENVIR 004. Så langt det er mulig er det tatt hensyn til kommende europeiske standarder på området, men disse foreligger pr. i dag som foreløpige utgaver av tekniske rapporter og er ikke vedtatte. Denne malen er utformet slik at de europeiske standardene kan implementeres når disse blir vedtatt. Valg av prosedyrer er også gjort ut fra en sammenligning med de krav til kvalitetssikring av slaggrus som finnes i Sverige. Kvalitetsikringssystemet i Sverige er utarbeidet med hensyn på anvendelse av bunnasken og er derfor noe mer omfattende på enkelte punkter. Denne malen bør evalueres og eventuelt oppdateres eller revideres hvert 3. år. Det er også utarbeidet rapporteringsskjema som gjør det enkelt å sammenstille og sammenligne resultatene fra de ulike anleggene.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 4 av 34 1.1 SAMMENDRAG AV SAMMENSTILLING AV RESULTATER FRA ANALYSER OG VURDERINGER AV BUNNASKE Det er tidligere gjort en sammenstilling av de undersøkelser som er gjort av bunnasken fra utvalgte avfallsforbrenningsanlegg i Norge. Sammenstillingen med alle analysedata og vurderinger er gitt i egen rapport (Kjelforeningen-Norsk Energi, 2003). Under følger en oppsummering av analysedata, vurderinger samt konklusjon fra de tidligere undersøkelsene. Undersøkelsen omfatter følgende forbrenningsanlegg: Oslo kommunes anlegg på Klemetsrud (Oslo Ren) Bergensområdets Interkommunale Renovasjonsselskap (BIR) Trondheim Energiverks anlegg på Heimdal (HVS) Fredrikstad Vann, Avløp og Renovasjon (FREVAR) Tafjord Kraftvarmes forbrenningsanlegg i Ålesund (Tafjord) Energos (fem anlegg) Metodene i de undersøkelsene som er gjort varierer betydelig, både med hensyn på prøvetaking, prøvebehandling og analyseparametere. Alle de omhandlede anleggene har utført analyser av bunnasken med hensyn på tungmetaller. Antall og utvalg av prøve og metaller, oppslutningsmetode og analysemetode varierer imidlertid. FREVAR og HVS har analysert for PAH (EPA 16). Begge anleggene har analysert på eluater fra utlekkingstestene. HVS har også analysert på selve asken. FREVAR har i tillegg analysert for en del andre organiske forbindelser. Energos har analysert for en rekke organiske parametere. BIR har gjort to serier med utlekkingstester, både på L/S 2 og L/S 10. FREVAR har gjort utlekkingstester på L/S 10. HVS har gjort utlekkingstester etter en annen metode enn BIR og FREVAR og resultatene er dermed ikke nødvendigvis sammenlignbare. Energos har gjort utlekkingstester, men resultatene er ikke omtalt i denne rapporten. De øvrige anleggene har foreløpig ikke utført utlekkingstester. 1.1.1 Sammensetning av bunnasken 1.1.1.1 Metaller En sammenligning mellom innhold av metaller i bunnasken fra avfallsforbrenningsanleggene er gitt i Figur 1-1. Av figuren ser vi at alle bunnaskeprøvene har høyest innhold av bly, kobber og sink. Innholdet av disse tre metallene er over 1000 mg/kg for hvert metall. De øvrige metallene finnes i mindre konsentrasjoner, bortsett fra mangan og nikkel i bunnasken fra FREVAR og barium og mangan i bunnasken fra Energos. For noen av anleggene mangler analysedata for enkelte metaller. Dette vises da som null i Figur 1-1.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 5 av 34 Innhold av metaller i bunnaske 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Antimon Arsen Barium Bly Kadmium Krom Kobber Kobolt Kvikksølv Mangan mg/kg Nikkel Sink Thallium Vanadium Selen Tinn Oslo Kommune FREVAR BIR, 2002 BIR, 2003 HVS Tafjord Energos Figur 1-1. Elementsammensetning i bunnasken. 1.1.1.2 Organiske forbindelser Både HVS og FREVAR har undersøkt eluatene fra utlekkingstestene for PAH. I tilegg har FREVAR undersøkt eluatene fra utlekkingstestene for PCB (7), benzo(a)pyren og en rekke andre organiske forbindelser. Disse resultatene er imidlertid ikke behandlet videre da de ikke er utført på selve asken. HVS og Energos har undersøkt bunnasken for organiske forbindelser. HVS har undersøkt bunnasken for PAH (EPA 16) og det ble funnet lave konsentrasjoner. En prøve hadde en PAH-konsentrasjon på 0,6 mg/kg. De 29 øvrige prøvene viste en PAH-konsentrasjon under deteksjonsgrensen som er 0,3 mg/kg. Energos har undersøkt bunnasken for flere organiske forbindelser. Disse er gitt i Tabell 1-1, som er hentet fra Energos utredning Klassifisering av bunnaske fra et Energos-anlegg (Energos, 2003). Resultatene viser at innholdet av organiske miljøgifter i bunnasken er lavere enn både grenseverdiene i Forskrift om farlig avfall Vedlegg 3, normverdier for mest følsomt arealbruk (fra SFT veileder 99:01A) og bakgrunnsverdier i norsk jord. Mulige unntak fra normverdiene for mest følsomt arealbruk (for eksempel jordbruksområder) er triklormetan, 1,1,1-triklormetan, lindan og 1,2-dikloretan som på grunn av svært lave konsentrasjoner i asken ligger lavere enn analysemetodens/-instrumentets arbeidsområde. Siden bunnasken uansett aldri vil bli benyttet i forbindelse med følsomme arealer, har innholdet ingen konsekvenser.