Inverkan av pH på lakning

Lakvätskans pH-värde har stor betydelse för hur stor andel av ett ämne som lakas ut från materialet. Många metalljoner t.ex. koppar har ofta låg löslighet vid neutrala förhållanden men får en ökad löslighet när pH-värdet sänks. För oxyanjoner, t.ex. arsenik, är förhållandet det omvända. En del material har själva en buffrande för- måga. Den buffrande förmågan hos material varierar och därför påverkas de olika mycket av pH-förändringar. Nedanstående metoder beskriver hur pH inverkar kvantitativt och kvalitativt på utlakningen av oorganiska ämnen från materialet. Metoderna kan vara ett redskap för att påvisa utlakning på lång sikt för avfall där förändringen i pH har en avgörande betydelse.

Två liknande metoder rekommenderas, båda är inlämnade för prövning till CEN (europeisk standard). Metoderna skiljer sig något åt i det praktiska utförandet, men resultaten är i stort sätt jämförbara.

3.4.1 prEN 14997, med kontinuerlig pH-kontroll

När inverkan av pH på lakning mäts med kontinuerligt pH-kontroll (prEN 14997) läggs prov och avjoniserad vatten i en burk med omrörning och pH i vätskan juste- ras kontinuerligt (automatiskt) under testtiden. Testet beskriver utlakning av metal- ler vid en bestämd surhetsgrad. Enligt standard ska metallakning mätas vid 8 olika pH, men metoden kan anpassas så att lakning vid enstaka pH mäts.

Vid pH-statisk test lakas det krossade materialet vid konstant pH och en L/S – kvot på 10L/kg. Metoden anger att 8 delprov ska testas vid olika pH inom ett be- stämt pH-intervall, men det är inte ovanligt att avsteg görs från det och att materia- let endast testas vid 1–3 pH. Eftersom pH mäts kontinuerligt i provet kan syra/bas automatiskt tillsättas så att pH-värdet hålls stabilt. Justering av pH görs under hela

testet. Utlakningen sker i tre stadier: först en syra/basreglering i 4 timmar där de största pH-regleringarna sker, sedan en jämviktsperiod i 40 timmar och sist en verifieringsperiod i 4 timmar, där endast marginell mängd syra/bas får tillsättas. Lakvätska från samtliga delprov för respektive analys analyseras.

Figur 6. Vid pH-statiska tester mäts pH kontinuerligt i provet och syra/bastillsatsen sker automatisk så att ett konstant pH kan erhållas.

pH-statiskt lakning (prEN 14997)

Material som standarden är avsett för

De flesta fasta material som kan krossas t.ex. askor, förorenade jordar, slam och avsvavlingsprodukter.

Ej lämplig för monolitiska, stabiliserade och mycket täta material. Provberedning

för avfall

Neddelning enligt SS-ISO 11464 Rekommenderad

provberedning för jord

Okrossbart material som stenar > 1 mm siktas bort och resterande material testas. Eftersom detta påverkar materialets vikt rekommenderas att bortsik- tade stenar vägs och tas hänsyn till vid tolkningen.

Gränsvärden relaterad till denna test

Kan användas som komplement till perkolationstest och tvåstegs skaktest mot gränsvärden för deponier, NFS 2004:10. Metoden anges vid t.ex. DOC- utlakning.

Förorenad jord Som underlag för riskbedömning av förorenad mark där pH kan tänkas vara styrande för utlakning av ämnen från provmaterialet till vatten.

Provmängd Minst 1 kg. Provet krossas så att minst 95 % har en partikelstorlek på högst 1 mm.

Tidsåtgång Testtiden är 48 timmar/pH, Vattenanalystid normalt ca 2 veckor Följande para-

metrar är lämpli- ga att mäta i den utlakade vätskan

Oorganiska ämnen såsom metaller samt organiska ämnen som DOC (löst organiskt kol) för vilka utlakningen påverkas av pH. Eftersom lakvätskan är surgjord med salpetersyra är nitrat inte lämplig att analysera.

Mäts och redovi- sas som:

Utlakad mängd per kg testat prov för respektive pH. Redovisas oftast i diagramform. Avsteg från standarden där endast 1–3 olika pH testas före- kommer.

