För att uppnå syftet med arbetet har framför allt kvantitativa metoder använts. Provtagning gjordes avseende mikroplaster, metaller, kolväten, näringsämnen och konduktivitet för att få en uppfattning om sandens föroreningsgrad och vilken reningsmetod som är lämplig. Analyser utfördes efter standard i den mån det var möjligt. Resultatet baserades på egna mätdata från ICP-mätning av metaller, mikroskopisk undersökning av mikroplaster och mätningar av konduktivitet, totalkväve och totalfosfor, samt extern mätning av kolväten. För att kunna sätta uppmätta halter i ett sammanhang och få kunskap om hur rening går till på andra platser utfördes också en litteraturstudie som ligger till grund för rapportens teoriavsnitt.
Kostnadsanalys utfördes i form av en LCC innehållandes inköpskostnad, reningskostnad och besparing baserat på mängden återanvändningsbar sand. Jämförelse gjordes mellan olika alternativ, vilka kommer vara fortsatt deponering av uppsopad sand, inköp av egen utrustning för sandtvätt eller låta tvätten utföras av extern aktör.
3.1 Provtagning
Prov togs på använd sand från tre olika platser för att undersöka om olika trafikbelastning ger olika föroreningsgrad, samt på oanvänd sand för att användas som referens. Proverna togs direkt efter sopning, i två fall direkt från sopbilen och i ett fall då sanden lastats av på marken, vilket gjorde att sättet på vilket sanden samlades in varierade efter förutsättningarna. En större mängd sand samlades i en grön plastback i vilken sanden blandades runt för att ändå få så representativa prov som möjligt.
Provet som togs från sandhögen som lastats av på marken togs enligt Figur 5.
Figur 5. Provtagning på en hög. Källa: [69]
Sandproven samlades in dels i en metallhink för att undvika att provet kontamineras av exempelvis plast från en plastbehållare, dels i syradiskade
glasbägare i händelse av att metallhinken skulle påverka provets metall-innehåll. Eventuell kontaminering från plastbacken antogs kunna särskiljas på grund av den gröna färgen på plasten. Proven representerade inte hela högen utan endast ett urval.
3.2 Filtrering
En del av varje prov filtrerades i silar med olika maskstorlek för att få en uppfattning om hur stora de olika storleksfraktionerna var i varje prov. Så stor mängd sand som möjligt vägdes upp i glasbägare och torkades i ugn i 105°C i minst 12 timmar. Silarna som användes har maskstorlek 2,8 mm, 1,4 mm och 0,2 mm. Fraktionerna >2,8 mm, 1,4-2,8 mm, 1,4-0,2 mm och <0,2 mm vägdes separat.
3.3 Tungmetaller
Analysen av metaller i proverna utfördes enligt vad som beskrivs i standarderna SS 02 81 83 och SS 02 81 50, avsedda för metallhalter i vatten, slam, sediment och biologiskt material, samt SS 02 83 11, som är avsedd för jord, med vissa modifikationer. Uppslutningen av provet skedde med salpetersyra. Provet torkades vid 105°C över natten och skulle enligt standard homogeniseras i agatmortel, men detta moment gjordes inte då det antogs vara meningslöst för stenmaterial. Därefter följdes den modifikation som SGU gör vid analys av markprover, då flaskan efter tillsatts av 20 ml 7M salpetersyra täcks med urglas och kokas på värmeplatta i 60 min, i stället för att värmas i autoklav enligt standard. [70] Provlösningen analyserades i induktivt kopplad plasma med optisk emissionsspektrometer, ICP-OES, för kobolt, krom, koppar, nickel, bly, zink och kadmium. Resultatet jämfördes med Naturvårdsverkets generella riktvärden för förorenad mark samt tidigare studier.
