I en fersk studie har forskerne tatt i bruk nye metoder for å måle omfanget av de ørsmå støvkornene som unnslipper smelteverkenes renseanlegg.

Sensorer plassert i omgivelsene teller kontinuerlig støvpartiklene i lufta, analyserer hvilke stoffer de består av og veier partikler som faller på bakken.

Målinger gjort ved fem anlegg i Sør-Norge viser også at forekomsten av svevestøv er godt innenfor det tillatte i lufta rundt verkene.

Har øvre grenseverdier og strenge utslippskrav

Svevestøv er støvfnugg som bare er noen få tusendels millimeter i diameter. De kan være helseskadelige hvis vi får dem ned i lungene.

Ifølge Folkehelseinstituttet og Miljødirektoratet er veitransport og vedfyring hovedkildene til svevestøv i byer og tettsteder, men også industrien står bak utslipp.

Myndighetene opererer med øvre grenseverdier for svevestøv i lufta, og smelteverk og prosessindustri er blant dem som må overholde strenge utslippskrav.

Prosessindustri er industri som typisk bruker oppvarming, nedkjøling og ulike kjemiske reaksjoner i industriell skala for å omdanne råstoffet sitt. Treforedling, farmasøytisk industri og metallproduksjon er klassiske eksempler.

Går løs på støvutslippenes siste skanse

– Industrien har god kontroll på det som kalles punktutslipp gjennom piper og rør. Den gjenstående miljøgevinsten ligger i å få kontroll på det som kalles diffust støv, partikler som sniker seg ut gjennom åpninger i tak og vegger. Dette er «the last frontier» innen støvutslipp, sier Hege Indresand.

Hun er seniorforsker ved forskningsinstituttet NORCE i Grimstad og har vært prosjektleder for et forskningssamarbeid mellom NORCE, Eydeklyngen, som er en nettverksorganisasjon for prosessindustrien i Norge og bedriftene Eramet Norway, Fiven, Glencore Nikkelverk og Elkem. Regionale forskningsfond Agder har støttet prosjektet økonomisk.

Ifølge Indresand er det vage begrepet diffust støv på en måte nokså presist. Da forskningsprosjektet startet, fantes det lite informasjon om hvordan det diffuse støvet oppførte seg i lufta, hvor det tok veien og hvordan det sto i sammenheng med alle de andre kildene rundt verkene.

Det fantes lite relevante data og ingen standardmetoder for måling av diffust industristøv i Norge.

– Nå har vi begynt å fylle dette vakuumet. Vi har kommet langt i å dokumentere effekten av ulike måleinstrumenter og målemetoder. Vi vet mer om hva støvet består av og ikke minst om samspillet mellom prosesser inne i fabrikkene og det som skjer rundt anleggene, sier hun.

Sanntidsmålinger av luft i omgivelsene

I løpet av to år har Indresand og verkene gjennomført sanntidsmålinger av diffust støv i lufta rundt tre mangansmelteverk i Sauda, Kvinesdal og Porsgrunn, et nikkelverk i Kristiansand og en silisiumkarbidfabrikk i Lillesand.

Det er brukt tre ulike sensorer i arbeidet.

Den ene suger inn luft og teller partikler av ulik størrelse. Den andre forteller hvor mye det er av ulike grunnstoffer som for eksempel nikkel og mangan. Den tredje veier rett og slett de litt større partiklene som faller på bakken.

– Når det registreres mangan i målingene, vet vi at det kommer fra manganproduksjon. På steder som Sauda, Porsgrunn og Kvinesdal er det ingen andre kilder til utslipp av dette metallet. Når vi også vet på hvilke tidspunkter det registreres økt forekomst av mangan, er vi også på sporet av hvilke prosesser i smelteverkene som står bak utslippene, sier Indresand.

Inne på anleggene er det nemlig mange kandidater til utslippene. Det som kalles støving kan oppstå i en rekke prosesser, fra knusing av malm via transport inne på verket til forming av ferdig materiale.

– Det er nettopp derfor det er så viktig med sanntidsmålinger. Da er det lettere å peke ut kildene, sier seniorforskeren.

Vind, vær og topologi er viktig

Sensorene registrerte også vindretning og vindhastighet. Det ga nyttig informasjon om hvordan støvet beveget seg i omgivelsene.

Samspillet mellom vind og vær og lokal topografi kan nemlig være ganske forskjellig fra sted til sted, og det er en styrke for prosjektet at vi har undersøkt fem forskjellige steder.

– I Sauda er det mange som lurer på hvorfor det fester seg støv på husvegger som vender vekk fra smelteverket. Vi har gode indisier på at det har med fjellene å gjøre. Vinden blåser fra smelteverket og inn i Sauda, der den gjør en u-sving når den møter fjellene. På vei ut igjen legger den igjen støv på veggene, sier Indresand.

