I tabell B1.1–B1.2 sammanfattas vilka laktester som samlats in och använts för olika utvärderingar i Projekt ”Laktester för riskbedömning av förorenade områ- den”.
Tabell B1.1 – Insamlade skaktester från svenska efterbehandlingsprojekt (tvåstegstest vid L/S 2 och L/S 10, avvikelser från standardutförandet enligt CEN kan förekomma).
Laktest Medium Projekt Antal
test
Kemisk ana- lys
Tvåstegslakning CEN PrEN 12457-3
Glasbruk Vetlanda 4 Metaller
pr EN 12457 vid L/S 2 respektive L/S 10
Fyllnadsmaterial Lesjöfors bruk – Järn- och stålproduktion m.m. 3 Metaller CEN-lakning m avjoniserat vatten, CEN, pr EN 12457 LS2 och LS10 Forsmo – Träimpregnering (CZA och kreosot)
2 Metaller
Morän, mull- haltig ytjord, åsmaterial, sand
Grimstorp – Träimpregnering (CCA och kreosot)
4 As, Cr, Cu
pr EN 12457 vid L/S 2 respektive L/S 10
Sand Elnaryd – Träimpregnering (CCA och kreosot)
5 Metaller Robertsfors – Träimpregne- ring (CCA) 9 Metaller EN 12457-3 L/S 2, L/S 10 Fylln/grusig sand, slagg, aska, mulljord, tegelrester, järnskrot m.m.
Österbybruk – Div. metallhan- tering (tungmetaller, olja m.m.) 6 Metaller EN 12457/3 L/S 2, L/S 10 Mariannelund – Sulfitfabrik (kisaska) 4 Metaller pr EN 12457-3 L/S 2, L/S 10
Elnaryd/ Aringsås – Träim- pregnering (CCA och kreo- sot)
4 Metaller
pr EN 12457-3 L/S 2, L/S 10
Stjärnsfors – Sulfat, kloralkali, impregnering m.m. (Hg, dioxin, PAH, metaller m.m.)
4 Metaller
L/S 2, L/S 10 Jungnerholmarna SGI 10 Cd, Ni, Pb, Hg
SS-EN 12457-3 L/S 2, L/S 10 Beckholmen 4 Metaller SS-EN 12457-3 L/S 2, L/S 10 Kisaska, Jord/ Fyllnadsmaterial
Edsvalla, Jössefors, Koppom, Forshaga-Klarafors bruk Värmland – Pappers- & massaindustri.
6 Metaller
pr EN 12457-3 Gnosjö – Ytbehandlingsverk-
samhet (zink, krom, koppar och nickel) 4 Metaller EN 12457-3 L/S 2, L/S 10 Innansjön – Impregnerings- anläggning 5 As, B, Cr, Cu, F
EN 12457-3 L/S 2, L/S 10
Ängsmark, silt eller lerig silt, saml.prov viss inblandning grövre.
F.d. impregneringsanläggning i Hjälta, Sollefteå kommun
2 Metaller, DOC, fenolindex, fluorid, klorid, sulfat CEN-lakning L/S=2 och L/S=10. Troligen EN 12457-3 Fyllning (avfall) med sandig siltiga, grusigt sandiga inslag Kompletterande undersök- ningar inom fastigheterna Akterspegeln 14 och 22 i Stockholm
Golder – Industriell verksam- het bl.a. svavel-
syratillverkning och elektro- mekanisk tillverkning 3 Metaller EN 12457-3 L/S 2, L/S 10 Jordprov (vissa slaggskikt)
Gamletull – Gammal gjuteri- fastighet (osäker uppgift)
15 Metaller, fenoler 2-stegs SS-EN 12457-3 L/S 2, L/S 10 Jord (Fyllnads- material) Norra stationsområdet, Laholm 3 Metaller, DOC, fenoler, fluorid, klorid, sulfat 2-stegs SS-EN 12457-3 L/S 2, L/S 10
Jord (Bl.a. Fyll- nadsmaterial. sand, grus med metallskrot)
Skrotgård 3 Metaller, DOC,
fenoler, fluorid, klorid, sulfat EN 12457-3 L/S 2,
L/S 10
Jord, grusig mull, lite aska?