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 6 av 34 Tabell 1-1. Analyser av organiske miljøgifter i bunnaske fra Energos-anlegg. Samtlige analyseresultater, med unntak av dioksiner/furaner, var lavere enn analysemetodens/-instumentets deteksjonsgrense. Disse resultatene er derfor angitt med mindre enn tegnet (<) (Energos, 2003). Stoff Mengde [mg/kg] Grenseverdi, farlig avfall Normverdi (SFT 99:01A) Bakgrunnsverdi jord PCB (sum 7) <0,003-0,007 50 0,01 0,003-0,03 Pentaklorfenol <0,005-0,02 0,005 <0,005 DDT <0,001 0,04 0,0003-0,02 Monoklorbenzen <0,01-0,02 0,5 m.d. 1,2-diklorbenzen <0,02-0,1 0,5 m.d. 1,4-diklorbenzen <0,02-0,1 0,5 m.d. 1,2,4-triklorbenzen <0,005-0,03 0,2 m.d. 1,2,4,5-tetraklorbenzen <0,005 0,3 m.d. Pentaklorbenzen <0,0001-0,005 0,1 m.d. Heksaklorbenzen <0,0001-0,001 0,03 0,0004-0,006 PAH (sum 16) <0,32-0,39 2 0,005-0,8 Benso(a)pyren <0,01-0,02 100 0,1 0,015-0,157 Naftalen <0,02-0,09 0,8 m.d. Fluoren <0,015-0,02 0,6 m.d. Fluoranten <0,02-0,05 0,1 m.d. Pyren <0,02-0,05 0,1 m.d. Alifater C5-C10 m.d. 7 m.d. Alifater C11-C12 <5-10 30 m.d. Alifater C13-C35 <10 100 m.d. Diklormetan <0,8 0,06 m.d. Triklormetan <0,03 0,01 0,001 1,1,1-trikloretan <0,01 0,1 m.d. Lindan <0,1 0,001 0,002-0,03 1,2-dikloretan <0,1 0,003 m.d. Klorfenoler <0,005-0,2 m.d. m.d. Polyklorerte dibensodioksiner / -furaner 0,14-0,91 ng I- TE/kg 100 3,6-7,7 ng I-TE/kg Det er også gjort flere undersøkelser av organiske miljøgifter i bunnaske i andre land. I Sverige er disse sammenfattet i en rapport fra Svenska Renhållningsverksförening (RVF) Kvalitetssäkring av slaggrus från förbrenning av avfall (RVF, 2002). Disse er oppsummert i Tabell 1-2. Tabell 1-2. Innhold av organiske forbindelser i bunnaske (RVF, 2002). Forbindelse Konsentrasjon Konsentrasjon (ng/g) (mg/kg) Dioksiner (TEQ) 0,03 0,00003 Klorerte fenoler og benzener 4-164 0,004-0,164 PCB 8 0,008 PAH 13-2190 0,013-2,19
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 7 av 34 Ved å summere alle maksimalkonsentrasjonene for disse forbindelsene får man ca 2360 ng/g, som er 2,3 mg/kg. Dette tilsvarer 0,00023 %. Til sammenligning er grenseverdiene for PCB 0,005 % (50 mg/kg), benzo(a)pyren 0,01 % (100 mg/kg) og for fem bromerte organiske forbindelser 0,25 % (2500 mg/kg). Forbindelser som er Meget giftige har en grenseverdi på 0,1 % (1000 mg/kg) (totalkonsentrasjon). 1.1.2 Utlekking Figur 1-2 viser resultatene av de utlekkingstestene som er utført på bunnasken fra anleggene. Utlekkingsegenskaper, L/S 10 mg/kg TS 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0,7 2 100 50 50 10 1 10 0,2 10 0,5 10 FREVAR BIR, 2002 BIR, 2003 Krav for ordinært avfall Utlekkingsegenskaper, L/S 2 16 30 25 25 12 mg/kg TS 8 4 5 4 5 5 0 0,2 0,4 0,6 0,05 0,3 BIR, 2002 BIR, 2003 Krav for ordinært avfall Figur 1-2. Utlekking av metaller sammenlignet med grenseverdier i det nye vedlegg II til Forskrift om deponering av avfall.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 8 av 34 Kravene i det nye vedlegg II i Forskrift om deponering av avfall er overholdt for alle parametere bortsett fra for bly i en av prøvene fra BIR i 2002 (L/S 2). For FREVAR må utlekkingen av bly sees videre på. Representativiteten for prøven fra FREVAR er for øvrig usikker da prøvemengden som er tatt ut er svært liten, kun 0,5 kg. 1.1.3 Metoder for klassifisering av bunnasken En avfallstype kan innholde flere ulike farlige stoffer som har den samme farlige egenskapen. I slike tilfeller er det avgjørende om grenseverdien er angitt for totalkonsentrasjon eller konsentrasjon: Når grenseverdien er angitt i totalkonsentrasjon, er det summen av de ulike farlige stoffene som skal sammenlignes med grenseverdien Når grenseverdien er angitt i konsentrasjon, er det kun hvert enkelt farlig stoff som skal sammenlignes med grenseverdien Grenseverdiene gjelder for totalkonsentrasjonene av forbindelser med egenskapene Meget giftig, giftig, helseskadelig, etsende arvestoffskadelig (R42) og irriterende. For egenskapene allergifremkallende (R43), kreftfremkallende, arvestoffskadelig, reproduksjonsskadelig og miljøskadelig gjelder grenseverdien for hver enkelt forbindelse med en av disse farlige egenskapene. Flere av forbindelsene er angitt med flere fareklasser og R-setninger og har dermed ulike grenseverdier etter hvilken egenskap det er snakk om. Det er kun den laveste grenseverdien for hver forbindelse som vurderes. Den laveste grenseverdien som er gitt i del A i vedlegg 3 i forslag til forskrift om farlig avfall er 0,1 vekt-% som tilsvarer 1000 mg/kg. Dette gjelder egenskaper som meget giftig ved innånding, hudkontakt og svelging (R23, R24, R25, R39/23/24/25, R48/23/24/25), kreftfremkallende (R45, R49), arvestoffskadelige (R46) eller miljøskadelige (R59) egenskaper. Den neste grenseverdien er 0,25 % som tilsvarer 2 500 mg/kg. Det finnes i tillegg en del B til vedlegg 3 som omhandler spesifikke forbindelser, noen av dem med strengere krav enn 1000 mg/kg. Dette gjelder to kadmiumsalter, PCB og Benzo(a)pyren. Her er også fem spesifikke bromerte organiske forbindelser angitt med en grenseverdi på 2500 mg/kg. Grenseverdiene for de enkelte metallene er gitt for de spesifikke forbindelsene av metallet. Da bunnasken er analysert for de enkelte metallene må man regne om hva grenseverdiene for de enkelte forbindelsene tilsvarer i rent metall. For eksempel er grensen for kobberklorid, CuCl 2, 2500 mg/kg. Dette tilsvarer 1180 mg/kg kobber. Dette betyr at dersom kobber foreligger som kobberklorid i bunnasken er grenseverdien 1180 mg/kg kobber, forutsatt at alt kobberet foreligger som kobberklorid hvilket er lite sannsynlig. Hvert metall kan foreligge som flere forskjellige forbindelser i bunnasken. I tillegg kan metallene foreligge i forbindelser som ikke knyttet til noen grenseverdi eller som rent metall. Ved å regne om innholdet av metallene i bunnasken til andre forbindelser, for eksempel oksider, klorider og sulfater får man i alle tilfeller høyere konsentrasjoner for forbindelsene enn analyseresultatene for metallet.