Forbrændingslære. Emission. Fyring. CE-mærkning

Transkript

1 Skorstensfejerafdelingen EUC syd 2006

2 Terminologi Forbrændingslære Grundlæggende forbrændingslære 1 Forurening Terminologi Emission Partikler 2 Stoffer Skorstenstræk Fyring Fyringsmetode Kontrol af forbrændingskvalitet og økonomi 3 Byggevarerdirektiv CE-mærkning Danske og Europæiske standarder 4 Produktmærkning 5

3 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Indhold Indhold...1 Terminologi...3 Antændelsestemperatur...3 Automatisk fyring...3 Biobrændsel...3 Centralvarme...3 CO 2 ikke neutralt brændsel...3 CO 2 max...3 CO 2 målt...3 CO 2 neutral brændsel...3 Direkte rumopvarmning...3 Flammepunkt...3 Flygtige bestanddele...3 Forbrænding...4 Fossilt brændsel...4 Fuldstændig forbrænding...4 Gasfattige brændsler...4 Gasrige brændsler...4 Gennemforbrænding...4 Håndfyring...4 Konvektionsbrændeovn...4 Luftoverskudstal (n)...4 Manuel fyring...4 Nedre brændværdi H n...4 O 2 målt...5 Primærforbrænding...5 Primærluft...5 Pyrolyse...5 Sekundærforbrænding...5 Sekundærluft...5 Strålevarmebrændeovn...5 Støkiometrisk forbrænding...6 Støkiometriske punkt...6 Tertiærforbrænding...6 Tertiærluft...7 Tør røggasmængde...7 Ufuldstændig forbrænding...7 Underforbrænding...7 Vanddampvolumen...7 Våd røggasmængde...7 Øvre brændværdi H ø...7 Brændeovne og forurening...8 Partikelforurening...8 Ikke et lille problem...8 Farlig røg...8 Tiltag...8 Inde- og udeluft...8 Er ovnen utæt?...8 Luft ud...9 Andre indendørs kilder...9 Hvad indeholder røgen?...9 Partikler under mistanke...9 Airpolife...9 Astma og partikler...9 1

4 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Kampagne og nye regler Brug brændeovnen rigtigt Begræns forureningen Gode råd Nye ovne ofte bedst Svanemærkede ovne Størrelse og lovkrav En god skorsten Partikelfilter til skorstenen Brug rent træ Lad andre tage skraldet Tjek brændet

5 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Terminologi Antændelsestemperatur Den laveste temperatur hvor brændslet frigiver brændbare gasser, det vil sige at forbrændingen af gasserne afgiver så høj temperatur til omgivelserne at forbrændingen fortsætter uden varmetilførsel udefra. Automatisk fyring Brændslet tilføres automatisk til forbrændingen styret af en termostat eller en timer. Biobrændsel Brændsel der kommer fra jordens overflade. Centralvarme Boligen opvarmes et centralt sted, hvorefter varmen bringes rundt i boligen ved hjælp af et varmebærende medie, som regel vand CO 2 ikke neutralt brændsel Brændsel der kommer fra jordens undergrund. Den mængde CO 2 der dannes ved forbrænding indgår ikke i atmosfærens CO 2 kredsløb hvorved mængden af CO 2 i atmosfæren øges og medføre sammen med partikler drivhuseffekt. CO 2 max Røggassens indhold af CO 2 ved fuldstændig forbrænding, afhænger af mængden af kuldioxid i brændslet. CO 2 målt Røggassens indhold af CO 2 ved aktuel forbrænding, afhænger af hvor stort luftoverskud der tilføres forbrændingen. Forholdet mellem den maximale og den målte CO 2 bruges til at fastslå luftoverskuddet. CO 2 neutral brændsel Brændsel der kommer fra jordens overflade. Den mængde CO 2 der dannes ved forbrænding indgår i atmosfærens CO 2 kredsløb. Direkte rumopvarmning Ildstedet opvarmer opstillingsrummet direkte enten ved strålevarme eller konvektionsvarme. Flammepunkt Den laveste temperatur hvor brændslet frigiver tændbare dampe, det vil sige at forbrændingen af gasserne afgiver ikke så høj temperatur til omgivelserne at forbrændingen fortsætter uden varmetilførsel udefra. Flammepunktet bruges til at klassificere brandfarlige stoffer. Klasse 1 har flammepunkt under 21 o C, klasse 2 har flammepunkt mellem 21 o C og 55 o C, og endelig har klasse 3 flammepunkt over 55 o C. Flygtige bestanddele Brændbare gasser der frigives når brændslet opvarmes. Disse lette kulbrinter kan indeholde over 70% af brændslets energi. Hvis de ikke forbrændes vil det forringe fyringsøkonomien betydeligt og gasserne vil kondensere i aftræk og skorsten som glanssod med fare for skorstensbrand. 3

6 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Forbrænding Spaltning af brændslets grundstoffer under varmepåvirkning og derefter en kemisk reaktion mellem brændslets grundstoffer og ilt under varmeudvikling. Kulstof + brint + ilt Kuldioxid + vand + varme Fossilt brændsel Brændsel der kommer fra jordens undergrund. Fx olie og kul Fuldstændig forbrænding Forbrænding hvor der tilføres netop den nødvendige mængde ilt. Gasfattige brændsler Brændsler med et lille indhold af flygtige bestanddele. Fx antracitkul, koks/cinders og energikoks. Gasrige brændsler Brændsler med et stort indhold af flygtige bestanddele. Fx alle biobrændsler, tørv, brunkul og stenkul. Gennemforbrænding Røggasserne forlader forbrændingen gennem brændselslaget. Der tilføres kun primærluft, forbrændingen bør kun anvendes til gasfattige brændsler. Anvendes forbrændingstypen alligevel til gasrige brændsler er det vigtigt med et lavt brændselslag, således at det sikres at der er ilt nok til forbrænding af de frigivne gasser. Se flygtige bestanddele Håndfyring Brændslet tilføres forbrændingen uden automatisk styring, altså ved personindgriben. Konvektionsbrændeovn Brændeovn der er forsynet med konvektionskappe eller konvektionsrør således at den opvarmede luft får hastighed og dermed fordeles i opstillingsrummet. Luftoverskudstal (n) CO 2 max divideret med CO 2 målt. n = 1 ved fuldstændig forbrænding. Manuel fyring Se håndfyring. Nedre brændværdi H n Praktisk brændværdi 4

7 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Totale energiindhold i brændslet fratrukket den mængde energi som er bundet i vanddampene i røggassen. O 2 målt Røggassens indhold af O 2 ved aktuel forbrænding, afhænger af hvor stort luftoverskud der tilføres forbrændingen. O 2 = 0 ved fuldstændig forbrænding idet al ilt fra forbrændingsluften er brugt. Primærforbrænding Glødebrand forbrænding af faststof. Primærluft Forbrændingslufttilførsel til primærforbrænding. Pyrolyse Den proces hvor brændslets flygtige bestanddele (gasser) frigives ved varmepåvirkning. Sekundærforbrænding Flammebrand forbrænding af de flygtige bestanddele (gasser). Sekundærluft Forbrændingslufttilførsel til sekundærforbrændingen. Strålevarmebrændeovn Ældre typer brændeovne hvor varmen stråler direkte fra ovnen ud i opstillingsrummet. 5