Sekretessprojekt 5 Metaller, DOC,
fenoler, fluorid, klorid, sulfat Tvåstegs skaktest
enl. NT ENVIR 005
Elkvarn Gustavsberg 3 Metaller prEN 12457-3 L/S 2,
L/S 10
Miljöbedömning av metallför- orenade massor Cisternom- rådet. Boxholm
4 Metaller
EN 12457-3 Siktat jord. Svart fyll, tegel, glas och skrot, ljust sandigt fyll, mkt betong, arme- ring, enstaka glas
Glasbrukstomten, Sågplanen och Skogsvägen i Ekenäs- sjön Vetlanda kommun, Golder Associates 5 Metaller, DOC, fenolindex, fluorid, klorid, sulfat EN 12457 2-stegs skaktest L/S 2, L/S 10 Metallförorenad jord. Kan inne- hålla torvskikt.
Sammanfattning av resultat erhållna från laktester, fastig- heterna Gnosjö Töllstorp 1:220 och 1:380. DGE 2003- 06-24 2 Cd, Cu, Ni, Pb, Zn, DOC, Cl, F, SO4 Tvåstegs skaktest L/S 2, L/S 10
Silt Träimpregnering SGI projekt 11407
2 Cu, Pb
Tvåstegs skaktest L/S 2, L/S 10
SGI projekt 10810 1 Metaller
Tvåstegs skaktest L/S 2, L/S 10
SGI projekt 10967 5 Metaller
Tvåstegs skaktest L/S 2, L/S 10 Glasbruk 3 Metaller Tvåstegs skaktest L/S 2, L/S 10 Träimpregnering 7 Metaller Tvåstegs skaktest L/S 2, L/S 10
Tabell B1.2 Skak- och perkolationstester på danska jordar (laktester utförda av DHI på uppdrag av danska Miljöstyrelsen).
Laktest Medium Projekt Antal
test Kemisk analys Skaktest CEN EN 12457-3. L/S=2; 0,001 M CaCl- lösning
Förorenad jord DHI för danska Miljöstyrelsen, 1999 41 Metaller + fys- kem Skaktest EN 12457- 3. L/S= 2 och 10; 0,001 M CaCl- lösning
Förorenad jord DHI för danska Miljöstyrelsen, 1999 4 Metaller + fys- kem Perkolationstest NT ENVIR 002. L/S=0.1, 0.2, 0.5, 1, 2; 0,001 M CaCl-lösning
Förorenad jord DHI för danska Miljöstyrelsen, 1999
3 + 1*4
Metaller + fys- kem
Pascal Suèr och Ebba Wadstein, Statens Geotekniska Institut
Sammanfattning
Denna rapport utgör en översikt av laktester och hur de kan användas för att karak- terisera förorenad mark. Laktesterna behandlas en och en i rapporten, där man utgående från själva metoden kan se vilka användningsområden testet har. Rappor- ten är en underlagsrapport till ”Laktester för riskbedömning av förorenade områ- den”. I den övergripande rapporten beskrivs en metodik för att välja laktest utifrån problemställningar.
Laktest används i denna rapport som beteckning för en test som är tänkt att ef- terlikna ett materials verkliga egenskaper som t.ex. hur mycket metall som löses ut av grundvatten. Laktester sammanfattas i Tabell 1.
Extraktionstest används i denna rapport för test, som är avsedda att ge information om hur metaller är bundna i jorden, och hur dessa uppträder under förändrade för- hållanden, men inte avser spegla verkligheten direkt. Extraktionstester sammanfat- tas i Tabell 2.
Tabell 1 Översikt över laktester.
Laktest Metod Typ Huvudsaklig användning
Rekommen- derade stan- dardtester
Perkolations- test
SIS-CEN/TS 14405 Vattenlakning i ko- lonn, L/S 0,1 – L/S 10 l/kg Lakning från förorenad område Kd för källtermen Gränsvärde mottagningskri- terier deponi Perkolations- test
ISO/DIS 21268-3 Vattenlakning i ko- lonn, L/S 0,1 – L/S 10 l/kg
Utkast till standard, som ovan men anpassad för jord (kalciumkloridlösning istället för vatten)
Tvåstegs skaktest
SS-EN 12457-3 Vattenlakning skak- test, L/S 2 och L/S 10 l/kg Lakning från förorenad område Kd för källtermen Gränsvärde mottagningskri- terier deponi Enstegs skak- test SS-EN 12457-1, 2, 4 Vattenlakning skak- test, L/S 2 eller L/S 10 l/kg Ersätter EN 12457-3 när den inte fungerar, t.ex. vid hög vattenhalt. Enstegs skak- test ISO/DIS 21268-1 och 2 Vattenlakning skak- test, L/S 2 eller L/S 10 l/kg
Utkast till standard, som ovan men anpassad till jord (kalciumkloridlösning istället för vatten).