3.4.2 prCEN/TS 14429, där syra/bas tillförs initialt

Istället för att använda kontinuerlig kontroll som ovan kan syra eller bas tillsättas under de första 4 timmarna (prCEN/TS 14429, ). Vid initial tillförsel blir pH i lak- vätskan för surt eller basiskt i början, men justerar sig till pH-värdet där lakningen gäller innan slutet av testet. För att veta hur mycket som ska tillsättas bestäms ma- terialets neutralisationskapacitet för syra (ANC) och för bas (BNC) ungefärligt (se nedanstående metod). Vid metoden används inte omrörning utan vändskakning.

3.5 ANC/BNC

ANC (syraneutraliserande kapacitet eller på engelska Acid Neutralising Capacity) är ett mått hur pH i ett material ändras när det utsätts för syra. Beroende på mate- rialets buffringsförmåga kan en syratillsats leda till stora eller små förändringar i pH, och pH förändringar har i sin tur stor påverkan på metallakning och Kd-värden.

Syraförbrukningen för att nå olika pH kan också fås i de pH-statiska testerna ovan, genom att mäta mängden syra som förbrukas i testet. Den första metoden som redovisas här har också stora likheter med (prCEN/TS 14429).

3.5.1 Framtida EN standardmetod för avfall

En EN-standardmetod för att mäta ANC i avfall förväntas införas 2006/2007. Me- toden som diskuteras är en variant av pH justerad lakning med initial tillsats som beskrivs ovan.

Som standard mäts både neutraliserande kapacitet för syra (ANC, pH sänkning) och bas (BNC, pH höjning). Detta kan vara av betydelse för riskbedömning av

förorenad jord om risk föreligger att surt eller basiskt vatten kommer i kontakt med ett förorenat område och ändrar jordens pH. Vid stabilisering av jord ger

ANC/BNC ett mått på hur mycket stabiliseringsmedel som minst behövs för att justera pH till en lämplig nivå. Vid deponering av jord som klassats som farligt avfall är bedömning av ANC ett krav.

Tabell 7. Sammanfattning av ANC mätningar ANC

Material som standarden är avsett för

De flesta fasta material som kan krossas t.ex. askor, förorenade jordar, slam och avsvavlingsprodukter.

Provberedning enl. standard

Neddelning enligt SS-ISO 11464 Krossning av partiklar > 1mm till 95 % mindre än 1 mm

Rekommenderad prov- beredning för jord

Okrossbart material som stenar > 1 mm siktas bort och resterande material testas. Eftersom detta påverkar materialets vikt rekommen- deras att bortsiktade stenar vägs och tas hänsyn till vid tolkningen. Gränsvärden relaterad

till denna test

Ska bedömas vid deponering av farligt avfall, dock finns inga gräns- värden.

Förorenad jord Som underlag för riskbedömning av förorenad mark där stora änd- ringar i pH kan förväntas (mer än bara surt regn). Vid stabilisering av jord genom pH förändring för bedömning av lämpliga mängder till- sats.

Provmängd Minst 1 kg. Provet krossas så att minst 95 % har en partikelstorlek på högst 1 mm.

Tidsåtgång ca 1 vecka. Följande parametrar är

lämpliga att mäta i den utlakade vätskan

pH. Kan kombineras med pH statiskt test då också metaller mäts.

Mäts och redovisas som:

pH som funktion av tillsatt mängd syra (mol H+/kg TS) i diagramform samt mängd syra som krävs för att nå pH 4.

3.5.2 Titrering

För vatten har länge en parameter mätt som nära motsvarar ANC, nämligen alkali- nitet. Detta har mätts genom titrering med syra tills vattnet når ett bestämt pH (SS- EN ISO 9963-1). För gruvavfall och sulfidhaltiga material har länge syra/bas för- hållanden varit intressanta, eftersom syran som dessa material kan producera har en stor påverkan på miljön. Inom detta område finns därför metoder som är anpassade för att värdera syraproducerande förmåga tillsammans med syraneutraliserande förmåga. Vid t.ex. en ABA-titrering får först ett övermått av syra reagera med prov, varefter mängden syra som inte har gått åt mäts (indirekt titrering). Vid en direkt titrering av fasta prov är det viktigt att ta hänsyn till att jord behöver mycket längre tid att nå jämvikt än vattenprov, så att titreringen måste ske mycket lång- samt.