Rensningsmuligheder for pesticider - med fokus på aktivt kul og membraner

Anne Holm Thomsen, Emilie Kisbye Bovin, Sigurd Friis Truelsen, Anders Baun, Hans-Jørgen Albrechtsen

Research output: Book/ReportReportCommissioned

18 Downloads (Pure)

Abstract

Der er i de seneste år gjort et stigende antal fund af nye pesticider og pesticidnedbrydnings-produkter i dansk grundvand. Samtidig er der begrænset viden om flere af de seneste fundne pesticidnedbrydningsprodukter, og muligheden for at fjerne dem med forskellige rensemetoder er ofte dårligt beskrevet i litteraturen. Der mangler derfor et beredskab til at håndtere pesticid-forureningerne for at kunne opretholde den danske vandforsyning baseret på grundvand. For-målet med projektet er at vurdere muligheden for at behandle for udvalgte pesticider og pesti-cidnedbrydningsprodukter med aktivt kul og med membranfiltrering på baggrund af stoffernes fysisk-kemiske egenskaber. Denne vurdering er baseret på data fra Miljøstyrelsen suppleret med relevante stofdatabaser, fx PPDB og PubChem. For stoffer med begrænset videns grund-lag er data estimeret ved hjælp af (Q)SAR. I projektet er der derfor udviklet en metode til at vurdere, om stofferne kan fjernes med disse teknologier, og resultaterne fra vurderingsmeto-den er sammenlignet med erfaringer fra veldokumenterede undersøgelser.

For at vurdere muligheden for at fjerne stofferne med aktivt kul, er adsorptionskapacitet til or-ganisk stof estimeret på baggrund af stoffernes adsorption i jord, der ofte er veldokumenteret i forbindelse med stofgodkendelser. For de stoffer, hvor der ikke er tilgængelige data, er ad-sorptionskoefficienten estimeret ved brug af dansk-(Q)SAR, hvilket giver større usikkerhed for disse stoffer. De estimerede adsorptionskapaciteter varierer fra 0,6 til 4091 μg/kg-oc og viser således et bredt spænd af adsorptionsegenskaber for de undersøgte stoffer. De estimerede adsorptionskapaciteter for organisk stof i jord er betydeligt lavere end målte adsorptionskapa-citeter for aktivt kul, der er rapporteret i videnskabelig litteratur. Dette skyldes blandt andet, at adsorptionskapaciteter i litteraturen ofte er bestemt ved høje stofkoncentrationer, men også at aktivt kul generelt har langt større evne til at binde stoffer end organisk stof i jord. Derfor er de estimerede adsorptionskapaciteter ikke fortolket i absolutte værdier, men anvendt som et rela-tivt mål til at rangordne stofferne. På baggrund af den teoretiske vurdering, er der identificeret en række stoffer, der ikke forventes at kunne fjernes effektivt via adsorption til aktivt kul.

Vurdering af muligheden for at fjerne stofferne med membranfiltrering er baseret på en estime-ring af molekylestørrelser på baggrund af deres kemiske struktur. Ladning, molvægt og den effektive molekylediameter af stofferne er sammenlignet med tilbageholdelseskriterierne for en typisk NF- (nanofiltration) og en RO- (reverse osmosis) membran. De estimerede molekyle-størrelser varierer i molvægt fra 69 til 341 g/mol og molekylediameter fra 0,24 til 0,76 nm, hvil-ket betyder, at membranfiltrering teoretisk set vil tilbageholde stofferne i forskelligt omfang. En række pesticider og få nedbrydningsprodukter vurderes at kunne fjernes med NF-membranfil-trering, imens alle stoffer teoretisk set forventes at kunne fjernes med RO-membranfiltrering. De stoffer, som er vurderet som vanskelige at fjerne effektivt ved adsorption til aktivt kul, vur-deres generelt at kunne fjernes med RO-membranfiltrering. Det gælder fx stoffet TFA og ned-brydningsproduktet DMS. Den reelle tilbageholdelse vil dog afhænge af den specifikke mem-brantype, og da rensningsmetoden ultimativt vil være forbundet med et væsentligt vandtab og øget ressourceforbrug, bør det undersøges eksperimentelt, at effektiviteten er relevant i for-hold til dansk drikkevandsbehandling i øvrigt. Derudover kan re-mineralisering udgøre en væ-sentlig begrænsning i forhold til implementering af membranfiltrering.

For pesticidnedbrydningsprodukter især er der generelt meget begrænset viden om fjernelse med aktivt kul og membranfiltrering. Projektets metode baseret på fysisk-kemiske stofdata mu-liggør en vurdering på trods af de manglende konkrete undersøgelser, og metoden kan der-med styrke vandforsyningernes teknologiske beredskab. Den reelle og mest troværdige vurde-ring af muligheden for at fjerne et given stof med aktivt kul eller membranfiltrering vil til hver en tid basere sig på eksperimentelt bestemte adsorptionskapaciteter eller tilbageholdelsesgrader.
Original languageDanish
PublisherMiljøstyrelsen
Number of pages52
ISBN (Electronic)978-87-7038-350-9
Publication statusPublished - 2021
SeriesOrientering fra Miljoestyrelsen
Number53
ISSN0107-2722

Cite this