Verslag. Chroom in tuinhout. Versie def. Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

Transcriptie

1 Verslag Chroom in tuinhout Versie def. Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

2 Inhoud Inleiding... 3 Doel van het onderzoek... 4 Hypothese... 6 Werkwijze... 7 Gebruikte materialen en opstelling... 7 Methode... 8 Fotorapportage Resultaten Meetgegevens AAS Berekeningen Nabespreking Conclusie Conclusie volledig Hypothese <-> conclusie Verklaring conclusies Eindwoord Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

3 Inleiding Dit verslag is ontstaan uit een opdracht die ik heb ontvangen voor het onderdeel practicum B welke onderdeel is van studie Master of education Scheikunde aan de Fontys in Tilburg. In het verleden ben ik veel in contact geweest met gewolmaniseerd tuinhout. Dit is tuinhout wat tot het jaar 2000 de zware metalen arseen chroom en koper bevat. Deze metalen dienen ervoor het hout te verduurzamen (langer houtbaar). Later is de wetgeving aangepast omdat bleek dat deze metalen schadelijk waren voor mens en natuur. Dit heeft mij altijd geïntrigeerd, nu was de gelegenheid om hier onderzoek naar te doen. Dus in dit stuk doe ik verslag naar mijn bevindingen betreffende het gehalte in het hout en wat er wordt afgegeven. Samenvatting van dit verslag Diverse soorten hout heb ik verast en daarna het gehalte aan chroom bepaald. Ik heb me gefocust op chroom omdat dit het meest in het nieuws kwam en volgens kranten berichten werd de nieuwe wetgeving (verbod op chroom) niet nageleefd. Al in de voorbereiding kwam al min of meer naar voren dat er waarschijnlijk geen chroom meer aanwezig zou zijn in nieuw tuinhout. Voor het onderzoeken naar het afgeven van chroom aan de natuur ben ik dus overgestapt op koper omdat tijdens het meten bleek dat er geen chroom meer zat in nieuw tuinhout. Chroom bleek wel duidelijk aanwezig in het door mij verzamelde hout uit 1988 en 2000, ik trof het niet meer aan in hout van 2004 en De simulatie proef van regen gaf een duidelijke hoeveelheid aan van koper wat wordt afgegeven. Conclusie van het onderzoek is dus dat chroom niet meer aanwezig is in het door mij aangeschafte tuinhout. Bij beregening wordt bij nieuw en oud tuinhout zware metalen afgegeven aan de omgeving. Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

4 Doel van het onderzoek Onderwerp Het behandelen van tuinhout het zogenaamde verduurzamen met o.a. Chroom is enige jaren geleden in het nieuws geweest. Er werden toen zware metalen gebruikt om het hout te behandelen zodat het langer mee gaat. In die tijd heeft het op mij veel indruk gemaakt. Ik heb namelijk bij mijzelf en bij vele buren dit tuinhout geplaatst. Dit hout heb ik met mijn blote handen geplaatst, zonder bescherm middelen gezaagd en bewerkt. Enige tijd later bleek dit dus vol gevaarlijke metalen te zitten en kwam het advies om het niet te bewerken zonder beschermende middelen. Nu is dit een mooie gelegenheid om me eens verder te verdiepen in deze materie. De politiek heeft toen een kleine aanpassing gemaakt in de wetgeving. Het arseen wat ook werd gebruikt is verboden als verduurzamingmiddel van tuinhout voor particulieren niet voor bedrijven. Het chroom en koper mochten nog steeds worden gebruikt. Met ingang van 2004 is ook het chroom verboden als verduurzaming middel. Ik ben benieuwd wat er met de concentratie chroom in het hout is gebeurd als je nieuw hout vergelijkt met oud hout. Wat gebeurd er met het gehalte aan chroom in het hout als het enige tijd aan de elementen wordt blootgesteld. Bevat het hout wat nu wordt verkocht nog chroom. Dat zijn vragen die me bezig hielden. Onderzoekvraag (het doel) Chroom is schadelijk voor mens en dier. De natuur ondervindt over het algemeen weinig gevolgen omdat chroom zich verspreid en zich bindt aan de stoffen die in de aarde of bodem van sloten bevind en nu blijkt dat vooral direct contact met dit hout moet worden vermeden. Waar ik vooral in ben geïnteresseerd is hoeveel chroom zit er nu in nieuw hout en in hout wat enige jaren staat. Als het regent op nieuw hout hoeveel chroom geeft dat hout dan af als je dat over langere tijd meet. Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

