11/10/2013 Onderzoek uitloging kunstgrasvelden Studie in opdracht van OVAM Achtergrond» VLAREMA onderafdeling 5.3.6:» Gebruik rubbergranulaat van gerecycleerde autobanden als instrooimateriaal in kunstgrasvelden» Onderlaag dient zo ontworpen te worden dat de uitloging van schadelijke stoffen maximaal wordt voorkomen» VLAREMA bijlage 2.3.2: normen voor de uitloging van nietvormgegeven bouwstoffen 11/10/2013 2 1
4 fases» Simulatie verouderingsproces» Optimale kolomopbouw voor uitloogexperimenten» Uitvoering concrete uitloogproeven» Vers materiaal» Verouderd materiaal» Sorptiecapaciteit ondergrond» Toetsing uitloogresultaten aan VLAREMA 11/10/2013 3 2 geteste systemen Systeem 1 Systeem 2 5 cm 1 cm 5 cm Grasmat Rubber: 6,5 kg/m² Zand 15 kg/m² Shockpad Kalksteenslag 0/8 6 cm 1 cm 10 cm Grasmat Rubber: 15 kg/m² Zand 14 kg/m² Lava 0/3 Lava 0/16 30 cm Kalksteenslag 0/32 14 cm Zand 0/2 11/10/2013 4 2
UV, ozon, vorst dooi, fysische verwering, mechanische belasting SIMULATIE VEROUDERINGSPROCES 11/10/2013 5 UV behandeling» UV: versnelling vulkanisatie => het granulaat wordt brosser» Plaatsing van het granulaat onder een UV lamp gedurende 8 uur of 24 uur. 11/10/2013 6 3
Vorst dooicycli» Afwisseling: 1 uur bij 105 C, 1 uur in vloeibare N 2 ( 196 C).» 1 4 cycli 11/10/2013 7 Fysische verwering» Vergroting blootgesteld oppervlakte» Verkleining met de snijmolen: <1 mm en <0,5 mm» Verdere verkleining niet mogelijk 11/10/2013 8 4
Mechanische blootstelling» Behandeling met kogelmolen» 100 g rubbergranulaat + 40 g zand» 400 rpm» 5 minuten en 15 minuten» Zand verwijderd door water, gevolgd door droogstap (40 C)» Korrelgrootteverdeling voor en na behandeling is vergelijkbaar 11/10/2013 9 Ozon» In uitvoering» Ozon: oxidatie => versnelling vulkanisatie => Het materiaal wordt brosser 11/10/2013 10 5
Resultaten: Zn uitloging (mg/kg ds) Vers staal UV Fysische verwering Vorstdooi Mechanische belasting 8 u 24 u <1 mm <0,5 mm 1 x 4 x 5 min 15 min VLAREMA bijlage 2.3.2 0,88 1,4 1,9 3,4 5,3 2,5 2,8 0,93 0,65 2,8 Zn-uitloging van de rubbergranulaten voor en na verouderingssimulaties (in mg/kg ds). Systeem Vers staal UV Fysische verwering Vorst dooi Mechanische belasting 8 u 24 u <1 mm <0,5 mm 1 x 4 x 5 min 15 min 1 (1 m%) 0,01 0,01 0,02 0,03 0,05 0,02 0,03 0,01 0,01 2 (5 m%) 0,04 0,07 0,09 0,17 0,26 0,12 0,14 0,05 0,03 Extrapolatie van de Zn-uitloging naar de volledige kunstgrassystemen (in mg/kg ds). 11/10/2013 11 Nieuwe en verouderde systemen OPBOUW KOLOM VOOR UITLOOGTESTEN 11/10/2013 12 6
Nieuwe systemen: systeem 1 5 cm 1 cm 5 cm Grasmat Rubber: 6,5 kg/m² Zand 15 kg/m² Shockpad Kalksteenslag 0/8 30 cm Kalksteenslag 0/32 11/10/2013 13 Nieuwe systemen: systeem 2 6 cm 1 cm Grasmat Rubber: 15 kg/m² Zand 14 kg/m² Lava 0/3 10 cm Lava 0/16 14 cm Zand 0/2 11/10/2013 14 7
Verouderde systemen: systeem 1 Rubber: 17 kg/m² Zand: 10 kg/m² 40 cm Steenslag 11/10/2013 15 Verouderde systemen: systeem 2 Rubber: 17 kg/m² Zand: 10 kg/m² 8 cm Lava 32 cm Zand 11/10/2013 16 8