8 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Støkiometrisk forbrænding Teoretisk fuldstændig forbrænding uden luftunderskud eller overskud Støkiometriske punkt Toppunktet på den støkiometriske kurve hvor forbrændingen er fuldstændig. Støkiometrisk kurve for forbrænding af træ CO 2 % m 3 forbrændingsluft Støkiometrisk kurve for forbrænding af energikoks CO 2 % m 3 forbrændingsluft Tertiærforbrænding Flammebrand forbrænding der har til formål at forbrænde kulilte. 6

9 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Tertiærluft Forbrændingslufttilførsel til tertiærforbrænding. Tør røggasmængde Røggasmængde der består af CO 2, SO 2 og N 2. Kuldioxid, svovldioxid og kvælstof. Ufuldstændig forbrænding Forbrænding med luftunderskud, hvilket medfører at der vil findes CO og sod i røgen. Underforbrænding Røggasserne forlader forbrændingen under brændselslaget. Der tilføres primærluft direkte til bålet, de frigivne gasser ledes til et gasforbrændingskammer hvor der tilføres sekundærluft. Forbrændingen anvendes til gasrige brændsler. Kan anvendes til gasfattige brændsler hvis der lukkes for sekundærlufttilførselen. Vanddampvolumen Røggassens indhold af vanddamp. Kommer fra forbrænding af brint, frit vand i brændslet og vandindhold i forbrændingsluft. Våd røggasmængde Røggasmængde der består af CO 2, H 2 O, SO 2 og N 2 Kuldioxid, vand, svovldioxid og kvælstof Øvre brændværdi H ø Teoretisk brændværdi. Det totale energiindhold i brændslet. 7

10 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Brændeovne og forurening Partikelforurening Brændeovne og brændefyr står for omkring halvdelen af forureningen med partikler og tjærestoffer, som vi udsender til atmosfæren i Danmark. I Danmark har forskningen i mange år fokuseret på forurening fra vejtrafikken, men de sidste to-tre år er interessen for forurening fra brændeovne øget. Og med god grund. For brændeovne og vejtrafik har det tilfælles, at begge udsender partikler i relativ lav højde - der hvor mennesker opholder os. Specielt i perioder med vindstille vejr og lave temperaturer kan brændeovnsrøgen ikke slippe væk og ligger som en dyne over hustagene. Når det sker, vil den udendørs luftkvalitet være forringet på grund af et højt niveau af blandt andet kulilte, sod og fine samt ultrafine partikler. Ikke et lille problem Ifølge Skorstensfejerlauget står der cirka brændeovne i danske hjem, og dermed er røgens bidrag til den lokale luftforurening ikke et lille problem. Faktisk er antallet af brændeovne i Danmark fordoblet i løbet af de sidste 10 år. Farlig røg I 2004 offentliggjorde Danmarks Miljøundersøgelser målinger af luftkvaliteten i et rækkehusområde i provinsen, hvor omkring halvdelen af husene havde brændeovn eller brændefyr. Målingerne viser, at der på aftener med koldt og vindstille vejr er lige så stor forurening med partikler i rækkehusområdet, som der er i myldretiden på en af Danmarks mest trafikerede veje i det indre København - H. C. Andersens Boulevard. Fra studier af trafikkens forurening med partikler er det velkendt, at partikler er skadelige for helbredet, men man ved ikke, hvad det er, der gør dem farlige. Der er dog ingen grund til at tro, at partikler fra brændeovne skulle være mindre farlige end partikler fra trafikken. Danmarks Miljøundersøgelser fandt også høje koncentrationer af dioxin og PAH i røgen fra brændeovne. Begge stoffer er kræftfremkaldende. Tiltag Miljøstyrelsen har igangsat et projekt, der skal kortlægge, hvad der kan reducere luftforurening fra brændeovne - herunder partikelfiltre - samt de miljømæssige og økonomiske konsekvenser. Rapporten forventes inden udgangen af 2006, og Miljøstyrelsen vil herefter vurdere, om der skal stilles lovkrav til ejerne af brændeovne. Inde- og udeluft Er ovnen utæt? Er brændeovnen utæt eller dårlig vedligeholdt, får man røg indenfor og forringet luftkvalitet. Røgen fra brændeovne belaster først og fremmest luftkvaliteten udenfor, men luften indenfor vil i større eller mindre grad afspejle mængden af fine og ultrafine partikler, sod og kulilte udendørs. 8

11 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Populært sagt kommer ens egen og naboens brændeovnsrøg ind udefra via sprækker, ventilationskanaler, vinduer, døre og ventilationsanlæg. Bruger man åben pejs eller en utæt brændeovn, vil man også få forringet luftkvaliteten inden døre. Hvis boligen fx har tvungen ventilation, så bliver røgen udefra suget ind i boligen. I Sverige, hvor man har tvungen ventilation og mange brændeovne, føler folk sig meget generet af brændeovnsrøg. Et forhold det svenske Astma-Allergi Forbund har gjort den svenske miljøminister opmærksom på i et åbent brev, hvor forbundet bland andet foreslår et totalt forbud mod brændeovne i tæt bebyggelse. I Danmark har vi ingen tvungen ventilation, men Astma-Allergi Forbundet følger udviklingen nøje. Luft ud Jævnlig udluftning - når man bruger brændeovn - giver færre luftvejssymptomer. Andre indendørs kilder Man skal være opmærksom på, at der også er mange andre forureningskilder indendørs, der kan irritere følsomme luftveje, fx tobaksrøg, partikler, organiske stoffer og tungmetaller fra åbne pejse, stearinlys - især duftlys - røgelsespinde og madlavning. Derudover kan der være allergener fra fx pelsdyr, skimmelsvampe og husstøvmider. Hvad indeholder røgen? Røgen fra brændeovne indeholder blandt andet fine og ultrafine partikler, der på grund af deres lille størrelse kan påvirke luftvejene. Endvidere kan der på overfladen af partiklerne sidde organiske forureninger som fx dioxin og polycykliske aromatiske kulbrinter - eller blot PAH. Derudover kan røgen også indeholde forskellige gasser eller flygtige organiske forbindelser, såsom metan og andre mindre kulbrinter. Afhængigt af om man bruger andet end rent træ, og hvor god man er til at fyre, kan der også opstå forskellige cyanidforbindelser. Partikler under mistanke Airpolife Projekt airpolife er et nyt tværfagligt forskningssamarbejde, der skal klarlægge helbredseffekterne af især partikler. Det er endnu ikke entydigt bevist, i hvor stort omfang indendørs og udendørs luftforurening fra brændeovne er årsag til luftvejssygdomme hos børn og voksne. Nogle undersøgelser peger i retning af, at røg fra brændeovne giver flere symptomer hos mennesker med astma og generelt følsomme luftveje. Der mangler dog stadig nogle danske undersøgelser, der kan dokumentere, i hvor stort omfang brændeovnsrøg påvirker vores helbred set i forhold til det samlede forureningsbillede - herunder også vejtrafik og tobaksrøg. Astma og partikler Flere undersøgelser viser, at der er en sammenhæng mellem astma og udeluftens indhold af partikler. Forskerne er dog enige om, at der er en sammenhæng mellem forurening fra vejtrafikken - specielt forurening med de fine og ultrafine partikler - og luftvejssygdomme. 9