3.4 Mikroplaster
Analys av mikroplaster saknar standard, därför baserades metoden på tidigare analysförsök [71] samt analyser utförda inom utbildningen och anpassades från sediment till sopsand. Metoden utnyttjar att plastpartiklar har lägre densitet än grus- och sandmaterial, vilket gör att de flyter upp på ytan av en saltlösning medan grus och sand sjunker till botten. Plasterna separeras från gruset och kan avskiljas vid ytan. Kalciumklorid (CaCl2, ≤ 2,2 g/cm3) användes då denna lösning har högre densitet än mikroplasterna. Däck- och vägslitagepartiklar uppskattas ha en densitet på cirka 1,8 g/cm3. [72]
Vid avskiljningen fördes det översta lagret med en glaspipett över till ett urglas och undersöktes under lupp. Därefter användes pipetten för att förflytta materialet till ett objektglas, vilket täcktes med täckglas. Mikroplaster per 0,5
g torrt prov i storleksordningen 0,1-1 mm räknades sedan under mikroskop och de olika mikroplasterna delades in i grupper beroende på utseende. Proverna undersöktes också visuellt i syfte att upptäcka större plastfragment för analys i FT-IR-spektrofotometer för att kvalitativt bestämma vad det är för typ av plast. Absorptionsspektra jämförs med spektra för kända plasttyper, antingen från egen mätning av referensprov eller från tidigare studier.
3.5 Organiska föroreningar
För analys av organiska föroreningar beställdes ett provkit från SGS Analytics. Proverna analyserades enligt ”Markpaket 6” vilket innebär analys av bland annat PAH, alifater och aromater. Innan proverna skickades i väg siktades sanden enligt önskemål för att få bort större stenar samt övrigt skräp.
3.6 Kväve och fosfor
Totalkväve och totalfosforhalter testades på två prover från varje provpunkt, där det ena provet först silats så att fraktionen <1,4 mm avlägsnats. Detta gjordes för att undersöka skillnaden när sanden med mindre kornstorlek och förmodat högre kväve- och fosforinnehåll inte inkluderades.
För att kunna mäta kväve och fosfor måste dessa ämnen lösas i vatten, vilket gjordes med en metod baserad på Makabs test för jordprover [73]. Torkad sand vägdes upp i bägare och avjoniserat vatten tillsattes. Proverna rördes om ordentligt och fick sedan stå ett par timmar. Därefter rördes de om igen och filtrerades sedan genom ett Munktell filterpapper 1F.
Analysen utfördes på den klara lösningen enligt standard från Hach Langes kit. Fosforkitet LCK 349 har en detektionsgräns på 0,05-1,5 mg/L PO4-P och 0,15-4,50 mg/L PO4. Kvävekitet är LCK 138, vilket har en detektionsgräns på 1-16 mg/L TNb.
3.7 Konduktivitet
Mätningen av konduktivitet gjordes på samma lösning som också testades för kväve och fosfor. Konduktivitetsmätaren kalibrerades med hjälp av standardlösning, tvättades av och användes till att mäta konduktiviteten i lösningen från sopsanden.
3.8 Intervjuer
För att få uppgifter om kostnader och andra förutsättningar för sopsandstvätt togs kontakt med företag och andra kommuner med kunskap inom området. Sökning efter företag gjordes på internet, vilka kommuner som kontaktades
baserades bland annat på vilka som omnämns i boken ”Sopsand – avfall eller resurs?” [11] men också företag och kommuner som nämnts i tidigare rapporter.
3.9 LCC-analys
Kostnadsanalysen gjordes i syfte att jämföra tre alternativ: inköp av egen anläggning, hyra av tjänst och fortsatt deponering. Till detta användes ett eget kalkylark i Excel. Kostnaderna för nuvarande hantering baserades på siffrorna som erhållits från Växjö kommun. Uppgifter om investerings- och driftkostnader eftersöktes från företag som säljer lämpliga maskiner. En resultaträkning med intäkter och utgifter upprättades där investerings-kostnaden räknades om till en årlig annuitet enligt [74]:
𝑎𝑓= 𝑟
1 − (1 + 𝑟)−𝑛
Annuitetsfaktorn, som multipliceras med investeringsbeloppet, betecknas med 𝑎𝑓, 𝑟 avser kalkylräntan och 𝑛 avser livslängd i antal år.
Därefter användes även återbetalningsmetoden i vilken återbetalningstiden beräknas enligt [74]:
Å =𝐺 𝑎
Å betecknar återbetalningstiden, 𝐺 grundinvesteringen och 𝑎 årligt betalningsöverskott.