5 Hoofdvraag Deelvragen Hoeveel chroom bevat aangeschaft tuinhout? Wat is het gehalte chroom in resp. nieuw, 4 jaar oud en 20 jaar oud hout.? Hoeveel chroom wordt er afgegeven als je voor langere tijd een nieuw stuk hout beregend? Heb ik last van interferentie bij metingen met de AAS? Het onderzoek Het doel is dus te onderzoeken hoeveel chroom er in oud en respectievelijk nieuw en oud zit. Het tweede onderzoek betreft het bekijken hoeveel chroom er wordt afgegeven aan de natuur in de loop der jaren. Dit heb ik aangepakt door hout te verzamelen, de metalen die daar in zitten in oplossing te brengen en dan de concentratie te bepalen. Het tweede gedeelte van het onderzoek bestaat uit het onderzoeken welke hoeveelheid chroom dat wordt afgegeven aan de natuur gedurende regen. Dit onderzoek heb ik als volgt aangepakt. Ik heb een nieuw stuk hout gekocht bij een tuincentrum, dit hout heb ik lange tijd onder gedompeld om zo regen te simuleren. Deze oplossing heb ik ingedampt en daarna was de bedoeling om de concentratie van het chroom te bepalen. In de voorbereiding bleek al dat er misschien wel geen chroom meer aanwezig zou kunnen zijn in dit hout. Indien dit werd geconstateerd dan zou hiervoor overschakelen op koper. Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

6 Hypothese Gestelde Hypothese in voorbereidende fase: Tuinhout van 20 jaar oud bevat haast geen chroom meer omdat het langere tijd bloot gesteld is aan weeromstandigheden en hoe jonger het hout wordt des te meer chroom het zal het bevatten. Nieuw tuinhout bevat nog steeds chroom ondanks dat het niet mag. Na beregenen zal het nieuwe tuinhout chroom afgeven. Verantwoording Hypothese De Hypothese blijkt niet te kloppen. Alleen oud hout bevat nog chroom, nieuw hout bevat geen chroom. Nieuw hout bevat nog wel koper. Dus na beregenen komt er geen chroom vrij, wel koper. De uitkomst Hypothese De uitkomst van de hypothese is dus niet zoals voorspeld. Het blijkt dus anders te zijn. In de voorbereidende fase bleek dat de nieuwe wetgeving veel werd overtreden dus in de voorbereiding kan je eigenlijk alleen stukken en websites vinden betreffende overtredingen van de nieuwe wetgeving. Nergens lees je iets over de leveranciers van tuinhout, langzamerhand zijn overgestapt op chroom vrij tuinhout. Hierdoor krijg je een gekleurde mening krijgt. Voor het onderzoek betreffende beregenen ben ik dus overgestapt op koper. De hoeveelheid koper die wordt afgegeven aan de natuur is: Indien je nieuw hout zou gebruiken, dan zou het eerste jaar voor mijn tuin die 300 kg tuinhout bevat, 3 gram koper worden afgegeven. Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

7 Werkwijze Gebruikte materialen en opstelling Beregening Maatcilinder water tuinhout Verassen Tuinhout Div. soorten tuinhout Kroesjes met deksel Brander Maatkolven Trechter Bekerglazen Filters Zuur Standaardijkreeksen Voorraad oplossing 50 mg/l CuCl 2 in 500 ml maatkolf 50 mg/l CrCl 3 in 500 ml maatkolf Verdunningen voor ijkreeks 25,20,10,5,1 µg/ml CrCl 3 20, 10, 5, 2, 1 µg/ml CuCl 2 IJkreeks voor additie ijkreeks Niet aangevuld tot 100,00 ml 10, 7, 5, 2, 1 µg/ml CuCl 2 10, 7, 5, 2, 1 µg/mol CrCl 3 Water CuCl 2.2H2O CrCl 3 Balans pipetten Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