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 9 av 34 Det er dermed avgjørende for klassifiseringen av bunnasken hvordan metallene foreligger, dvs som oksider, klorider, sulfater, kromat, fosfat, karbonat, sulfid, bromid, fluorid eller andre forbindelser. For å klassifisere bunnasken må det derfor gjøres en vurdering av hvordan metallene foreligger. Analyseresultatene fra de ulike anleggene i denne sammenstillingen viser at det er hovedsakelig bly, kobber og sink som har en konsentrasjon på over 1000 mg/kg, som er den laveste grenseverdien i vedlegg 3 til forskrift om farlig avfall. Det er da først og fremst ulike forbindelser av disse metallene og forbindelsenes egenskaper som må vurderes. I Tabell 1-3 er det satt opp ulike uorganiske forbindelser av disse tre metallene og grenseverdiene for de enkelte forbindelsene. Forbindelsene i tabellen er funnet i Stofflisten (Vedlegg 6 til Forskrift om klassifisering, merking m.v. av farlige kjemikalier). I Stofflisten er forbindelsene angitt med Risikosetninger. Disse Risikosetningene finnes igjen i vedlegg 3 til forskrift om farlig avfall. Det finnes også en rekke andre mulige forbindelser av metallene. Disse er ikke oppført i Stofflisten og er dermed ikke knyttet opp mot en grenseverdi. Tabell 1-3. Forbindelser av kobber, bly og sink med den laveste grenseverdien og tilhørende kategori i henhold til Forskrift om farlig avfall. Blyforbindelser Klassifisering Laveste grenseverdi (%) Laveste grenseverdi (mg/kg) Blyforbindelser, unntatt de som er nevnt andre N; R50-53 0,25 2 500 steder i listen Blyheksafluorsilikat N; R50-53 0,25 2 500 Blyhydrogenarsenat Kreft 1; R45 0,1 1 000 Blykromat Kreft2; R49 0,1 1 000 Blykromatmolybdatsulfatrød Kreft2; R49 0,1 1 000 Blysulfokromatgul Kreft2; R49 0,1 1 000 Triblybis(ortofosfat) N; R50-53 0,25 2 500 Kobberforbindelser Kobber (I) klorid N; R50-53 0,25 2500 Kobbersulfat N; R50-53 0,25 2500 Dikobberoksid (kobber(i)oksid, CuEO) Xn; R22 25 250 000 Sinkforbindelser 1) Sinkklorid N; R50-53 0,25 2 500 Sinkkromater inklusive sinkkaliumkromat Kreft1; R45 0,1 1000 Sinksulfat N; R50-53 0,25 2 500 Trisinkdifosfid N; R50-53 0,25 2 500 Vanadium(IV)oksidhydrogenfosfathemihydrat, N; R51-53 2,5 25 000 litium-, sink-, molybden-, jern- og klor-dopet 1) Sinkpulver er ikke medregnet da det er brannfarlig og ikke finnes i bunnaske
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 10 av 34 Ved klassifiseringen av bunnasken kan det benyttes ulike innfallsvinkler. Disse er beskrevet i rapporter om klassifiseringen av bunnasken fra Oslo kommunes forbrenningsanlegg på Klemetsrud (Kjelforeningen-Norsk Energi, 2003), BIR (Interconsult, 2003) og Energos forbrenningsanlegg (Energos, 2003). Resonnementene i disse rapportene er sammenfattet nedenfor. Bunnaskens innhold av ulike elementer som klor, svovel, brom og fluor sier hvor mye av metallene som kan foreligge som klorid, sulfid, sulfat, bromid og fluorid. Innholdet av krom hvor mye som kan foreligge som kromat. Videre kan ulike kjemiske forbindelsers egenskaper benyttes i klassifiseringen. Ved Oslo Kommunes forbrenningsanlegg på Klemetsrud ble det totale innholdet av klorid, svovel, fluorid og bromid bestemt. Denne andelen av bunnasken var så lav at en stor andel av bunnasken må foreligge som andre forbindelser enn klor-, svovel-, fluor- eller bromholdige forbindelser. Innholdet av krom i bunnasken viste også at innholdet av kromater var lavt. Ut fra dette og vurderinger av hvilke forbindelser som kan foreligge i et materiale som har vært gjennom en forbrenningsprosess ble det sluttet at den største andelen av metaller foreligger som oksider og silikater. En annen innfallsvinkel er å benytte resultater av utlekkingstestene i klassifiseringen (Interconsult, 2003). Utlekkingstestene viser hvor stor andel av metallene som lekker ut ved tilsetting av vann. Dersom kun en liten del av metallene lekker ut kan ikke metallene foreligge som vannløselige salter i særlig grad. Klorider og sulfater er hovedsakelig løselige i vann. En liten utlekking tyder på at metallene foreligger som tungt løselige forbindelser, for eksempel oksider. I tillegg har Interconsult gjort vurderinger av sannsynlig tilstedeværelse av enkeltforbindelser. For eksempel finnes ulike blyforbindelser (blysulfokromatgul og blykromatmolybdatsulfatrød) som pigment i maling, plast og lignende. Det er imidlertid lite sannsynlig at disse stoffene finnes i særlige mengder i bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg. En tilsvarende vurdering er gjort av en sinkforbindelse (trisinkdifosfid) som brukes i pesticider. Energos har gjort analyser og vurderinger som viser at mer enn 95 % av bunnasken består av oksider og silikater. Oksidene kan i kontakt med vann og luft gjennomgå en hydrolyse eller en karbonatiseringsprosess. Klorider og sulfater utgjør kun en liten andel av asken. Energos har gjort beregninger av maksimalt innhold av ulike metallforbindelser ut fra at 95 % av asken er oksider/silikater, hydroksider eller karbonater. Det er også ut fra kjemiske analyser gjort en antagelse om sammensetningen av de resterende 5 % av asken. Alle disse tre undersøkelsene av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg konkluderer med at metaller i hovedsak foreligger som forbindelser som ikke overskrider grenseverdiene i vedlegg 3 til Forskrift om farlig avfall. 1.1.4 Konklusjon Ut fra de undersøkelser som hittil er gjort på bunnasken fra de norske avfallsforbrenningsanleggene er det lite trolig at bunnasken innholder forbindelser med farlige egenskaper i slike konsentrasjoner at den bør klassifiseres som farlig avfall.