Adsorptions- tester
Kd OECD 106 Skaktest med ren jord
och vatten med tillsatta metaller
Fastläggning utanför förore- nad område
Material till sorptionsfilter Kd ASTM D 4646-03 Skaktest med förore-
nat vatten och ren jord/ filtermaterial
Material till sorptionsfilter Fastläggning utanför förore- nad område
Tester för solida materi- al
Diffusionstest NEN 7345 Ytutlakning av mono- lit (gjuten kropp) med pH-justerat (pH 4) vatten.
Lakning från stabiliserad jord
Diffusionstest framtida EN me- tod?
Ytutlakning av mono- lit (utan pH justering).
Lakning från stabiliserad jord
Ev. framtid för mottagnings- kriterier för deponi
Diffusionstest NVN 7347 Ytutlakning från granulära material
Tabell 2 Översikt över extraktionstester
Extraktionstest Metod Typ Huvudsaklig användning
Tillgänglighetstest NT ENVIR 003 Provet finmals. Lak- vatten justerad till pH 7 och pH 4. L/S >100 l/kg
Totalt potentiellt tillgänglig mängd metaller.
Oxiderad tillgäng- lighetstest
NT ENVIR 006 Som ovan, med tillsats av oxidations- medel
Totalt potentiellt tillgänglig mängd metaller för redu- cerande prov (t.ex. sulfid- haltiga).
pH-statisk lakning prEN 14997 Laktest där pH juste- ras kontinuerligt
Förutsäger utlakning av metaller vid pH-ändring Grundläggande karakteri- sering till deponi Tolkning styrande proces- ser
pH-statisk lakning prCEN/TS 14429 Skaktest där pH justeras initialt
Förutsäger utlakning av metaller vid pH-ändring Grundläggande karakteri- sering till deponi Tolkning styrande proces- ser
ANC EN standard
planerad för 2007
Skaktest med olika tillsatser av syra
Förutsäger ev. pH- ändringar
Krav vid deponering farligt avfall
Sekventiell ex- traktion
Ej standardiserad Serie av skaktester med allt mer aggres- siva lösningar
Uppskattar metallers association till jordens olika beståndsdelar Biotillgänglighet se underlagsrap-
1 Inledning
Metoder för utlakning av vattenlösliga ämnen ur fasta material har utvecklats inom olika områden utifrån specifika frågeställningar och förutsättningar. Inom jordbru- ket finns t.ex. metoder för att bedöma olika jordars näringsvärde i termer av lösliga närsalter och spårämnen. För utlakning av föroreningar har laktester använts främst för riskbedömning vid användning av restprodukter och för bedömning av avfall.
Avsikten med laktester är att bedöma lakbarheten i vatten av skadliga ämnen ur ett fast material samt att bedöma utlakningsbeteendet. Resultaten används bland annat för att göra en bedömning av konsekvenserna för miljön vid användning av restprodukter vid t.ex. vägbygge, då ett vatten (vanligtvis regnvatten) infiltrerar materialet och det uppkomna lakvattnet sprids. Under 2005 har nya mottagnings- kriterier för deponier, enligt NFS 2004:10, inneburit krav på karakterisering av utlakningsegenskaper hos deponiavfall. Detta har medfört en ökad användning av laktester inom deponiområdet.
Förorenad jord är enligt nya avfallsdirektivet för EU att betrakta som avfall då den grävts upp och därför är laktester som utvecklats för andra typer av avfall nu aktuella även för jord. Testerna kan också användas då jordens tillstånd skall risk- bedömas ur ett human- och ekotoxikologiskt perspektiv.
I avfallstesten undersöks vanligen lakbeteendet i en testmiljö som liknar natur- liga förhållanden, där själva materialets egenskaper styr lakmiljön (t.ex. pH). I vissa fall används också pH-justerat vatten för att efterlikna sur nederbörd. Detta gäller oavsett om lakningen görs med skaktest eller i kolonn. Då vi modifierar lakmediet ytterligare för att starta en process eller påskynda en simulering av natur- lig variation har vi övergått till vad som brukligt kallas extraktionstest. Skillnaden mellan laktest och extraktionstest är dock inte helt klar och väldefinierad. I denna rapport behandlas laktester i kapitel 2 och extraktionstester i kapitel 3.