Vergelijking met VLAREMA RESULTATEN UITLOOGPROEVEN 11/10/2013 17 Uitloging kolomtesten: vers materiaal Element Systeem 1 Uitloging (mg/kg ds) Systeem 1 verkleind <4 mm Systeem 2 VLAREMA bijlage 2.3.2 As <0,1 <0,1 0,04 0,12 0,8 Cd <0,1 <0,1 <0,1 0,03 Cr <0,05 <0,05 NB 2,6 Cu <0,05 <0,05 0,026 0,073 0,8 Hg <0,001 <0,001 <0,001 0,02 Pb <0,1 <0,1 <0,1 1,3 Ni <0,05 <0,05 0,001 0,050 0,75 Zn 0,01 0,10 <0,1 0,11 0,20 2,8 11/10/2013 18 9
Uitloging kolomtesten: vers materiaal (Zn) Systeem 1 Systeem 2 Cumulatieve emissie (mg/kg ds) 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 Ondergrens Bovengrens Cumulatieve emissie (mg/kg ds) 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 Ondergrens Bovengrens 0 0 2 4 6 8 10 Cumulatieve L/S 0 0 2 4 6 8 10 Cumulatieve L/S 11/10/2013 19 Uitloging kolomtesten: verouderd materiaal Element Uitloging (mg/kg ds) VLAREMA bijlage 2.3.2 Systeem 1 Systeem 2 As <0,1 0,04 0,12 0,8 Cd <0,01 <0,01 0,03 Cr <0,05 0,001 0,050 0,5 Cu <0,05 0,003 0,050 0,5 Hg 0,0028 0,0013 0,0018 0,02 Pb <0,1 <0,1 1,3 Ni 0,002 0,051 <0,05 0,75 Zn 0,01 0,11 <0,1 2,8 11/10/2013 20 10
Sorptiecapaciteit ondergrond: lage concentratie (1 mg/l) Concentratie Zn in oplossing (in mg/l) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,028 0,029 Standaard Systeem 1 Systeem 2 11/10/2013 21 Sorptiecapaciteit ondergrond: hoge concentratie (100 mg/l) 100 90 Concentratie Zn in oplossing (in mg/l) 80 70 60 50 40 30 20 10 30 12 0 Standaard Systeem 1 Systeem 2 11/10/2013 22 11
Lopende proeven» Verouderingstesten ozon» Schudproef op grasmat (controle) 11/10/2013 23 Besluit» Verhoogde Zn uitloging na veroudering van de stalen gerecycleerd rubbergranulaat (verouderingssimulaties in labo)» Extrapolatie gegevens verhoogde Zn uitloging voorspellen geen overschrijding van de normen voor het ganse systeem» Praktisch: structuur kunstgrassystemen overbrengen in een kolomtest: goede percolatie zonder (en met) verkleining van de stalen» 2 verschillende systemen onderzocht» Beide ondergronden (kalksteen en lava/zand): sorptiecapaciteit voor Zn, gelijkaardig bij lage concentraties» Alle kolomtesten (zowel op verse als verouderde kunstgrasvelden) voldeden aan de uitlogingsnormen VLAREMA bijlage 2.3.2 (<10% van de norm) 11/10/2013 24 12
11/10/2013 25 Uitloging kolomtesten: vers materiaal Element Uitloging (mg/kg ds) Ontwerpnormen Systeem 1 Systeem 1 verkleind <4 mm Sb <0,055 <0,01 1 Ba 0,001 0,051 <0,05 20 Br 0,26 1,2 <1,0 20 Cl 16 25 39 1000 Co <0,05 <0,05 0,5 F 1,0 1,5 1,8 55 Mo 0,050 0,080 <0,05 55 Se <0,01 <0,01 2 Sulfaat 10 20 11 2200 Sn <0,1 <0,1 1 V <0,11 <0,05 2,5 11/10/2013 26 13
Uitloging kolomtesten: verouderd materiaal Element Uitloging systeem 1 (mg/kg ds) Ontwerpnormen Sb 0,0001 0,0098 1 Ba 0,098 20 Br <1,0 20 Cl <1,0 1000 Co <0,05 0,5 F 4,0 55 Mo 0,001 0,050 55 Se 0,0003 0,0099 2 Sulfaat 45 2200 Sn <0,1 1 V <0,05 2,5 11/10/2013 27 14