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 11 av 34 2 OMFANG AV UNDERSØKELSENE Både EUs kriterier og prosedyrer for mottak av avfall på deponier (vedlegg II til Deponidirektivet) og forslag til europeisk standard for prøvetaking av avfallsmaterialer angir at avfall kan testes på tre nivåer: Nivå 1. Grunnleggende (omfattende) karakterisering. Omfatter fullstendig bestemmelse av egenskapene til avfallsmaterialet, f.eks avfallets sammensetning, utlekkingsegenskaper, mulige miljøpåvirkninger. I undersøkelsen skal det fremkomme: Avfallets kilde og opprinnelse Opplysninger om prosessen Beskrivelse av avfallsbehandlingen Sammensetning og utlekkingsegenskaper Utseende og framtoning Avfallskode Eventuelle farlige egenskaper Deponikategori Utvelgelse av nøkkelparametere for verifikasjonstester For avfall som produseres jevnlig i samme prosess gjelder spesielt: Undersøkelse av mulige variasjoner i innhold Verdiområde og variasjonsbredde for grunnleggende egenskaper Velge nøkkelparametere som skal testes jevnlig Nivå 2. Verifikasjon. Periodiske målinger på bakgrunn av basiskarakteriseringen (nivå 1). Noen parametere velges ut. Nivå 3. Kontroll på stedet. Hurtigkontroll for å fastslå om avfallet er identisk med det som har vært gjenstand for verifikasjon. Kan være enkel visuell inspeksjon. Hver last som deponeres, må kontrolleres på dette nivå. Flere av avfallsforbrenningsanleggene i Norge har gjort relativt omfattende undersøkelser. Disse undersøkelsene sammen med rapporten med sammenstilling av resultater fra analyser og vurderinger av bunnaske fra ulike avfallsforbrenningsanlegg i Norge (Kjelforeningen-Norsk Energi, 2003) dekker i hovedsak krav til testing på nivå 1. Denne malen for prøvetaking og analyse er utarbeidet med henblikk på testing på nivå 2. Formålet med undersøkelsene er å finne en gjennomsnittsverdi for innhold av sporelementer i bunnasken og gjennomsnittsverdier for utlekkingsegenskaper for hvert anlegg. Dette oppnås ved at flere delprøver blandes til en samleprøve hvorfra det tas ut en mindre prøve som sendes laboratoriet for nødvendige analyser og undersøkelser.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 12 av 34 3 PRINSIPP FOR PRØVETAKING Formålet med undersøkelsene er å finne en gjennomsnittsverdi for innhold av sporelementer i bunnasken og gjennomsnittsverdier for utlekkingsegenskaper. Prinsippet for prøvetaking og tilberedelse av laboratorieprøve er vist i figuren under. Prinsipp for prøvetaking og redusering av store prøvemengder: Flere delprøver tas ut. Delprøvene blandes sammen til en prøve. Prøven behandles ved sikting, kverning, sortering og prøvereduksjon. En prøve analyseres. For klassifiseringen tas delprøvene over en dag og er dermed representative for bunnasken denne dagen. Det er forutsatt at brenselssammensetningen og driften denne dagen er typisk for anlegget og at de undersøkelsene som gjøres dermed representerer et gjennomsnitt av den årlige bunnaskemengden. Undersøkelsene skal fortrinnsvis foretas samtidig med konsesjonsmåling av utslipp til luft og vann og skal foretas ved normal drift på anlegget. Hovedprinsippene for prøvetaking (både for klassifisering og deponerbarhet) er at hver partikkel skal ha lik sjanse til å bli inkludert i prøven og prøvene skal tas tilfeldig etter en detaljert prøvingsplan. Tilfeldig prøvetaking dekkes av at flere delprøver tas med gitte tidsintervaller, eks hver time. Dette forutsetter at materialet ikke endres med sykluser. For å sikre representativt prøveuttak må det bl.a. passes på at større materialbiter ikke bevisst eller ubevisst utelates eller inkluderes i prøven. For at alle partiklene skal ha lik sannsynlighet for å bli inkludert i prøven er det viktig at alle partikler er fysisk tilgjengelig for prøvetakingen. Dette er enklest å imøtekomme dersom prøvene tas fra transportbånd eller fra fallende strøm. Man bør så langt det er mulig unngå vurderende (ikke-
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 13 av 34 tilfeldig) prøvetaking. Denne typen prøvetaking oppstår lett når prøver tas fra en haug eller fra container. Da slaggets egenskaper forandres med tiden er det viktig at delprøvene tas på samme måte hver gang. Dette gjelder tidspunkt for prøvetaking (for eksempel en gang pr. time), mengde av delprøver (lik mengde i hver delprøve) og håndtering (sikting, oppbevaring, partikkelreduksjon, prøvereduksjon osv). Valg av utstyr og prøvetakingsmetode er svært viktig for å sikre at materialet som analyseres er representativt for det materialet som skal undersøkes. Det er videre svært viktig at prøvetaker har den nødvendige kunnskapen om hvordan prøvetaking skal foretas og hvordan prøvene skal håndteres.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 14 av 34 4 HVOR OG NÅR SKAL PRØVETAKING UTFØRES De ulike forbrenningsanleggene håndterer bunnasken svært ulikt. Enkelte anlegg har ikke gjenvinning av bunnasken og deponerer hele bunnaskemengden. Andre anlegg separerer ut ulike fraksjoner fra bunnasken, for eksempel magnetisk metall eller fraksjoner med partikler over en viss størrelse. Det varierer videre hvor utsorteringen foregår. Noen forbrenningsanlegg gjør dette selv på anlegget, mens andre kjører hele bunnaskemengden til deponiet hvor det sorteres. Videre kan bunnasken behandles på ulik måte for videre disponering. Dette kan være for eksempel lagring for stabilisering av metaller eller vasking for fjerning av bl.a. lettløselige metallforbindelser. I denne malen tas det hensyn til at forbrenningsanleggene har ulike ønsker og behov for hvordan bunnasken håndteres. Dette gjelder eventuell sortering, lagring osv. For å få en lik behandling for alle anleggene er det bunnasken som mates ut av ovnen som klassifiseres. Det vil si at det tas prøver før bunnasken eventuelt håndteres videre. Bunnasken undersøkes for elementsammensetningen, se kapittel 6.4.2. For å gjøre en klassifisering er det i de fleste tilfeller hensiktsmessig å gjøre en utlekkingstest for å dokumentere hvor vannløselige de ulike tungmetallene er. Dette gir opplysninger om hvordan tungmetallene foreligger i bunnasken, og gir dermed opplysninger som er nødvendig for klassifiseringen. De anleggene som deponerer all bunnasken uten noen sortering eller videre håndtering (for eksempel modning) benytter resultatet