8 Meten fontys AAS Diverse gassen Water Alle monsters IJkreeksen Methode Globaal Om de gehaltes aan chroom te kunnen zoeken zal ik hier in het kort omschrijven hoe ik dit heb aangepakt. Verder op is het exacter uitgeschreven zodat het reproduceerbaar is. Om het gehalte aan chroom en/of koper te onderzoeken, ga je eerst hout verzamelen, dan ga je dit verassen. Er blijft dan een kleine hoeveelheid as over welke opgelost moet worden. Deze oplossing kan je dan gaan meten met AAS. Om de concentratie te kunnen bepalen heb je voor de AAS een ijkreeks nodig. Zodat je de concentratie van de gemaakt oplossing exact kan bepalen. Ik heb nog een tweede ijkreeks aangemaakt tbv controle op storende invloeden van andere metalen die uit hout komen de zogenaamde additie ijkreeks De hoeveelheid afgeven metalen aan de omgeving heb ik als volgt bepaald. Een flink stuk hout onder water gedompeld en het daar enige tijd onder water laten staan. Dit 2 maal herhaald met schoon water, omdat er een geconcentreerde metaal oplossing ontstaat. Want als je een regen periode wil nabootsen dan spoelt het water de metalen uit het hout. Dus indien je de oplossing niet ververst wordt er minder metaal afgegeven. Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

9 Exact Gegevens hoeveel hout verassen Afvalhout bevat Max. 4,8 gram chroom de kilo hout Bronnen en materialenboek 14 Nodig voor AAS 20 µg /ml = 20 mg /l Bronnen en materialenboek 7 Dus 10 gram oud tuinhout bevat 48 mg chroom Dus verassen per hout soort max 10 gram, verdunnen kan altijd nog Werkwijze verassen Hout (per hout soort) Per hout soort ongeveer 3-10 gram hout verzamelen Exacte massa afwegen op balans Overbrengen in kroesje Uitgloeien hout o Voorzichtig hout mag niet branden Over brengen in bekerglas met water Zoutzuur toevoegen gecon. 5 ml Na oplossen overbrengen in maatkolf 100ml Aanvullen tot 100,00 Deze procedure herhaal je voor alle houtsoorten Werkwijze beregening Flink stuk hout met een exacte massa onder dompelen in water Na een week water verversen Na 3 dagen nogmaals water verversen Na in totaal 14 dagen alle drie oplossingen verzamelen Damp oplossing in tot een exacte hoeveelheid bv ml Werkwijze maken ijkreeksen Afgewogen g CuCl2.2H2O en in 500,00 ml opgelost (berekening zie bronnenboek 17) Uit deze oplossing resp. 20, 10, 5, 2, 1 ml over gebracht in verschillende maatkolven van 100 ml Aanvullen tot 100,00 ml (IJKREEKS) Uit deze oplossing resp. 10, 7, 5, 2, 1 ml over gebracht in verschillende maatkolven van 100 ml Aanvullen tot ongeveer 50 ml (Additie IJKREEKS) Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

10 Afgewogen g Cr(III)Cl 3.2H2O en in 500,00 ml opgelost (berekening zie bronnenboek 17) Uit deze oplossing resp. 20, 10, 5, 2, 1 ml over gebracht in verschillende maatkolven van 100 ml Aanvullen tot 100,00 ml (IJKREEKS) Uit deze oplossing resp. 10, 7, 5, 2, 1 ml over gebracht in verschillende maatkolven van 100 ml Aanvullen tot ongeveer 50 ml (Additie IJKREEKS) Werkwijze meten met AAS AAS aan Acetyleen gas toevoer open Perslucht gas toevoer open Juiste lamp voorzetten Cr resp. Cu CHROOM Juiste instellingen voor meten instellen Cr o Aantal standaard oplossingen =5 concentratie opgeven o Golflengte =425,4 o Slit with= 0,2 o Sampling methode= manual o Calibratie= concentratie Meting starten alle waarden (absorptie) noteren Eerst ijkreeks meten Monsters meten Van 1 monster bv ml toevoegen aan voor bereide additie ijkreeks bv 5ml en meten Er bleek geen chroom te zitten in de monsters van 2003 en 2008, dus voor beregening meting overgeschakeld op Koper Juiste instellingen voor meten instellen Cu o Aantal standaard oplossingen =5 concentratie opgeven o Golflengte =327,4 o Slit with= 0,2 o Sampling methode= manual o Calibratie= concentratie Meting starten alle waarden (absorptie) noteren Eerst ijkreeks meten Monster meten Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

