Overzicht. Niet genormeerde verontreinigingen op terreinen van voormalige gasfabrieken

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Overzicht. Niet genormeerde verontreinigingen op terreinen van voormalige gasfabrieken"

Myriam van de Berg
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Niet genormeerde verontreinigingen op terreinen van voormalige gasfabrieken Johan Gemoets Berchem, 25 september 2014 Overzicht» Verontreinigingen op gasfabrieksterreinen (GFT)» NSO-verbindingen versus PAK» Toxiciteit van NSO» Normen voor NSO (D)» Emissie van NSO uit koolteer» NSO voorkomen in grondwater» Microbiële afbraak van NSO» Thiocyanaat» Fenolen 24/09/2014 2

NSO-verbindingen versus PAK» Toxiciteit van NSO» Normen voor NSO (D)» Emissie van NSO uit

2 Verontreinigingen op sites van gasfabrieken» PAK (+ indaan en indeen)» Cyanide (vrij en complex [Fe(CN) 6 ]» Aromaten (BTEX) koolteer, condensaten afval cyanidefilters (ijzeraarde)» Minerale Olie» Zware metalen (Pb, Zn, Hg)» Heterocyclische stoffen (NSO)» thiocyanaat» Fenolen (fenol, cresolen)» Ammoniak» Sulfaat, thiosulfaat, sulfide 24/09/ NSO-verbindingen analogie met PAK 24/09/2014 4

Olie» Zware metalen (Pb, Zn, Hg)» Heterocyclische stoffen (NSO)» thiocyanaat» Fenolen (fenol,

3 Toxiciteit van PAK versus NSO Xylene profile Acenaftylene profile Cresol profile Benzo(a)pyrene profile Not carcinogenic limited irritation strongly narcotic Systemic Not carcinogenic limited irritation slightly narcotic unclear systemicity Not carcinogenic Strongly irritating not narcotic strongly systemic carcinogenic not irritating not narcotic not systemic Xylenes Ethylbenzene Trimethylbenzenes Butylbenzenes Naftalene Methylnaftalenen Di- en trimethylnaftalene s Biphenyl Acenaftylene Acenaftene Fluorene Fenantrene Antracene Pyrene Fluorantene Cresols Dimethylphenols Propyl- en butylphenols Pyridines Quinolines (carcinogenic?) Acridines Benzopyrenes Benzo(a)anthracene Chrysene Dibenzoantracenes Benzofluorantenes Carbazole (+-) (Di)benzofuranes (Di)benzothiofenes (Di)benzo-acridines (Di)Benzocarbazoles Source: P. De Vries, TTE consultants (SKB-project) 24/09/ Ecotoxiciteit NSO : bacteriële luminiscentietest 24/09/2014 6

Trimethylbenzenes Butylbenzenes Naftalene Methylnaftalenen Di- en trimethylnaftalene s Biphenyl Acenaftylene Acenaftene Fluorene Fenantrene Antracene Pyrene Fluorantene Cresols Dimethylphenols

4 NSO Ecotoxicologische aspecten (TWZ) 24/09/ NSO Normvoorstellen Duitsland (GFS) GOW = Gesundheitlichen OrientierungsWerte (extrapolatie) Ableitung von Geringfugigkeitsschwellenwerten (GFS) fur das Grundwasser 24/09/2014 NSO-Heterozyklen (LAWA, Umweltbundesamt, )

OrientierungsWerte (extrapolatie) Ableitung von

5 GFS waarden voor overige parameters op GFT Parameter GFS (µg/l) Anthraceen, benzo(a)pyreen, Dibenz(a,h)anthraceen Elk 0,01 Benzo(b)fluoranteen, benzo(k)fluoranteen, benzo(ghi)peryleen, fluoranteen, indeno(123-cd)pyreen PAK som 0,2 Naftaleen en methylnaftaleen (som) 1 Koolwaterstoffen C10-C benzeen 1 Fenol 8 Elk 0,025 Cyanide 5 (50) 24/09/ Analyse van NSO-verbindingen CMA-methode : extractie met dichloormethaan overdracht in n-hexaan analyse met GC/MS. aantoonbaarheidsgrenzen in water 0,01 tot 0,20 µg/l afh. v. de aard van de NSO-verbinding. 1-methylpyrrool en pyrrool :10 tot 100 maal lagere gevoeligheid (detecteerbaar vanaf resp. 1 mg/kg ds en 10 µg/l). Aniline en dimethylpyridinederivaten semikwantitatief met deze methode Duitsland (TZW): GC/MS na extractie met MTBE 24/09/

extractie met dichloormethaan overdracht in n-hexaan analyse met GC/MS. aantoonbaarheidsgrenzen in water 0,01 tot 0,20 µg/l afh. v. de aard van de NSO-verbinding.