fra utlekkingstesten som dokumentasjon på deponerbarhet. Resultatene fra utlekkingstesten sammenlignes med grenseverdiene gitt i det nye vedlegg II til Deponiforskriften. Anlegg som sorterer eller på annen måte behandler bunnasken før den deponeres må i tillegg utføre utlekkingstester på den bunnaskefraksjonen som skal deponeres. Det legges i denne malen ikke opp til at denne bunnaskefraksjonen skal analyseres på nytt for elementsammensetning. Det forutsettes dermed at bunnasken fra forbrenningsovnen og bunnasken som går til deponering klassifiseres på samme måte. Utlekkingstestene utføres på materialet ved den tilstanden det er ved deponering. Med dette menes for eksempel at dersom bunnasken har vært mellomlagret i en periode utføres utlekkingstestene på materiale som har vært lagret tilsvarende lenge og under tilsvarende lagringsbetingelser. Dersom bunnasken er siktet slik at en fraksjon med en viss partikkelstørrelse skal deponeres, utføres utlekkingstester på tilsvarende fraksjon som den deponerte bunnasken. Testene utføres på materialet med tilsvarende alder og som har hatt tilsvarende lagringsbetingelser som materialet som deponeres. Dersom anlegg av ulike årsaker ønsker å gjøre en ny klassifisering av bunnasken som går til deponering kan dette gjøres ved å analysere for elementsammensetning (se 6.4.2) i tillegg til utlekkingstester. Dette kan være aktuelt hvis et anlegg har klassifisert bunnasken fra forbrenningsovnen som farlig avfall. Dersom bunnasken behandles (for eksempel lagring eller vasking) kan en ny vurdering føre til klassifisering som ordinært avfall. Fra den utsorterte fraksjonen som går til gjenvinning kan det oppstå en restfraksjon (for eksempel stein, betong, glass) etter gjenvinning av metaller. Denne malen omfatter ikke undersøkelser av denne fraksjonen. Det vil være opp til mottaker å kreve tilsvarende dokumentasjon for denne fraksjonen.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 15 av 34 Prosedyrene for prøvetaking og prøvebehandling i denne malen er tilpasset slik at de kan benyttes både for de undersøkelsene som gjøres av den bunnasken som mates ut av ovnen og av fraksjonen som skal deponeres. En skisse av ulik håndtering av bunnaske samt hvor og når prøvetaking skal foretas er gitt i Figur 4-1. Bunnaske fra forbrenningsovn 1 2 2 Deponering Sortering/Sikting Behandling (f.eks lagring eller vasking) 3 3 Gjenvinning Deponering Rest etter gjenvinning 1. Klassifisering og deponerbarhet. Prøvene analyseres for elementsammensetning og utlekkingsegenskaper (L/S 2 og L/S 10) 2. Klassifisering. Prøvene analyseres for elementsammensetning og utlekkingstest L/S 10. 3. Deponerbarhet. Utlekkingstest L/S 2 og L/S 10. Figur 4-1. Skisse over ulik håndtering av bunnaske med hvor og når prøvetaking og analyse skal gjennomføres. Prøvetaking og tilhørende analyser er merket i de grå feltene.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 16 av 34 5 GJELDENDE OG KOMMENDE STANDARDER Denne mal for prøvetaking og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg er hovedsakelig basert på vedtatte europeiske (eventuelt norske standardene dersom disse er europeiske standarder som er vedtatt i Norge). Det er ikke spesifisert i noen standard hvor og når prøvetaking av bunnaske skal utføres ved klassifisering og undersøkelser av deponerbarhet. På området prøvetaking eksisterer det pr. i dag ikke vedtatte europeiske standarder for prøvetaking av restprodukter fra avfallsforbrenning. Dette er imidlertid under arbeid og det er tatt hensyn til de foreløpige utgavene av disse standardene så langt det har vært mulig. På prøvetakingsdelen støtter denne malen seg hovedsakelig på Svensk Standard SS 187116 og Nordtests metode NR ENVIR 004 samt norsk (og europeisk) standard for prøvetakingsmetoder for generelle egenskaper for tilslag. Følgende forslag til standarder og vedtatte standarder er vurdert ved utarbeidelse av denne malen: Forslag til europeisk standard for prøvetaking samt forslag til tekniske rapporter pren xxxxx Characterisation of waste - Sampling of waste materials-framework for the preparation and application of a sampling plan. Document: CEN/TC 292/WG 1, N 147. og Technical Report TR xxxx. Part 1-5, Characterisation of waste: Sampling of liquid and granular waste material including paste-like materials and sludges: Part 1: Selection and application of criteria for sampling under various conditions. Document: CEN/TC 292/WG 1, N139. Part 2: Sampling Techniques. Document: CEN/TC 292/WG 1, N 140. Part 3: Procedures for sub-sampling in the field. Document: CEN/TC 292/WG 1, N 141. Part 4: Procedures for sample packaging, storage, preservation, transport and delivery. Document: CEN/TC 292/WG 1, N 142. Part 5: Generic/specific sampling plans Examples. Document: CEN/TC 292/WG 1, N 143. Nordtest metode NT ENVIR 004 Solid waste, particulate materials: Sampling Svensk Standard SS 187116 Provtagning av fasta restprodukter från förbränningsänläggningar. Norsk Standard NS-EN 932-1 Prøvingsmetode for generelle egenskaper for tilslag. Del 1: Metoder for prøvetaking. Norsk Standard NS-EN 932-2 Prøvingsmetode for generelle egenskaper for tilslag. Del 2: Metoder for deling av laboratorieprøver