11 Fotorapportage Hout verzamelen Soorten te onderzoeken Simulatie regen Opvangen monster verzamelen Monster nemen Mate impregnatie nieuw hout 4 monsters Indampen monster 2008(regen) Overbrengen in 500,00 ml Verassen 2000 Naar maatkolf 100,00 Rest hout verassen Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

12 Alles overgebracht Meten met AAS Fontys Koper ijkreeksen Chroom ijkreeksen Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

13 Resultaten Massa s tuinhout Leeftijd hout Massa kroes Massa hout Massa kroes Leeg met hout Nieuw 28,651 3,365 32,016 4 jaar 28,908 2,660 31,568 7 jaar 29,226 2,824 32, jaar 31,162 4,347 35, ,74 Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

14 Meetgegevens AAS ml van 50 mg/l [Cr] mg/l Abs verdund tot 100 ml van 50 mg/l [Cu] mg/l Abs 5 2,5 0, ,5 0, , , , ,5 0, ,5 0, ,84 Cr Cr monster , mg/l monster , mg/l monster monster Check additie 0,008 3,7 mg/l Standaard ml 1988 monster Cu Monster 2008 Cu regen 0,65 3,7 mg /L Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

15 Berekeningen Gehalte De monsters uit 1988 en 2000 bevatten dus duidelijk nog een behoorlijke hoeveelheid chroom, het hout uit 1988, mg/ml oplossing dus in hout oplossing zit 1,1 mg Het hout uit mg/ml oplossing dus in deze hout oplossing zit 5,8 1,1 mg kwam uit 4,347 gram hout van het jaar 1988 dus dat is per kilo, 1, g * 1000/4,347 = 0,2530 g Chroom per kg tuinhout 5,8 mg kwam uit 2,824 gram hout van jaar 2000 dus dat is per kilo, 5, g * 1000/2,824 = 2,041 g Chroom per kg tuinhout Beregening De meting geeft aan dat er 3,7 mg Koper vrijkomt van twee weken onderdompeling, dit komt neer op een hoeveelheid van 3,7 mg/l dus in 1 ml 3,7µg, ik had 500ml dus 3, *500 in 378,74 gram hout dus dat is per kilo 3, *500*1000/378,74 = 4, gr Cu wat vrij komt na onderdompeling voor 2 weken. Additie nodig of niet Concentratie van additie standaard 5 ml van concentratie 50 mg/l daar bij 10 ml monster 1988 dus c1*v1= c2*v2 5*50+10*11=100*x x = 3,60 mg/l volgens de meting moet dit zijn 3,6 mg /L. Dus er zijn storende invloeden van andere metalen Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