6 GCxGC-TOFMS analyse Tweedimensionele GC - Kookpunt (MG) - Polariteit Hoge resolutie Analyse van stofgroepen op stalen van GFT (OVAM) Miskende stoffen? 24/09/ Emissie van koolteerverontreinigingen naar water Content in Tar (%) Aqueous emission (%) Content in soil (mg/kg) Equilibrium concentration in water (µg/l) Volatile olefins & naftenes heavy olefines & naftenes Alkylbenzenes Fenylalkanes Furanes en thiophenes Naftalenes Naftenobenzenes Antracenes heavy polycyclic aromatics Pyridines en pyroles Anilines en phenols Quinolines en indoles Naftalene derivatives Acridines, carbazoles en antracene derivatives Heavy polycyclic derivatives Asfaltenes & waxes ,0-0,3 0,0-4,6 0,0-9,2 0,0-3,6 0,9-7,4 0,9-24,7 0,6-17,0 0,9-20,5 2,3-57,5 0,0-0,5 0,0-4,1 0,0-6,9 0,0-1,9 2,6-17,0 0,0-5,2 11,8-49, ,0-2,3 0,0-8,3 0,0-16,3 0,0-3,6 1,3-22,4 4,0-51,8 1,6-18,1 1,0-18,5 0,0-63,5 0,0-7,1 0,0-41,5 0,0-13,4 0,0-5,5 0,9-28,5 0,0-23,0 - Source: SKB-project Characterization of contamination at MGP-sites data from 11 sites 24/09/

heavy olefines & naftenes Alkylbenzenes Fenylalkanes Furanes en thiophenes Naftalenes Naftenobenzenes Antracenes heavy polycyclic aromatics Pyridines en pyroles Anilines en phenols Quinolines en

7 Emissies in water uit (grond met) steenkoolteer SKB-project GFB (grondstalen): TZW : Koolteer samenstelling : 85% aromaten (BTEX+PAK), ca 12% fenolen en ca 3% NSO Opgelost in waterfase : ca 45% fenolen, ca 38% NSO en ca 17% aromaten 24/09/ Pluimlengte NSO vs PAK(EPA) TZW 24/09/

ca 12% fenolen en ca 3% NSO Opgelost in waterfase : ca 45% fenolen, ca

8 NSO samenstelling volgens stroombaan (TZW) 24/09/ Bron: Benzofuran (BF), Benzothiofeen (BT) Pluimrand: 2-Me-dibenzofuran 2/3-Me-benzofuran Overig: Dibenzofuraan, Carbazole, Dibenzothiofeen NSO heterocycli - review met 3 gevalstudies Blum, P., Sagner, A., Thiem, A., Martus, P., Wendel, T. Grathwohl, P. (2011): Importance of heterocylic aromatic compounds in monitored natural attenuation for coal tar contaminated aquifers: A review. J. Cont. Hydrol. 126, NSO plume lengths above 250 m, but less than 1000 m NSO heterocycles at high concentrations at the tip of the contaminant plumes Some NSO heterocycles are generally very persistent towards biodegradation Estimated field-derived half-lives of NSO heterocycles are high Key NSO heterocycles should be regularly monitored if MNA is considered in risk assessment and for remediation 24/09/

(2011): Importance of heterocylic aromatic compounds in monitored natural attenuation for coal tar contaminated aquifers: A review. J. Cont. Hydrol.

9 Grondwaterverontreiniging GFT Diest well # P204 P109 P410 P210 P213 P209 P110 P114 P111 Aromatics (µg/l) benzene nd toluene nd ethylbenzene nd xylenes nd naftalene nd Hetrocyclische compounds (µg/l) aniline ,053 nd nd nd nd benzofurane ,7 0, ,2 0,031 benzothiophene ,85 5,6 0,63 2,5 35 0,059 quinoline 120-5, iosquinoline 58-1, indole methylquinoline methylquinoline 0,79-3, methylquinoline 8,1-2, methylquinoline 4,5-0, dibenzofurane 64 2,8 9,8 2,1 6, ,5 0,006 dibenzothiophene 21 0,056 1,3 0,16 0, ,47 - acridine 4,3-2, carbazole 62 4,8 32 2, ,021 Cyanides (µg/l) Total cyanide Thiocyanate ,5 6 5,3 12 <2.5 <5 24/09/ Microbiële afbraak van NSO volgens redoxtoestand (TZW) - Anaërobe afbraak is mogelijk voor een aantal NSO, maar is langzamer dan aërobe - Aërobe afbraak is beperkt tot de aërobe rand van de pluim vaak lange NSO-pluimen 24/09/

- 200-3,7 0,22 19 26 9,2 0,031 benzothiophene 79 53 31 0,85 5,6 0,63 2,5 35 0,059 quinoline 120-5,9 - - - - - - iosquinoline 58-1,7 - - - - - - indole 120-40 - - - - - - 2-methylquinoline 80-21 - - -