12 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Jo mindre partikler, jo større er risikoen for symptomer hos især mennesker med følsomme luftveje. De mindste partikler udgør det alvorligste sundhedsproblem inden for luftforureningen. De mindste partikler kan nemlig nå langt ned i lungerne. Samtidig går de allermindste af dem sandsynligvis over i blodbanen, hvor de er mistænkt for at udgøre en stor sundhedsmæssig risiko - fx skader på vores DNA, som igen kan have betydning for udvikling af astma, kræft og hjertekarsygdomme. Forurening fra trafikken og specielt forurening med partikler er velundersøgt og menes at nedbringe vores levetid med et halvt til et helt år. For eksempel konkluderer den seneste forskning i helbredseffekter, at forureningen med partikler fra trafikken er skyld i et stort antal af for tidlige dødsfald, tilfælde af kronisk bronkitis hos voksne, astmaanfald og akut bronchitis hos børn. Og der er ingen grund til at tro, at partikler fra brændeovne skulle være mindre farlige end partikler fra trafikken. De kommende års forskning vil bl.a. fokusere på, hvad det er, der gør de små partikler fra brændeovne og trafikken farlige, hvor farlig røgen fra brændeovne er, og hvordan vi kan nedbringe forureningen fra brændeovne. Kampagne og nye regler Den nye viden om forurening fra brændeovne rejste i foråret 2004 en debat, der fik den tidligere miljøminister Hans Chr. Schmidt til at bebude nye regler for udformning af nye brændeovne, der kan minimere forureningen. I foreningen af danske brændeovnsproducenter, DAPO, bakkede man op om kravet til nye EU-standarder for udformning af nye brændeovne. De foreløbige resultater er en informationskampagne om korrekt brug af brændeovne, som løb af stablen i efteråret Den nuværende miljøminister Connie Hedegaard fremsatte i efteråret 2005 et forslag til en ny brændeovnsbekendtgørelse. I bekendtgørelsen indgik krav om afprøvning af nye brændeovne efter norsk standard, der har strenge krav til blandt andet forurening med partikler. Desværre måtte man opgive forslaget, da det ikke stemte overens med EU's harmonisering på området. EU har allerede en standard, men den stiller ikke krav til partikeludslip fra brændeovne. Miljøminister Connie Hedegaard har meldt ud, at der arbejdes videre på at fastsætte bindende regler for partikeludslippet fra brændekedler. Samtidig vil Miljøstyrelsen arbejde for, at man på EU plan ændre standard for brændeovne til også at indeholde krav til forurening med partikler. Brug brændeovnen rigtigt Begræns forureningen En brændeovn forurener mindst, når ovnen er af god kvalitet og samtidig bliver brugt og vedligeholdt rigtigt. Røg fra en brændeovn afgiver ikke kun partikler i brugerens hjem - også i naboens, der får partikler fra brændeovnsrøg fra udeluften ind gennem sprækker i hjemmet. Har man eller ens nabo en brændeovn, så skal man på bedste fyrbødermanér pleje og passe den, hvis man vil genere sig selv og andre mindst muligt med røgen. 10

13 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Gode råd Afbrænd kun rent, tørt træ. Brug kvas og små pinde til at tænde op med i stedet for papir. Afbrænd ikke affald som fx mælkekartoner og malet eller imprægneret træ. Anvend maksimalt 2-3 stykker træ pr. påfyring og sørg for, at det brænder godt med gule flammer. Undgå at lægge brænde på til natten og derefter skrue ned for luften, da træet blot ulmer væk og den dårlige forbrænding giver meget forurening. Opbevar brændet tørt udendørs. Bring kun små mængder brænde ind i huset i det tempo, du bruger det. Få skorstenen renset mindst 1 gang om året af en skorstensfejer. Luft jævnlig ud og hver gang man har haft ild i ovnen. Nye ovne ofte bedst Svanemærkede ovne De første miljømærkede brændeovne, der belaster luftmiljøet mindre med lave udslip af partikler og god virkningsgrad, er nu på markedet med Svanemærket. For at få Svanemærket, skal brændeovnen opfylde følgende: Ovnen må ikke udsende mere end 20 gram partikler for hvert kilo træ og gennemsnittet skal være under 10 gram pr kg træ. Nogle ældre ovne udsender i perioder op til 100 gram partikler pr. kilo træ. Krav til udledning af kulilte og flygtige organiske kulstofforbindelser - forkortet VOC - er strengere end svenske standarder, EN og DS 887. Ovnen skal udnytte minimum 75% af den lagrede varme i træet. Ovnen skal være fremstillet uden brug af unødvendige gifte. Installationshåndbog og vejledning i opbevaring af brænde og korrekt fyring skal følge med. Der findes adresser på producenter af Svanemærkede brændeovne på Miljømærkesekretariatets hjemmeside. Da mærkningsordningen er frivillig, kan der godt være ovne på markedet uden Svanemærket, der er lige så effektive og miljøvenlige. Det er bare mere besværligt at finde frem til dem. Producenten af brændeovnene kan oplyse om ovnens udslip og virkningsgrad. Men vær opmærksom på, at ikke alle ovne på det danske marked er testet for alle de typer af udslip, som Svanemærket stiller krav til. For at mindske luftforureningen skal brændeovnen først og fremmest være effektiv og tæt. En utæt ovn afgiver røg indendørs. Ovnen skal også have en effektiv forbrænding og skal forurene væsentligt mindre med partikler og gasser, også når man fyrer med små mængder træ. Og det er her, der kan være store forskelle mellem nye og gamle ovne. Mange ovne kan godt leve op til de enkelte krav om effektivitet eller udslip af miljø- og sundhedsfarlige gasser og partikler, men sjældent alle krav på en gang, og slet ikke ved fyring med små mængder træ. Ovne med fx Svanemærket lever op til alle tre krav, lige- 11