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 17 av 34 Norsk Standard NS-EN 12457/1-4 Karakterisering av avfall. Utlekking, Samsvarsprøving for utlekking av granulært avfallsmateriale og slam. Del 1. Ettrinns partiprøving ved et væske/faststofforhold på 2 l/kg med partikkelstørrelse under 4 mm (med eller uten størrelsesreduksjon). Del 2. Ettrinns partiprøving ved et væske/faststofforhold på 10 l/kg med partikkelstørrelse under 4 mm (med eller uten størrelsesreduksjon). Del 3. Totrinns partiprøving ved et væske/faststofforhold på 2 l/kg og 8 l/kg med partikkelstørrelse under 4 mm (med eller uten størrelsesreduksjon). Del 4. Ettrinns partiprøving ved et væske/faststofforhold på 10 l/kg med partikkelstørrelse under 10 mm (med eller uten størrelsesreduksjon). Norsk Standard NS-EN 13657 Karakterisering av avfall. Oppslutning for bestemmelse av elementer oppløst i kongevann. Norsk Standard NS-EN 13656 Karakterisering av avfall Mikrobølge-oppslutning med flussyre (HF), salpetersyre (HNO3) og saltsyre (HCl) for bestemmelse av elementer i avfall. I tilegg er metoden for kvalitetssikring av slaggrus i Sverige vurdert (RVF, 2002). Denne er basert på Nordtests metode.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 18 av 34 6 PROSEDYRE 6.1 PRØVETAKINGSPROSEDYRE 6.1.1 Størrelse på delprøver, antall delprøver og hyppighet av uttak Tabellen nedenfor angir hvor store prøvemengder som skal tas ut og hvor mange delprøver som skal tas ut. Størrelsen på delprøvene er beregnet ut fra størrelsen på største partikkel etter metode i Svensk Standard SS 18 71 16. Partikkelstørrelsen som legges til grunn ved beregningene er nominell maksimal partikkelstørrelse (mm). Med nominell maksimal partikkelstørrelse menes at minst 95 % av materialets masse kan passere en sikt med kvadratiske masker D mm x D mm. Nominelle maksimale partikkelstørrelse Mengde for hver delprøve (kg) Antall delprøver Total bunnaskemengde (kg) < 20 mm 2 9 18 20-50 mm 5 9 45 50-100 mm 10 9 90 > 100 mm 15 9 135 Ved prøvetakning fra transportbånd eller fallende strøm bør delprøvene tas ut med jevne mengdeintervaller. Dersom strømmen er tilnærmet konstant er dette likelydende med jevne tidsintervaller. Vi forutsetter at strømmen av bunnaske på transportbånd er tilnærmet konstant og at prøver tas med jevne tidsintervaller. Tidsintervallene er fastsatt til en prøve pr time. Dersom delprøvene tas fra haug må bunnasken som produseres i løpet av den tiden prøvene representerer samles opp og delprøvene tas som skissert i Figur 6-3. 6.1.2 Prøvetakingsmetoder og prøvetakingsutstyr Prøver kan tas fra: 1. Stanset transportbånd 2. Fallende strøm 3. Transportbånd i bevegelse 4. Fra haug Prøvetakingslokalitetene er listet i prioriterte rekkefølge med hensyn på mulighet for å ta ut representative prøver. Det vil si at man bør ta ut prøver fra stanset transportbånd og deretter fra fallende strøm. Prøvetaking fra bunkers, haug, container eller lignende bør unngås da det er vanskelig å ta ut representative prøver på denne måten. Dersom det ikke er mulig å ta prøver fra transportbånd eller fra fallende strøm kan prøver eventuelt tas i sammenheng med lasting av haugen/lageret.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 19 av 34 6.1.2.1 Prøvetaking fra stanset transportbånd Prøvetaking fra stoppet transportbånd er den beste måten og ta prøver. All bunnasken i et helt tverrsnitt av båndet samles opp. Det er viktig at de fine partiklene som sitter på båndet også kommer med i prøven. Bredden på det feltet som samles inn avpasses slik at delprøven får den ønskede størrelse og slik at alle delprøvene blir like store. Bredden på prøvetakeren skal være minimum tre ganger største partikkelstørrelse. Figur 6-1. Skisser av ulike typer skuffer og spader egnet for prøvetaking av bunnaske, fra NT ENVIRON 004 og NS-EN 932-1. 6.1.2.2 Prøvetaking fra fallende strøm Dersom det ikke er mulig å ta prøve fra transportbånd bør prøver tas fra fallende strøm. Man må da sikre at en hel delprøve tas hver gang det tas prøve. Det er viktig å være oppmerksom på at fine partikler ofte separeres fra større partikler allerede i begynnelsen av fallet. Ved fallende strøm fra transportbånd kan det finkornede materialet være festet til transportbåndet lengre enn de større partiklene. Ved prøvetaking fra fallende strøm er det en fordel om det benyttes en mekanisk avskilling. Prøvetaking fra fallende strøm kan gjøres manuelt ved hjelp av en skuffe som plasseres i den fallende strømmen til ønsket prøvemengde er tatt ut, se Figur 6-2. Dersom skuffen er for liten for den fallende strømmen føres den gjennom den fallende strømmen med jevn hastighet (0,5-1,5 m/s). Det er viktig at alle partikler i den fallende strømmen har like stor sannsynlighet for å samles opp. Dersom materialstrømmen er smalere enn skuffen kan hele materialstrømmen prøvetas på en gang. Dersom den fallende strømmen er større enn skuffen slik at bredden på strømmen er større enn bredden på skuffen, men dybden på strømmen er mindre enn dybden på skuffen kan hele prøven tas i et trinn. Dersom både bredden og dybden på strømmen er større enn skuffen må strømmen deles inn i flere tenkte seksjoner. En prøve tas fra hver seksjon og disse blandes sammen. En skisse av en skuffe egnet for manuell prøvetaking i fallende strøm er gitt i Figur 6-2. Skuffens bredde og dybde er avhendig av partikkelstørrelse. Åpningen på prøvetakingsutstyret skal være minst 3 ganger større enn partikkelstørrelsen.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 20 av 34 Figur 6-2. Skisse av skuff for prøvetaking av fallende strøm, fra NS-EN 932-1 og NT ENVIRON 004. 6.1.2.3 Prøvetaking fra haug eller beholder Prøvetaking fra haug er den vanskeligste metoden å ta representative prøver på. Materialet separeres ofte i haugen slik at fine partikler synker inn i haugen. I tillegg har de største partiklene en tendens til å trille lenger enn de små partiklene og samles dermed nederst i haugen. Fuktigheten øker også ofte innover i haugen. Prøvetaking fra haug bør derfor unngås så langt det er mulig. Et alternativ er å ta prøvene i det materialet legges i haugen eller ved lossing over i beholder (prøvetaking fra fallende strøm). Ved prøvetaking fra haug er det viktig at delprøvene tas jevnt spredt i hele haugen i henhold til Figur 6-3. Prøvetakingspunktene skal fordeles jevnt både i overflaten og inni haugen. Ingen prøver tas imidlertid dypere enn 30 cm. Figur 6-3. Prøvetakingspunkter i haug, fra Svensk Standard SS 18 71 16. For å komme inni haugen han det være en fordel å benytte hjullaster eller gravemaskin. Ved prøvetaking brukes en prøvetakingsskuff. Bredden på skuffen skal være minst 3 ganger største partikkelstørrelsen. Eksempel på prøvetakingsskuff er gitt i Figur 6-1. 