I kapitel 4 finns kommentarer om provberedning för laktester och om urval av totalhalter för analys av förorenad jord. Totalhalter bestäms ofta genom en extrem form av extraktion, där starka syror används. En stor del av metallerna i jord extra- heras ut i en totalhaltsanalys, inklusive metaller som troligen aldrig kommer att påverka miljön. Sammanhanget mellan de olika testerna illustreras i Figur 1.
Extraktionsmedia: Tillgängligt för: Konc. syra Totalinnehåll Aqua Regia (Partiellt)
Figur 1. Genom att laka med olika vätskor fås en uppfattning om hur tillgängligt metallerna i jorden är för olika processer. Ovanstående skiss ger en grov uppfattning om förhållandena. Från (Nord- bäck m.fl., 2004).
1.1 Standardisering
I de standardiserade testprocedurerna ingår en del förenklingar, dels då lakbeteen- det styrs av flera komplexa processer och dels av praktiska orsaker (t.ex. testtider). Matrisens sammansättning med avseende på partiklarnas storlek, ytarea, porositet och kolinnehåll är faktorer som i kombination med rörelse, tid och temperatur un- der extraktionen har inflytande på resultatet. För att få en god reproducerbarhet och möjliggöra jämförelser av resultat mellan olika laboratorier krävs det därför detal- jerade metoder. Standarder inom detta område är därför centralt i samband med jämförelse av resultat från laktester med varandra.
I denna rapport används standardbeteckningar där dessa finns, för att tydliggöra vilka standarder som avses. Standarder med SS-nummer är fastställda svenska standarder. EN standarder kommer från den europeiska kommittén för standardise- ring och är bindande för Sverige också. Om standardiseringskommittén är oenig i godkännandet för en test anges TS, Technical specification, efter standardnumret. En sådan test har lägre status. Detta innebär bl.a. att myndigheter ej är skyldiga att referera till testen vid offentlig upphandling. Perkolationstest SIS-CEN/TS 14405 är exempel på en sådan test. ISO standarder kommer från den internationella orga- nisationen för standardisering och är frivilliga för Sverige. Vissa ISO-standarder accepteras i Sverige och får då en SS-ISO beteckning.
1.2 Osäkerheter
Alla analyser är behäftade med osäkerhet, dock är inte alla lika bra undersökta. Skaktest (se avsnitt 2.3) har blivit validerad av van der Sloot m.fl. (2001). Några
Svag syra/ komplexbildare
Potentiell lakbar fraktion, djur, människor Växter Utspädda salt- lösningar Transport i grundvatten, vattenlevande organismer Vatten (fri jonaktivitet)
resultat från den studien och från Wahlström m.fl. (2004) visas i Tabell 3, för att ge en uppfattning om osäkerheterna i laktester.
Tabell 3 Standardavvikelse för skaktest enligt EN 12457 vid L/S 10 (kumulativt), mätt på enskilda ämnen.
Material Förorenad jord Avfall Avfall
Testdetaljer Enstegs Tvåstegs Tvåstegs
Upprepbarhet (inom lab) 3–5 % 10–35 % 2–14 % Reproducerbarhet (mellan lab) 7–30 % 20–40 % 2–52 % Antal laboratorier 11 9 4
Källa (Van der Sloot m.fl., 2001)
(Van der Sloot m.fl., 2001)
(Wahlström m.fl., 2004)
Reproducerbarhet för ett test anger spridningen som kan fås mellan tester på delar av samma prov utförda vid olika laboratorier. Upprepbarhet anger den spridning som kan erhållas mellan två mätningar utförda på samma laboratorium, med sam- ma utrustning och samma material.
Van der Sloot m.fl. (2001) visade att resultat mellan olika laboratorier kan skil- ja uppåt 100 % för samma material (med 95 % säkerhet). I normalfallet är dock spridningen inte så hög. Studien visade också att resultatet mellan två analyser gjorda av samma laboratorium kan skilja uppåt 50 %, men skillnaden är vanligtvis mindre. Skillnaderna kan bero på små variationer i materialet, hanteringen och analysen av vattnet.
Osäkerheten, räknat som reproducerbarhet, är ungefär dubbelt så stor för skak- test som för en vanlig totalhaltsanalys (Andersen och Kisser, 2004) för samma prov. Dock brukar laktestresultat variera mindre än totalhaltsanalyserna mellan olika prov från samma område då det oftast är samma processer som styr lakningen från materialet medan det totala innehållet av metaller kan variera (Van der Sloot, 2005).