14 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 som nye ovne giver mulighed for at styre forbrændingen gennem forskellige luftindtag - og ikke som på mange gamle ovne alene gennem et spjæld i askeskuffen. Størrelse og lovkrav Inden man køber en brændeovn, er det vigtigt, at overveje ens behov og lære at fyre optimalt. En tommelfingerregel er, at en ovn med en effekt på én kw kan opvarme 10 m 2, hvis rummet er dårligt isoleret, og 20 m 2, hvis det er godt isoleret. Ifølge Teknologisk Institut vil en ovn med en effekt på 3-5 kw ofte være tilstrækkeligt for de fleste. Når man installerer en brændeovn, skal en skorstensfejer godkende den. Samtidig har man pligt til at oplyse kommunen om, at ens bolig har brændeovn. Man skal også en gang om året have brændeovnen efterset af skorstensfejeren. Han tjekker blandt andet, om skorstenen har ordentligt aftræk og ikke er sodet til. En god skorsten Partikelfilter til skorstenen Det norske Teknologiske Institut er ved at udvikle et partikelfilter til almindelige skorstene til brændeovne. En godt isoleret skorsten i en god højde over taget er også vigtig. En skorsten skal danne træk, så brændeovnen kan suge forbrændingsluft ind. Høje træer eller høje bygninger i omgivelserne kan påvirke trækket. Ekstra højde på skorstenen over tag kan hjælpe med at forbedre trækket og dermed mindske forureningen. Og den forurening, som er tilbage, vil blive spredt og fortyndet mere. Spredning og fortynding fjerner naturligvis ikke forurening. Det nuværende bygningsreglement giver ikke noget mindstekrav til højden, men et godt råd fra Skorstensfejerlauget er, at 60 til 80 cm over tagryggen giver god sikkerhed mod vindnedslag og røggener. Selvom ovnen er ny og af bedste kvalitet, så kan man ikke bare læne sig tilbage i stolen. Man skal passe og vedligeholde den på den rigtige måde, for at den giver færrest mulige gener - både for en selv og sin nabo. Brug rent træ Brug kun rent, tørt træ, så undgår man giftige forureninger som fx cyanidforbindelser. Man undgår dog ikke partikler og stoffer som fx formaldehyd og benzen, som også er i røg fra rent, tørt træ. Vådt træ forurener mere, og en del af energien og varmen går tabt til at tørre brændet i ovnen, og resultatet er en tilsodet ovn og skorsten. Ovnen forurener også mere, hvis man lukker for kraftigt ned for luftspjældene i ovnen. Hvis man har behov for, at ovnen ikke varmer på fuld styrke, er det bedre at regulere varmen ned ved at lægge mindre brænde på end at lukke ned for luftspjældene. Lad andre tage skraldet Brænd aldrig affald som fx mælkekartoner og malet eller imprægneret træ af. Det er ulovligt og forurener meget på grund af ufuldstændig forbrænding. Via skraldemanden skal affaldet i stedet til kommunens forbrændingsanlæg, hvor det bliver afbrændt ved meget høje temperaturer, der sikrer en fuldstændig forbrænding. Samtidig har anlægget effektive partikelfiltre og høje skorstene. 12

15 SKORSTENSFEJERAFDELINGEN EUC syd Tønder 1. udgave 2006 Tjek brændet Forskellige skimmelsvampe vokser naturligt på træ, træpiller eller træflis. Derfor er brænde en potentiel kilde til irritation af luftvejene og astma - alt efter, hvordan man opbevarer brændet. Opbevarer man fugtigt brænde indendørs, kommer der ofte mange skimmelsvampe, som sender deres sporer ud i luften. Opbevar derfor brændet tørt og udendørs, og tag det først med ind i boligen, når det skal bruges. Så giver man skimmelsvampene de dårligste livsbetingelser. 13

16 Danmarks Miljøundersøgelser Miljøministeriet Dioxin, PAH og partikler fra brændeovne Arbejdsrapport fra DMU, nr. 212

17 [Blank page]

18 Danmarks Miljøundersøgelser Miljøministeriet Dioxin, PAH og partikler fra brændeovne Arbejdsrapport fra DMU, nr Marianne Glasius Jørgen Vikelsøe Rossana Bossi Helle Vibeke Andersen Jørgen Holst Elsebeth Johansen Danmarks Miljøundersøgelser Ole Schleicher FORCE Technology

19 Datablad Titel: Dioxin, PAH og partikler fra brændeovne Forfattere: Marianne Glasius 1, Jørgen Vikelsøe 1, Rossana Bossi 1, Helle Vibeke Andersen 1, Jørgen Holst 1, Elsebeth Johansen 1 og Ole Schleicher 2 1 Afdelinger: Afdeling for Atmosfærisk Miljø & 2 FORCE Technology Serietitel og nummer: Arbejdsrapport fra DMU nr. 212 Udgiver: URL: Danmarks Miljøundersøgelser Miljøministeriet Udgivelsestidspunkt: Juni 2005 Faglig kommentering: Finansiel støtte: Bedes citeret: Helle Petersen, Mst., Christian Lange Fogh, Mst. og Finn Palmgren Jensen, DMU Miljøstyrelsen (Mst.) Glasius, M., Vikelsøe, J., Bossi, R., Andersen, H.V., Holst, J., Johansen, E. & Schleicher, O. 2005: Dioxin, PAH og partikler fra brændeovne. Danmarks Miljøundersøgelser. 27s Arbejdsrapport fra DMU nr http//arbejdsrapport.dmu.dk Gengivelse tilladt med tydelig kildeangivelse. Sammenfatning: Emneord: Layout: Rapporten omhandler resultater fra projekterne Dioxin fra brændeovne og PAH-emissioner fra brændeovne. Projekterne er udført i samarbejde mellem Danmarks Miljøundersøgelser, Afdeling for Atmosfærisk Miljø (ATMI) og FORCE Technology for Miljøstyrelsen. Formålet har bl.a. været at undersøge udslippet af dioxin, PAH og partikler fra brændeovne ved feltmålinger under realistiske forhold. Udfra resultaterne kan det beregnes at der på landsplan emitteres 3,6 g I-TEQ/år fra brændeovne. I undersøgelsen er det største udslip af dioxin 59 gange højere (pr. kg. træ) end det laveste. For partikler er forskellen 26 gange og for PAH 18 gange. Der er en tendens til at nyere brændeovne har et lavere udslip af dioxin og PAH end ældre ovne, mens billedet er mere uklart for partikler. Disse forhold bliver nu undersøgt nærmere i en ny undersøgelse med målinger på flere brændeovne og modellering af resultaterne. Dioxin, PAH-emissioner, brændeovne, partikler Marianne Glasius, Majbritt Ulrich ISSN (elektronisk): Sideantal: 27 Internet-version: Rapporten findes kun som PDF-fil på DMU s hjemmeside /AR213.pdf Købes hos: Miljøministeriet Frontlinien Rentemestervej København NV Tel frontlinien@frontlinien.dk 2

20 Indhold Indhold 3 Sammenfatning 5 1 Indledning 7 2 Metodebeskrivelser Prøveudtagning Vejning af filtre Analyse af dioxin Analyse af PAH 10 3 Resultater 11 4 Diskussion 13 5 Konklusioner 19 6 Tak 21 7 Referencer 21 8 Bilag 21 Bilag 1, fortsat 23 Bilag 2 24 Bilag 3 25 Danmarks Miljøundersøgelser 27 3