6.2 PRØVEBEHANDLING Ved behandling av prøvene må det påsees at det utstyr som brukes og underlaget er rent slik at det ikke kontaminerer prøven. Videre må prøvebehandlingen foregå på et sted der den ikke kan kontamineres eller påvirkes (regn, støv osv). Plastpresenning kan gjerne benyttes som underlag.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 21 av 34 6.2.1 Blanding, kverning og sortering Alle delprøvene blandes og behandles samlet. Biter som ikke kan knuses, for eksempel metall og stein sorteres ut. Alt som sorteres ut fra prøven skal veies. Fine partikler som er festet på de gjenstandene som plukkes ut må så langt det er mulig fjernes og skal inkluderes i prøvematerialet. Sintret bunnaske (inkludert store klumper av sammensatt materiale, for eksempel sammensmeltet metall og glass) plukkes ikke ut, men kvernes opp. For å forenkle arbeidet kan prøven gjerne siktes gjennom sikt med lysåpning 10 mm. Fraksjonen som blir igjen på rista sorteres for partikler som ikke kan knuses (må veies). Resten av den frasiktede fraksjonen kvernes ned til partikler med diameter mindre enn 10 mm. Det som ikke lar seg knuse sorteres bort og veies. Alt materiale med partikkelstørrelse mindre enn 10 mm blandes sammen. Man sitter nå igjen med en prøve som er egnet for splitting og uttak av representativ laboratorieprøve. 6.2.2 Fremstilling av laboratorieprøve Prøvematerialet splittes ned til en mindre laboratorieprøve. Til dette kan det gjerne benyttes en roterende prøvesplitter eller et annet splitteapparat. Dersom ikke dette er tilgjengelig splittes av prøven ved Kon og kvadreringsmetoden, som er vist i Figur 6-4. Dette innebærer at prøven blandes grundig ved å legge den opp i en haug slik at den danner en kjegle. Kjeglen snus ved å lage en ny kjegle. Når konen lages skal hver spade med bunnaske helles på toppen av konen slik at bunnasken renner ned langs alle sidene av konen og fordeles jevnt slik at alle størrelsene blandes grundig. Nye kjegler lages tre ganger for å oppnå god blanding. Figur 6-4. Skjematisk framstilling av kon og kvadreringsmetoden for neddeling av en prøve, fra Svensk Standard SS 18 71 16. Den siste konen flates ut og den flate haugen deles i fire langs to diagonaler som krysser hverandre i rett vinkel. To motstående biter blandes sammen. De to andre kastes. Denne prosedyren gjentas til man sitter igjen med en passe stor prøve som oversendes laboratoriet. Denne prøvemengden bør være ca 1 kg. Dersom de ulike analyser skal gjøres ved flere laboratorier sendes ca. 1 kg til hvert laboratorium.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 22 av 34 Prøven til laboratoriet sorteres gjennom for små metallgjenstander (kobbertråder, spiker osv) som plukkes ut og veies. Dette er svært viktig da spesielt en kobberbit i prøven vil gi svært stort utslag i analysene. 6.3 OPPBEVARING OG MERKING Prøvene oppbevares i ren og tett beholder/pose av plast eller beholder av glass. Prøvene oppbevares kjølig (2-5 C) og mørkt til de analyseres. Prøvene merkes med anlegg der prøvene er tatt og dato for prøvetaking og ellers andre merknader for lett å identifisere prøven og for ikke å kunne forveksle den med andre prøver. Prøvene oversendes laboratoriet så snart som mulig og senest en uke etter prøvetaking. 6.4 ANALYSER 6.4.1 Valg av analyselaboratorier Analyselaboratoriet som velges bør være akkreditert og ha erfaring med materialet. 6.4.2 Valg av analyseparametere Følgende analyser skal utføres: Bunnasken som skal klassifiseres skal analyseres for elementsammensetning og utlekkingstesten L/S 10. Bunnasken som skal undersøkes for deponerbarhet (den fraksjonen som går til deponering) skal undersøkes for utlekkingsegenskaper både med utlekkingstest L/S 2 og L/S 10. Dersom klassifiseringen og undersøkelser for deponerbarhet utføres på det samme materiale utføres elementsammensetning og utlekkingstestene L/S 2 og L/S 10. Elementsammensetning-Klassifisering Prøvene skal oppsluttes i kongevann jf. metode NS-EN 13657 eller tilsvarende. Etter at bunnasken er oppsluttet analyseres den for innhold av: Metaller: Arsen (As), Barium (Ba), Kadmium (Cd), Krom (Cr), Kobber (Cu), Kvikksølv (Hg), Molybden (Mo), Nikkel (Ni), Bly (Pb), Antimon (Sb), Sink (Zn), Mangan (Mn). I tillegg skal prøvene analyseres for: Klor Svovel Tørrstoff Glødetap Resultatene for metaller, klor og svovel skal oppgis som mg/kg TS (TS = tørrstoff). I rapporteringsskjemaet skal følgende konsentrasjoner oppgis som mg/kg TS: Konsentrasjon av den analyserte bunnasken Konsentrasjonen regnet tilbake til hele bunnasken. Det vil si man tar hensyn til den utsorterte fraksjonen med uknuselig materiale.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 23 av 34 Utlekkingsegenskaper Utlekkingsegenskaper skal undersøkes etter standard NS-EN 12457-3, dvs både med L/S 2 og L/S 10. Prøvene opparbeides også etter denne standarden, hvilket innebærer partikkelreduksjon og sikting gjennom 4 mm. Dette utføres av laboratoriet som gjør utlekkingstestene. Resultatene skal oppgis som mg/kg TS (TS = tørrstoff). I rapporteringsskjemaet skal den oppgitte utlekkingen fra analyselaboratoriet (oppgitt som mg/kg TS) føres opp. Det skal ikke regnes tilbake til hele bunnaskemengden.