16 Nabespreking Conclusie Chroom is in grote hoeveelheden nog steeds aanwezig in tuinhout na enkele jaren. Ik heb in mijn tuin geschat ongeveer 300 kg Tuinhout uit 1988 dus in mijn tuin is dus nog aanwezig 300 * 0,25 =75 gram aan chroom. Er komt ongeveer 5 mg Cu vrij na twee weken onderdompeling. Er valt 750 mm regen per jaar. De onderdompeling is niet goed vergelijken met regen, ik denk dat het wel mag vergelijken worden met 26 weken regen en dat is dan een neerslag van 375 mm. Dan geeft dat toch per kg gram hout 2 * 5 mg = 10 mg per jaar per kg hout. 0,010 * 300 is toch 3 gr per jaar. Aangezien koper giftig is het niet raadzaam om groenten te kweken naast tuinhekken. Zeker niet naast oud tuinhout omdat daar ook nog chroom inzit en dit is veel schadelijker. Conclusie volledig. Beregening Betreffende de beregening kan de proef representatiever worden uitgevoerd. Door een beregen installatie te bouwen zodat de hoeveel gevallen regen dan beter is na te bootsen. De cijfers kloppen wel redelijk volgens het rapport koper-, chroom- en arseenemissies uit verduurzaamd hout van SHR Hout Research SHR is de emissie van koper 94 mg/m3 bij 16 mm neerslag. Bijlage 2 (Zie bronnen boek 17) Dus 94 mg bij 400 kg hout met een neerslag van 16 mm. (grenen sg 400kg/m 3 ) Per kilo 94/400*750/16 voor neerslag per jaar maal 300 voor mijn tuin kom ik op 11,0 gr per jaar voor het eerste jaar daarna neemt het natuurlijk af per jaar. Dus Tuinhout geeft nog steeds koper af en dus ook nog steeds chroom omdat ook nog steeds in het hout zit. Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

17 Gehalte De proef met het gehalte aan chroom is waarschijnlijk goed. Het hout uit de tuin bevat nog 4,4 gram per kg en volgens hetzelfde rapport bijlage twee is 3,6 gram het gehalte aan chroom in tuinhout wat tuinhout mag bevatten. Hypothese <-> conclusie Gehalte Zoals al eerder gemeld tuinhout bevat nog steeds grote hoeveelheden chroom, hoewel de hoeveelheid sterk is afgenomen na 20 jaar. Het gehalte is het nog steeds aanzienlijk, 0,25 g per kilogram hout. Dus mijn hypothese klopt niet Beregening Ook deze hypothese klopt niet nieuw hout bevat geen chroom meer. Nog wel koper en dat wordt wel afgegeven aan de natuur. Verklaring conclusies Hout bevat geen chroom meer als het nu (2008) wordt aangeschaft, de wetgeving is veranderd met ingang van Chroom en Arseen zijn verboden als verduurzamingmiddel in tuinhout bestemd voor consumenten. Tot mijn grote verrassing blijkt de industrie zich hier aan te houden. Ondanks de berichten in pers Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

18 Eindwoord Geheel tegen mijn verwachting in bleek er in het huidige tuinhout geen chroom meer te zitten, zo blijkt maar weer dat het moeilijk is alleen via onderzoek op internet tot een goede mening te komen, het merendeel van de informatie is verouderd. Het onderzoek op zich vond ik erg interessant omdat het mij inzicht gaf in de gehele problematiek rondom tuinhout en het verduurzamen ervan. Bovendien is duidelijk naar voren gekomen dat er in Nederland heel wat chroom, arseen en koper de bodem insijpelt. Het gehele proces rondom het profielwerkstuk vond ik ook leerzaam, zeker omdat in de nabije toekomst ook kinderen ga begeleiden met profielwerkstukken. Deze methode Bioplek lijkt me ook prima te gebruiken. Het dwingt de leerling tot het tussentijds opleveren van deelstukken (fases) waardoor er een beter eindproduct ontstaat. Al met al wel tijd rovend maar leerzaam voor mijn beroep. Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout

19 Bronvermelding Zie ook bronnenboek 1. Definitie wolmanzouten Chroomzouten chemiekaarten Elektronische chemie kaarten 4. Gevolgen chroom voor mens en natuur 5. Magazijn 3 maandelijkseblad Universiteit van Utrecht 6. Uitleg werking AAS gedeelte 7. Instelling AAS Handboek varian AAS fontys 8. Wetgeving verduurzamen hout 9. Website ctgb huidige stand van zaken wetgeving Website wolmanzouten.nl Specificaties uv/vis apparatuur betreffende meetwaarden Voorschrift meting chroom met difenylcarbazine 13 titratie voorschrift chroom bepaling NVOX nr9 14 Bron: document van min. Vrom CCA-hout duurzaam verwijdert? 15 Voorschrift metingen met AAS met diverse metalen 16 Rapport over Koper-, chroom- en arseenemissies uit verduurzaamd hout amd%20hout.doc Profielwerkstuk Herman Lipman Chroom in tuinhout