21 4

22 Sammenfatning Rapporten omhandler resultater fra projekterne Dioxin fra brændeovne og PAH-emissioner fra brændeovne. Projekterne er udført i samarbejde mellem Danmarks Miljøundersøgelser, Afdeling for Atmosfærisk Miljø (ATMI) og FORCE Technology for Miljøstyrelsen. Formålet med projekterne har været at estimere udslippet af dioxin, PAH og partikler fra brændeovne ved feltmålinger under realistiske forhold, samt at verificere resultaterne ved måling af dioxin i luft i samme brændeovnskvarter. Desuden korreleres resultater for udslip og luft med meteorologiske data for at estimere det samlede udslip fra kvarteret (ikke indeholdt i denne rapport). Baggrunden for projekterne er bl.a. at efterhånden som udslippet af dioxin fra affaldsforbrænding bliver mindre pga. installation af røggasrensning, bliver betydningen af andre kilder relativt større. Hertil kommer, at det samlede udslip fra andre kilder er steget i løbet af de senere år, specielt brændeovne har været i fokus. Tidligere undersøgelser viser, at emissionen af dioxin er meget større når der fyres med imprægneret træ i forhold til fyring med rent træ. Dette er en alvorlig kilde til usikkerhed pga. manglende viden omkring ulovlig brug af imprægneret træ som brændsel. Målinger i udeluft har tidligere vist forhøjede PAH- og partikelniveauer i et brændeovnskvarter i Gundsømagle. Specielt på dage og aftener med koldt og vindstille vejr kunne der observeres lokale udslip af partikler, som ikke syntes at stamme fra trafik, men fra lokale brændeovne. I dette projekt er der udtaget 12 røggasprøver direkte i afkastet fra private brændeovne eller fyr i Gundsømagle. Disse prøver er blevet analyseret for PCDD/F (dioxin), PAH (polycykliske aromatiske hydrocarboner) og partikelmasse. Desuden er der gennemført luftmålinger hver måned siden august 2003 af PCDD/F i det samme område. Der ses store variationer i emissionerne hvilket både skyldes ovntyper, brænde og brugernes fyringsvaner, selvom sammenhængen er uklar. I undersøgelsen er det største udslip af dioxin 59 gange højere (pr. kg. træ) end det laveste. For partikler er forskellen 26 gange og for PAH 18 gange. Der er en tendens til at nyere brændeovne har et lavere udslip af dioxin og PAH end ældre ovne, mens billedet er mere uklart for partikler. Der ses ingen klar sammenhæng mellem udslip af dioxin (PCDD/F) og partikler og mellem dioxin og PAH, hvilket formodentlig skyldes forskelle i dannelsesprocesser. Der er derimod en sammenhæng mellem udslip af PAH og partikler. Dette skyldes bl.a. at de samme forbrændingsforhold med f.eks. lav lufttilførsel giver øget dannelse at både partikler og PAH, men mindre dioxin. De nuværende målinger på private brændeovne er lidt højere end tidligere laboratorie-undersøgelser af dioxinudslip, med der er dog rimeligt god overensstemmelse. De målte dioxin koncentrationer i luft ligger inden for hvad der ved en grov overslagsberegning kan forventes ud fra udslippene. Udfra resultaterne kan det beregnes at 5

23 der på landsplan emitteres 2-4 (mest sandsynligt 3,6) g I-TEQ/år fra brændeovne. I-TEQ er internationale toksicitetsækvivalenter hvor giftigheden (toksiciteten) af ethvert enkeltstof (congener) er beregnet i forhold til det giftigste enkeltstof, 2,3,7,8-TCDD, Seveso-dioxin. Dette er højere end tidligere estimater udfra laboratorieundersøgelser, hvilket bl.a. skyldes af forbruget af brænde er steget. Der gennemføres en opfølgende og større undersøgelse af dioxin, partikler og PAH fra brændeovne i

24 1 Indledning Projektformål Denne datarapport omhandler resultater fra projekterne Dioxin fra brændeovne og PAH-emissioner fra brændeovne. Projekterne er udført i samarbejde mellem Danmarks Miljøundersøgelser, Afdeling for Atmosfærisk Miljø (ATMI) og FORCE Technology. Formålet med projekterne har været: At estimere udslippet af dioxin, PAH og partikler fra brændeovne ved feltmålinger under realistiske forhold. At verificere resultaterne ved måling af dioxin i luft i et brændeovnskvarter. At korrelere resultater for udslip og luft med meteorologiske data for at estimere det samlede udslip fra kvarteret. Baggrund Baggrunden for projekterne er at efterhånden som udslippet af dioxin fra affaldsforbrænding bliver mindre pga. installation af røggasrensning, bliver betydningen af andre kilder relativt større. Hertil kommer, at det samlede udslip fra andre kilder er steget i løbet af de senere år, specielt brændeovne har været i fokus. Udslip af dioxin fra brændeovne og pejse har længe været kendt (Manscher et al., 1990, Hansen et al., 1994, Vikelsøe et al. 1994, Schleicher et al. 2001). Disse undersøgelser har imidlertid været gennemført på brændeovne under kontrollerede laboratorieforhold. Under det igangværende Dioxinmåleprogram har der været foretaget en enkelt måling af dioxin i luft i et brændeovnskvarter i fyringssæsonen (Gundsømagle nov. 02), og resultaterne viste en 3 gange højere koncentration sammenlignet med reference-prøven (Fredensborg nov. 02). Dette antyder stærkt at lokal opvarmning har været medvirkende til udslippet, men det beviser ikke at det stammer fra brændeovne. De tidligere undersøgelser viser, at emissionen af dioxin er meget større når der fyres med imprægneret træ i forhold til fyring med rent træ. Dette er en alvorlig kilde til usikkerhed pga. manglende viden omkring ulovlig brug af imprægneret træ som brændsel. Især afbrænding af træ imprægneret med pentachlorphenol vil give meget store dioxinudslip. Selvom dette middel har været forbudt længe i Danmark, anvendes det stadig i visse lande og kan findes i importerede produkter, ligesom det findes i gamle trækonstruktioner. Man kan ikke se på træ om det er imprægneret med pentachlorphenol, da det er farveløst. Målinger af partikler i forbindelse med DMUs partikelprojekt bevilget på finansloven viste i vinteren 2002 forhøjede partikelniveauer i brændeovnskvarteret i Gundsømagle. Specielt på dage og aftener med koldt og vindstille vejr kunne der observeres en lokal emission af partikler, som ikke syntes at stamme fra trafik, men fra lokale brændeovne. 7

25 FORCE Technology har i samarbejde med har Danmarks Miljøundersøgelser, Afdeling for Atmosfærisk Miljø (ATMI) udtaget 12 røggasprøver direkte i afkastet fra private brændeovne eller fyr i Gundsømagle. Disse prøver er blevet analyseret af ATMI for PCDD/F (dioxin), PAH (polycykliske aromatiske hydrocarboner) og partikelmasse. Desuden er der gennemført luftmålinger hver måned siden august 2003 af PCDD/F i det samme område. Resultaterne for dioxinmålinger blev sendt til Folketingets Miljø- og Planlægningsudvalg i juni