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 24 av 34 7 BAKGRUNN FOR VALG AV METODER 7.1 PRØVETAKINGSMETODER OG PRØVETAKINGSUTSTYR 7.1.1 Hvor skal prøvene tas ut Den praktiske måten å ta ut prøver fra varierer fra anlegg til anlegg. Prøver kan tas fra: 1. Stanset transportbånd 2. Fallende strøm 3. Transportbånd i bevegelse 4. Fra container, bil, haug etter bunkers. Prøvetakingslokalitetene er listet i prioriterte rekkefølge med hensyn på mulighet for å ta ut representative prøver. Det vil si at man bør ta ut prøver fra stanset transportbånd og deretter fra fallende strøm. Prøvetaking fra bunkers, haug, container, silo eller lignende bør unngås da det er vanskelig (umulig) å ha tilgang til alle partiklene i materialet og alle partiklene dermed ikke har lik sannsynlighet for å bli inkludert i en prøve. Materialet i ytterkanten av haugen kan ha andre egenskaper enn materialet inni haugen (partikkelstørrelse, fuktighet). Prøvetaking på denne måten bør dermed unngås hvis det er mulig. Ved prøvetaking fra hauger eller beholdere bør delprøvene tas ut på varierende dyp. Prøvetaking bør helst foretas i sammenheng med i eller utlossing av haugen/lageret. Disse prinsippene gjelder i alle de anvendte standardene bortsett fra Svensk Standard der det ansees at prøvetaking i fallende strøm fra transportbånd i bevegelse ansees være den best egnede metoden for prøvetaking. 7.1.2 Fastsettelse av størrelse på delprøver, antall delprøver og hyppighet av uttak Størrelse på delprøve Metode for fastsettelse av mengden materiale som skal tas ut for hver delprøve variere mellom de ulike standardene. De ulike standardene har også noe ulike anvendelsesområde. De fleste standardene fastsetter minimumsstørrelsen på en delprøve ut fra partikkelstørrelsen som skal prøvetas. Så vidt vi kjenner til finnes det i dag ingen undersøkelser i Norge på partikkelstørrelsesfordeling i bunnaske, vekt av de største partiklene i bunnaske eller typiske verdier for tetthet av bunnaske. Verdiene benyttet i vurderingene under er antatt verdier. I forslaget til europeisk standard fastsettes størrelsen på delprøvene ut fra størrelsen på partiklene i materialet som skal prøvetas. Størrelsen på delprøvene bestemmes da etter formelen: M = 10-9 p (3* D 95 ) 3 p = tettheten til materialet (kg/m 3 ) M = minimum masse til delprøvene (kg) D 95 =95-persentil partikkelstørrelse (mm). Ved å anta en D 95 på 80 mm og en tetthet på 700 kg/m 3 blir M = 10 kg. Dette gir at vekt på maksimum partikkelstørrelse er 0,186 kg. Forholdet (massen delprøve)/(masse største partikkel)= 54. Minste massen til delprøven bør i følge standarden være 50 ganger massen til den største partikkelen. Svensk standard fastsetter også størrelsen på delprøven ut fra partikkelstørrelsene. Minimumsstørrelsen på en delprøve bør være minst:
Mal for prøvetaking, prøvehåndtering og analyse av bunnaske fra avfallsforbrenningsanlegg Side 25 av 34 M = 0,1*D kg hvor D = nominell maksimal partikkelstørrelse (mm) (minst 95 % av materialets masse kan passere en sikt med kvadratiske masker D mm x D mm.) En nominell partikkelstørrelse på 80 mm gir dermed en mengde for hver delprøve på 10 kg. Metoden beskrevet i RVFs rapport for kvalitetssikring av slaggrus fastsetter størrelsen på delprøvene ut fra partikkelstørrelsen: V = (0,03*d max ) 3 V = minste delprøvevolum (dm 3 ) d max = største partikkelstørrelse (mm) Med en maksimal partikkelstørrelse på 8 cm (80 mm) skal hver delprøve være på minimum 14 liter. Antall delprøver Fastsettelse av hvor mange delprøver som skal tas ut og hvor stor den totale prøvemengden skal være variere mellom de ulike standardene. Flere av metodene angir hvordan antallet delprøver som bør tas ut kan beregnes. Disse beregningsmåtene forutsetter imidlertid at man kjenner en del parametere som variasjonene i materialet og ønsket presisjon av undersøkelsene. Dette innebærer f.eks at man må kjenne standardavviket for tidligere undersøkelser. Man må videre relatere resultatet av tidligere undersøkelser til toleranseverdier. Dette gjelder bl.a. den foreløpige europeiske tekniske rapportene. Da disse størrelsene ikke er definert er det ikke beregnet hvor mange delprøver som må tas med denne metoden. Delprøvene som tas skal derimot representere et gjennomsnitt over en dags produksjon av bunnaske. Vi har dermed satt at det skal tas 9 delprøver med en times intervall. Dersom prøven må tas fra en haug eller binge med bunnaske skal bunnasken representere bunnasken fra en dag og prøve tas 9 ulike steder i haugen som vist i Figur 6-3. Flere av standardene har i tillegg til disse beregningsmetodene enklere estimering av antall delprøver eller av den totalt prøvemengden som må tas ut. Svensk standard anbefaler at antall delprøver som tas fra mengder mindre enn 30 tonn er 7 delprøver dersom prøvene tas i fallende strøm og 10 delprøver dersom de tas fra haug. Da bunnaskemengden er vesentlig under 30 tonn for det timeantall delprøvene skal tas over tar man ut 9 delprøver. RVFs metode for kvalitetssikring av bunnaske fastslår at antall prøver til analyse bør være minst 5. I tillegg består hver av disse prøvene av flere delprøver. Antall delprøver bestemmes ut i fra totalmengden som analysene skal gjelde for og hvor mange delprøver som skal analyseres. Dersom vi antar at analysene skal gjelde for en årlige slaggmengden på 15 000 tonn/år samt at det skal utføres analyser på fem samleprøver blir det totale antall delprøver 112 delprøver. Antall delprøver beregnes etter følgende formel: n = 0,183* N * w N = antall samleprøver som skal analyseres w = total mengde slagg som analysen skal gjelde for Dersom vi forutsetter at kun en samleprøve skal analyseres blir det totale antallet delprøver 23 prøver.