10 NSO - Aërobe biodegradatie Batch Test Stof 108A-B-12w 108A-B-34w 108A-NP-12w 108A-NP-34w Aromatische koolwaterstoffen naftaleen Thiofeen? Heterocyclische verbindingen (*) (µg/l) thiofeen pyrrol < 1 < 1 < 1 < 1 benzofuraan 3 60 < 1 1 aniline < 1 < 1 < 1 1 benzothiofeen quinoline < 1 < 1 isoquinoline indol methylquinoline < 1 < 1 8-methylquinoline 6 17 < 1 < 1 6-methylquinoline < 1 4-methylquinoline dibenzofuraan < 1 dibenzothiofeen acridine carbazol /09/ Site : cokesfabriek Thiocyanaat : bronnen» Uit afvalproducten van de gasproductie:» Afgewerkte ijzeraarde bevatte 0,1-4% SCN.» Kalkhoudend slib bevatte mg CN/kg» gaswater uit de natte zuivering en kalk/ammoniakwinning (0,6-6,9 g/l)» Bij regeneratie van ijzeraarde werd SCN gevormd uit FeS en HCN» Vorming in de bodem, bvb reactie van thiosulfaat met vrij cyanide 24/09/

1500 1200 1 2 indol 240 200 3 2 2-methylquinoline 110 180 < 1 < 1 8-methylquinoline 6 17 < 1 < 1 6-methylquinoline 56 130 1 < 1 4-methylquinoline 46 82 1 1 dibenzofuraan 150 160 1 < 1 dibenzothiofeen

11 SKB-OVAM studie Karakterisering GFT (thiocyanaat) SKB-OVAM rapport : Karakterisering van bronnen van bodemverontreiniging op voormalige gasfabrieksterreinen 24/09/ Thiocyanaat (SCN) - analyse» EPA totaal van vrij CN, complex CN en SCN» NEN 6655 totaal van vrij CN en complex CN» De hoeveelheid SCN kan via verschilmeting worden bepaald» Ook een directe colorimetrische methode voor SCN» SKB)studie met 76 metingen in grondwater: verschilmeting geeft onderschatting van SCN t.o.v. directe meting» In 50% van de gevallen verschil < factor 2,» in de andere helft verschil groter (tot factor 10) 24/09/

3 totaal van vrij CN, complex CN en SCN» NEN 6655 totaal van vrij CN en complex CN» De hoeveelheid SCN kan via verschilmeting worden bepaald» Ook een

12 Thiocyanaat - biodegradatie Microbiële afbraak is mogelijk onder aërobe en nitraatreducerende condities, waarschijnlijk ook onder sulfaatreducerende condities GFB Diest - aëroob, incubatieduur = 3 maanden Test condition SC1 SC2 Live1 Live2 Cyanides (µg/l) total cyanide free cyanide thiocyanate GFB Gent, aëroob, incubatieduur = 3 maanden Test condition SC1 SC2 Live1 Live2 Live 3 Cyanides (µg/l) +NP total cyanide free cyanide <12.5 <12.5 <12.5 <12.5 <12.5 thiocyanate <25 24/09/ Fenolen» Fenol» Cresolen (methylhenolen)» Alkylfenolen (25 SCAP short chain alkylphenols; max 3 C buiten benzeen)» Goed oplosbaar in water» Koolteer samenstelling : 85% aromaten (BTEX+PAK), ca 12% fenolen» Opgelost in waterfase : ca 45% fenolen en ca 17% aromaten (TZW)» Geen bodemsaneringsnormen in Vlarebo» Duitsland GFS-waarde fenol 8 μg/l» Screening vaak via fenolindex (beperkte set!), als positief dan specifiek 24/09/

Test condition SC1 SC2 Live1 Live2 Live 3 Cyanides (µg/l) +NP total cyanide 566 650 569 509 552 free cyanide <12.5 <12.

13 Fenolen : lange pluimen Pluimlengten die in 75 % van de gevallen werden onderschreden (LFU, 1997) 24/09/ SKB-OVAM studie Karakterisering GFT (Fenolen) SKB-OVAM rapport : Karakterisering van bronnen van bodemverontreiniging op voormalige gasfabrieksterreinen 24/09/

Karakterisering GFT (Fenolen) SKB-OVAM rapport : Karakterisering van

14 Besluiten» NSO-verbindingen zijn significante bestanddelen van koolteer» Door polaire aard mobieler en beter oplosbaar dan analoge PAK s» veelvuldig aangetroffen in grondwater van GFT lange pluimen» Toxicologisch relevant (Duitse normen)» Aangepaste analysemethoden beschikbaar» Een groot deel is aëroob afbreekbaar (soms traag)» Anaërobe afbraak trager en slechts voor een deel van de NSO» Aanbevolen om ze op te nemen in monitoringprogramma s, zeker als MNA wordt overwogen» Fenolen en thiocyanaat zijn andere niet genormeerde maar relevante parameters die onderdeel zouden moeten uitmaken van het bodemonderzoek van GFT 24/09/

afbreekbaar (soms traag)» Anaërobe afbraak trager en slechts voor een deel van de NSO» Aanbevolen om ze op te nemen in monitoringprogramma s, zeker als MNA

Vergelijkbare documenten

Haalbaarheidstesten voor sanering van grondwaterverontreiniging van gasfabrieken in een reactieve zone

Haalbaarheidstesten voor sanering van grondwaterverontreiniging van gasfabrieken in een reactieve zone Haalbaarheidstesten voor sanering van grondwaterverontreiniging van gasfabrieken in een reactieve