26 2 Metodebeskrivelser 2.1 Prøveudtagning Til udtagning af prøver har FORCE Technology fremstillet en fortyndingskanal, hvor røgen fra brændeovnen blandes med frisk luft til et konstant flow. På denne måde kan målingerne foretages, under konstante forhold, selvom røggasmængden fra brændeovnen varierer ganske meget under forbrændingsprocessen. Fortyndingskanalen består af et rør der forbindes til skorstenen med et T-stykke, så røgen kan komme ud, eller luft kan komme ind, når en lille ventilator trækker røg og falsk luft gennem fortyndingskanalen, hvori måleudstyret er monteret. Udformningen kan tilpasses de skorstene der måles på. Rør og luftmængde tilpasses således, at det ikke giver et ekstra sug i skorstenen, men svarer til det sug som en middelvindhastighed på nogle m/sek hen over skorstenspiben vil give. Dioxinmålingen sker iht. Europæisk standard DS/EN ved brug af filter-kondensator metoden. Udstyret er helt i glas. Gennem en isokinetisk sonde der rager ind i fortyndingskanalen udtages en veldefineret brøkdel af den samlede fortyndede røggas strøm. Større partikler opsamles på kvartsuld, hvorefter flygtige organiske forbindelser opsamles på XAD-2, fulgt af et kvartsfiberfilter til opsamling af fine partikler. Samtidig med prøvetagning foretages en logning af temperatur både i skorstenen, i fortyndingskanalen, efter kondenseringen i måleudstyret, samt temperaturen i det opvarmede filter. Desuden foretages målinger af O 2 og CO 2 i fortyndingskanalen. Mængden af anvendt brændsel i måleperioden vejes, og emissionen kan derved beregnes i forhold til denne mængde, og opgives pr. kg træ. Da forbrænding af et kg træ giver ca. 6,5 normal m³ røggas ved 10% O 2, kan emissionen nemt omregnes til en middelkoncentration. Der blev udtaget to prøver fra hver skorsten, på to forskellige dage. Hver prøve er udtaget over en fyringscyklus, f.eks. fra om eftermiddagen og indtil brændet brænder ud og røggastemperaturen bliver lav i løbet af natten. Prøvetagningstiden er for en del prøver mere end de 8 timer som DS/EN foreskriver, men denne grænse er fjernet i den reviderede udgave af DS/EN , så det er kun eventuelle problemer med genfindinger på prøvetagnings standarden, der begrænser prøvetagningstiden. Husets beboere vejer og noterer hvad der brændes i måleperioden. Desuden interviewes beboerne kort om deres fyringsvaner. 2.2 Vejning af filtre Før eksponeringen blev kvartsuldsfiltret i sin holder tilsat en blanding af 13 C-mærkede PCDF standarder (ekstraktions spikes). 9

27 Den opsamlede partikelmasse blev bestemt ved vejning af holdere med kvartsuldsfiltre til opsamling af partikelprøver før og efter indsamling af røggasprøver. Kvartsfiber planfiltre blev kun vejet efter eksponeringen, idet den gennemsnitlige vægt af ni ubrugte filtre anvendtes ved beregningen. Prøveholdere med filtre blev konditioneret før vejning ved 23 C og 52% RH i minimum 24 timer. Derefter blev de vejet på en analysevægt. 2.3 Analyse af dioxin Røggasprøver ekstraheres med toluen. XAD og filtre ekstraheres ved soxhlet i 20 timer, og kondensatet/skyllevæske ved udrystning. Inden ekstraktion tilsættes en blanding af 13 C-mærkede PCDD/F standarder (ekstraktions spikes) til XAD og filtre. Der udtages 1% del af det samlede ekstrakt til PAH analyse. Resten af ekstrakten inddampes og oprenses ved væskechromatografisk på kiselgel/naoh, kiselgel H 2 SO 4 og Al 2 O 3, derefter analyseret for dioxiner og furaner (PCDD/F). Påvisning og kvantificering sker ved højtopløsende GC/MS vha. isotopfortyndings metode ud fra de tilsatte ekstraktions spikes. Analysemetoden er tillempet fra europæisk standard for analyse af dioxin i røggas, DS/EN Oprensnings- og analysemetoden for dioxin er mere udførligt beskrevet f.eks. i Vikelsøe et al., Resultaterne angives i I-TEQ der er internationale toksicitetsækvivalenter, hvor giftigheden (toksiciteten) af ethvert enkeltstof (congener) er beregnet i forhold til det giftigste enkeltstof, 2,3,7,8-TCDD, Sevesodioxin. 2.4 Analyse af PAH Der tilsættes deuterium-mærket PAH til del-ekstraktet fra dioxinanalysen, som herefter oprenses på fast fase kolonner pakket med kiselgel. Kolonnerne elueres med hexan (fraktion 1) og dichlormethan (fraktion 2). Den sidste fraktion, som indeholder PAH, inddampes og genopløses i toluen. Prøverne analyseres med GC-MS (gaskromatografi koblet til massespektrometri). PAH kvantificeres udfra kalibreringsstandarder. Genfinding i de enkelte prøver beregnes udfra de tilsvarende deuteriummærkede PAH. 10

28 3 Resultater Tabel 1 præsenterer emissioner beregnet udfra måleresultaterne. Resultater for alle individuelle PAH og dioxiner/furaner er angivet i bilag 1 sammen med måleresultater fra prøveudtagningen. Usikkerhed på vejning Vejninger af partikler er behæftet med en større usikkerhed end normalt, da der var gennembrud af partikler fra kvartsuldfilteret til gasopsamlingsdelen i alle prøver. Årsagen til gennembrud er sandsynligvis at partiklerne var for små til at blive opsamlet i kvartsuldfilteret. Gennembruddet til planfiltrene androg i gennemsnit 5,5%. Dette var ikke forventet, og gasopsamlingsdelen havde derfor ikke været vejet på forhånd. På den anden side er der erfaring for at XAD-2 kun i ringe grad opsamler partikler, og pga. den store fugtopsamling er gravimetriske bestemmelser vanskelige at udføre nøjagtigt. Tekniske hensyn forhindrer at planfiltret kan sidde lige efter kvartsuldsfiltret, hvilket ellers ville løse problemet. De angivne partikelemissioner er således minimumsværdier. Standardafvigelsen på vejeresultater for de ni ubrugte filtre var g. For de fleste filtre udgør dette under 10% af den opsamlede partikelmasse og usikkerheden på massebestemmelsen er således lille. For filtre med kun lidt opsamlet partikelmasse bliver usikkerheden på filterets vægt uden partikler selvfølgelig af større betydning og for et enkelt filter er den opsamlede masse og usikkerheden på filterets vægt sammenlignelige i størrelse. Dette har dog kun lidt indflydelse på den samlede massebestemmelse, da i gennemsnit 94,5% af den samlede masse blev fundet på kvartsuldfiltrene. Acenaphtylen udelades af sum PAH-analyserne viste en meget stor variation i koncentrationen af acenaphtylen mellem forskellige prøver. I prøverne 1A-3A udgør acenaphtylen mellem 43 og 55% af alle PAH, mens den i de resterende prøver ikke kan detekteres eller kun udgør få procent af alle PAH. Årsagen er ikke kendt og tekniske problemer i opsamling eller analyse kan ikke udelukkes. Derfor er acenaphtylen udeladt af sum af PAH opgivet i tabel 1 og i den efterfølgende diskussion af emission af PAH. 11

29 Tabel 1. Beregnede emissioner for røggasprøver udtaget fra private brændeovne og fyr n.a. betyder ikke analyseret. Hus nr. og prøver. ng I-TEQ/kg træ ng I-TEQ/m3 røg (n,t,10%02) Partikler g/kg træ Partikler g/m3 PAH sum mg/kg træ PAH BaP mg/m 3 Tox.ækv. mg/m 3 Brænde, træart Brændeovne, type og alder 1A n.a. n.a Alm. lufttørt kløvet brænde med bark. Blandet birk, bøg og andet. ca. 5 år gl. 1B n.a. n.a Alm. lufttørt kløvet brænde med bark. Blandet birk, bøg og andet. ca. 5 år gl. 2A Kløvet birk i palle Ukendt alder 2B Kløvet birk i palle Ukendt alder 3A Kløvet diverse træ Brændefyr (gammelt) 3B Kløvet diverse træ Brændefyr (gammelt) 4A Kløvet birk, naboens birketræ fældet 2 år tidligere 2 år gl. 4B Kløvet birk, naboens birketræ fældet 2 år tidligere 2 år gl. 5A Kløvet birk, købt 1 år tidligere <1 år gl. 5B Affaldstræ, paller og brædder nogle med hvid maling < 1 år gl. 6A Bøg og frugttræer. 1-5 år gammelt. Virker meget tørt. ca. 10 år 6B Bøg og frugttræer. 1-5 år gammelt. Virker meget tørt. ca. 10 år 12

30 4 Diskussion Denne rapport giver ikke en uddybende diskussion af resultaterne, men der skal dog fremhæves nogle enkelte konklusioner. Emissionsfaktorer Afbrænding af affaldstræ Betydning af stålskorsten? Både hvad angår dioxin, PAH og partikler er der stor variation mellem forskellige brændeovne/fyr jf. figur 1,2 og 3. Emission af dioxin TEQ varierer mellem 0,3 og 17,7 ng/kg træ, og den højeste emission er således 59 gange højere end den laveste. For PAH er emissionen mellem 4,4 og 81,2 mg/kg træ dvs. en faktor 18 mellem højeste og laveste emission. Partikelemissionen er mellem 3,2 og 82,9 g/kg træ og der er således en faktor 26 mellem den højeste og den laveste emission. En enkelt prøve (5B) er udtaget under afbrænding af affaldstræ (paller og brædder, heraf nogle med maling). For PAH giver denne ændring en femdobling af emissionen og for partikler en næsten otte gange højere emission pr. kg. træ. For dioxin TEQ er emissionen næsten fire gange højere pr. kg. træ ved afbrænding affaldstræ end rent træ for det samme hus. Men det må bemærkes at dette resultat alligevel lå lavt i det samlede billede. I figur 1 er angivet hvilke huse der har stålskorstene. Resultaterne antyder at der er en lavere emission af dioxin TEQ fra brændeovne med stålskorstene, men dette kræver yderligere undersøgelser da det statistiske materiale er for lille. Der ses ikke samme tendens for partikler og PAH (figur 2 og 3). Prøver fra stålskorstene adskiller sig i øvrigt ved at stamme fra enten brændefyr eller helt nye brændeovne, mens de øvrige er fra ældre brændeovne, hhv. 5 år, 10 år eller ukendt alder. 13

31 20 ng/kg træ I-TEQ PCDF PCDD Stålskorsten 1A 1B 2A 2B 3A 3B 4A 4B 5A 5B 6A 6B Hus Nr. * Figur 1. Målt emission af I-TEQ PCDF og PCDD pr. kg. træ. Hus nr 3-5 har som angivet stålskorstene, de øvrige murede skorstene. Alle prøver er fyret med rent træ bortset fra prøve 5B mærket *, som er fyret med affaldstræ PAH sum (- ACE) 60 mg/kg træ Stålskorsten * A 1B 2A 2B 3A 3B 4A 4B 5A 5B 6A 6B Hus Nr. Figur 2. Målt emission af PAH pr. kg. træ. Samme betegnelser som ved figur 1. 14

32 Planfilter Kvartsuldsfilter * g/kg træ A 1B 2A 2B 3A 3B 4A 4B 5A 5B 6A 6B Hus Nr. Stålskorsten Figur 3. Målt emission af partikler pr. kg. træ. Samme betegnelser som ved figur 1. Dioxin og partikler Der ses ingen klar sammenhæng mellem emission af dioxin og partikler (figur 4). Dette skyldes sandsynligvis at dioxin og partikler dannes ved to forskellige processer, idet dioxin dannes ved en kemisk reaktion mellem chlor og organiske forbindelser, mens partikler dannes ved kondensation (under afkøling af røggassen) af uforbrændte organiske forbindelser. En bedre forbrænding med mere luft giver en højere temperatur, og derved færre partikler, men det kan måske samtidig give mere dioxin end ved lav forbrændingstemperatur, fordi chlor ikke kommer på dampform ved lav forbrændingstemperatur. Resultater fra et tidligere miljøprojekt (Schleicher et al., 2001) indikerer også dette. Forbrændingstemperaturen i en brændeovn kan ikke blive så høj (>950 C), at dioxin nedbrydes I-TEQ ng/kg træ Partikler g/kg træ Figur 4. Sammenhæng mellem partikelmasse og PCDD/F. Der ses ingen lineær korrelation, men en tendens til at høje I-TEQ værdier indtræder ved lave partikeludslip. 15

33 I-TEQ ng/kg træ PAH sum (-ACE) mg/kg træ Figur 5. Sammenhæng mellem PCDD/F og PAH i røggasprøver. Dioxin og PAH Figur 5 viser ingen klar sammenhæng mellem PCDD/F og PAH i prøverne. Årsagen er formentlig, at PCDD/F fortrinsvis dannes ved høj ilttilførsel, hvorimod PAH dannes ved lav PAH (mg/kg træ) ' Partikelmasse (g/kg træ) Figur 6. Sammenhæng mellem emission af PAH og partikler. Der ses en næsten lineær afhængighed bortset fra et enkelt afvigende resultat (prøve 2B). PAH og partikler Der ses en vis sammenhæng mellem emission af PAH og partikler pr. kg. træ (figur 6), idet resultaterne tyder på at høj emission af partikler også hænger sammen med høj emission af PAH. Dog udviser prøve 2B en anden sammenhæng end de øvrige prøver. Baggrunden for den anderledes sammenhæng i prøve 2B er ukendt, men det kan ikke udelukkes, at det skyldes problemer med udtagning og vejning af partikelprøver. For de øvrige prøver ses en forholdsvis konstant 16

34 emission i forhold til partikler. Dette er forventeligt da PAHforbindelser hovedsageligt dannes under dårlige forbrændingsforhold, hvor der også dannes flest partikler fra kondensation af uforbrændte organiske gasser. Det modsatte gælder for dioxin, som er et stof med højt iltningstrin som dannes under oxiderende betingelser. Ved reducerende forhold kan chlor tværtimod fjernes fra allerede dannet dioxin y = 0.05x R 2 = 0.98 BaP TEF (mg/m3) PAH (mg/m3) Figur 7. Sammenhæng mellem benz(a)pyren toksicitets ækvivalenter og total PAH-koncentration i røggasprøver. PAH toksicitetsækvivalenter Dioxinmåleprogrammet Benz(a)pyren toksicitetsækvivalenter er en omregning af den totale PAH-emission til en toksicitetsrelevant måleenhed, her som benz(a)pyren. I figur 7 ses en klar sammenhæng mellem emissionen af total PAH og emissionen af benz(a)pyren toksicitetsækvivalenter. Korrelationen (R 2 ) er 0,98. Der er således en klar sammenhæng mellem total PAH i røggasprøverne og toksicitetsækvivalenter. I Dioxinmåleprogrammet som DMU gennemfører for Miljøstyrelsen har der været indsamlet luftprøver som månedsgennemsnit siden Figur 8 (fra statusrapport 2004) illustrerer at der er god overensstemmelse mellem dioxin-koncentrationen i Botanisk Have (København) og i Fredensborg på trods af afstand og beliggenheden i hhv. land- og byzone. Gundsømagle derimod skiller sig ud ved at koncentrationen begynder at stige i oktober, fulgt af et højt resultat i november. Stigningen skyldes uden tvivl lokale kilder, og at den indtræder samtidig med fyringssæsonen peger på opvarmning som årsag. I Fredensborg og Botanisk Have ses ligeledes et vintermaksimum som kan skyldes opvarmning (ikke blot i nærområdet) samt mindre atmosfærisk nedbrydning af dioxin i vinterhalvåret. Koncentrationen af PCDD/F i luften er naturligvis større tæt ved kilden, hvor røgen ikke har kunnet nå at sprede sig, derfor kan selv små udslip resultere i høje PCDD/F lokale koncentrationer i luften. En overslagsberegning antyder et maksimalt dagligt udslip på 1600 ng I- 17

35 TEQ for hele området, som dækker et areal på ca. 1 km 2. Den maksimale fundne koncentration i luften, 180 fg/m 3 I-TEQ, svarer til at denne mængde fortyndes i et luftrum på 0,009 km 3. Dette svarer igen til et luftlag på 9 m højde. Årligt landsudslip PCDD/F Hvis man anvender den fundne gennemsnitlige emissionsfaktor på 6 ng/kg I-TEQ træ, og en samlet årlig indfyret brændemængde på 600t, når man frem til et årligt landsudslip på 2-4 (mest sandsynligt 3,6) I- TEQ fra brændeovne. Dette er højere end tidligere estimater ud fra laboratorieforsøg på hhv. 0,4 g N-TEQ/år (Vikelsøe et al., 1994) og 1,1 g I-TEQ/år (Hansen og Hansen, 2002). Årsagen er bl.a. at forbruget af brænde er steget. I-TEQ fg/m³ Fredensborg Botanisk Have Gundsømagle f m a m j j a s o n d j f m a m j j a s o n d 2002 begyndt md 2003 Figur 8. Samtidige målinger af dioxin i luft i Gundsømagle (brændeovnsområde) og Botanisk Have (bybaggrund) og Fredensborg (skov). Fra Statusrapporten, Dioxinmåleprogrammet på DMU

36 5 Konklusioner Undersøgelsen giver anledning til følgende konklusioner: Der er målt emissioner af dioxin (PCDD/F), PAH og partikler fra et brændefyr, 3 ældre brændeovne (>5 år) og 2 nye brændeovne (<3 år) i private hjem. Resultater opsummeres i tabel 2. Der ses store variationer i emissionerne hvilket både skyldes ovntyper, brænde og brugernes fyringsvaner, selvom sammenhængen er uklar. Der er en tendens til at nyere brændeovne har en lavere emission af dioxin og PAH end ældre brændeovne. Billedet er dog mere uklart for partikler. En større undersøgelse af flere brændeovne er nødvendig før man kan sige om denne tendens er generel. Der ses ingen klar sammenhæng mellem emission af dioxin og partikler og mellem dioxin og PAH. Dette skyldes formodentlig forskelle i dannelsesprocesser. Der er en positiv korrelation mellem emission af PAH og partikler. Dette skyldes bl.a. at de samme forbrændingsforhold med f.eks. lav lufttilførsel giver øget dannelse at både partikler og PAH. De nuværende målinger på private brændeovne stemmer rimeligt godt overens med tidligere laboratorie-undersøgelser af dioxinudslip. De målte dioxin koncentrationer i luft ligger inden for hvad der ved en grov overslagsberegning kan forventes ud fra udslippene. Udfra resultaterne kan det beregnes at der på landsplan emitteres 2-4 (mest sandsynligt 3,6) g I-TEQ/år fra brændeovne. Dette er højere end tidligere estimater ud fra laboratorieforsøg, bl.a. pga. øget forbrug af brænde. Der gennemføres en opfølgende og større undersøgelse af dioxin, partikler og PAH fra brændeovne i Tabel 2. Opsummering af måleresultater. Der er desuden foretaget en enkelt måling på en nyere brændeovne under fyring med afffaldstræ. *4 målinger. Type Antal målinger Dioxin (ng I-TEQ/kg træ) PAH (mg/kg træ) Partikler (g/kg træ) Nyere brændeovne (<3 år) Ældre brændeovne (>5 år) 3 0,3-3,0 4,4-7,8 4,3-11,4 6 5,1-17,7 5,5-81,2 0,5-12,7* Brændefyr (ældre) 2 0,3-0,6 15,4-23,7 20,3-24,2 19

37 20

38 6 Tak Vi takker Miljøstyrelsen for finansiering af projektet. Tak til Birgit Thomsen, ATMI for vejning af prøver. Desuden vil vi gerne takke de venlige beboere der lod os måle på deres skorstene. 7 Referencer Ole Manscher, Jørgen Vikelsøe, Arne Grove, Knud J. Hansen, Preben Aagaard Nielsen og Henrik Madsen. Emissionsundersøgelse for pejse og brændeovne. Dioxin, PAH og mutagen aktivitet. Miljøprojekt nr. 149, Knud J. Hansen, Jørgen Vikelsøe og Henrik Madsen. Emission af dioxiner fra pejse og brændeovne. Miljøprojekt nr. 249, E. Hansen and C.L. Hansen. Environmental Project no. 811, Substance Flow Analysis for Dioxin J. Vikelsøe, H. Madsen and K. Hansen: Emission of dioxins from Danish wood-stoves. Chemosphere 29, , Schleicher, Ole; Jensen, Allan Astrup; Blinksbjerg, Peter. Måling af dioxinemissionen fra udvalgte sekundære kilder. Miljøprojekt nr. 649, 2001 Jørgen Vikelsøe. The Danish Dioxin Monitoring Programme I. Dioxin in Danish Soil. A Field Study of Selected Urban and Rural Locations. NERI Technical Report No. 486, 2004 Jørgen Vikelsøe. Statusrapport. Dioxinmåleprogrammet på DMU. Miljøstyrelsen, Bilag Bilag 1: Resultater fra prøveudtagning Bilag 2: Resultater af dioxinanalyser Bilag 3: Resultater af PAH-analyser og vejninger. 21