Mens vinden i Sauda oppfører seg som en bumerang, er vinden i Kvinesdal mer ensporet.

Den blåser enten rett inn i dalen eller rett ut av dalen. Da er det også enkelt for forskerne å vite hvor de skal måle.

– Vi ser ellers at det gjerne holder å finne hovedvindretningen fra verkene. Der vi har satt opp fem målere på ulike steder i omgivelsene, har de fleste målerne bare gitt oss like bilder av det samme bakgrunnsstøvet, forteller Indresand.

Lite svevestøv rundt anleggene

I sum viser målingene at det er lite svevestøv i størrelser opptil ti tusendels millimeter i diameter rundt anleggene.

– Av de litt større partiklene, typisk fra femti tusendels millimeter og oppover, finnes det ikke noen grenseverdier, så her kan man ikke si om det er mye eller lite, men vi tror det dreier seg om relativt små mengder.

– Dette er partikler som ikke regnes som helseskadelige, men som legger seg på bilpanseret og hagemøblene, sier Indresand.

En del av sensorene forskerne har brukt, er av samme type som er godkjent for måling av luftkvalitet i byene våre. Det er relativt kostbare saker.

– Vi har også testet rimeligere mikrosensorer som er på vei inn på markedet, og de har vist seg å være ganske pålitelige. Men jeg tror det er viktig at målingene fra disse inntil videre sammenlignes med data fra godkjente instrumenter, mener seniorforskeren.

Fikk industrien til å løfte blikket

Ved prosessanlegget Eramet Norway er senioringeniør og tidligere teknisk direktør Leif Hunsbedt godt fornøyd med forskningsprosjektet.

Han forteller at industrien tradisjonelt har vært opptatt av avanserte målinger ved definerte utslippspunkter som for eksempel skorsteiner.

Å bruke samme metode på diffuse utslipp ville rent teknisk blitt mye vanskeligere, for hvordan måler du noe du ikke helt vet hvor kommer fra?

– Hege kom med doktorgrad fra California og nye ideer til hvordan vi kunne måle. I stedet for å prøve å måle på anlegget fikk hun oss til å løfte blikket og måle hvordan de diffuse utslippene gjør seg direkte gjeldende i omgivelsene, noe som jo er ganske logisk når du tenker på det, sier han.

I tillegg til at målingene «utenfor gjerdet» er lettere å gjennomføre i praksis, gir de informasjon som er viktig for smelteverkene i kommunikasjonen med omverdenen.

– Nå kan vi bedre dokumentere hvor stor påvirkning de diffuse utslippene har på omgivelsene og hva de består av. Det er informasjon de som bor i nærheten av smelteverkene setter stor pris på, sier han.

En tredje gevinst for deltakerne i prosjektet er ifølge Hunsbedt at det er etablert et nettverk av kompetansemiljøer, enkeltpersoner og bedrifter som er opptatt av samme problemstilling.

Pågående detektivarbeid

Indresand understreker at det ikke bare er å hive opp noen sensorer og tro at resten skal gå av seg selv.

– For å få god nok forståelse av de diffuse støvutslippene, slik at vi får redusert dem til et minimum, trenger vi et ganske detaljert bilde av hva som skjer både inne på anlegget og ute i omgivelsene.

– Vi har nå utviklet en modell eller et rammeverk for industrien, som kan foredles slik at vi får sikrere informasjon om sannsynlige utslippskilder og utslippsveier, sier hun.

Neste skritt i forskningen hennes blir å undersøke støvutslipp fra det metalliske grunnstoffet mangan i Sauda Smelteverk. Overvåking i sanntid skal avdekke hvilke prosesser som utløser støvingen og hvilke sprekker som må tettes.

Referanser:

Hege Indresand og Leif Hunsbedt: Using an online ED-XRF instrument in understanding industrial dust emissions. Norwegian Chemical Society – 19th Norwegian X-Ray Conference, Fevik, Norway, 2018.

Hege Indresand og Leif Hunsbedt: Characterization of ambient PM10 dust in industrial locations by continuous fence-line ED-XRF analysis. European Conference on X-Ray Spectrometry – EXRS 2018, Ljubljana, Slovenia, 2018.

Hege Indresand mfl.: On-line management of industrial fugitive dust emissions by fence line monitoring? The 13th CEM International Conference and Exhibition on Emissions Monitoring, Budapest, Ungarn, 2018.

Artikkelen er produsert og finansiert av De regionale forskningsfondene

Forskningsfondene er én av 77 eiere av forskning.no.
Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.

Her kan du lese mer om ordningen.

Fikk du med deg disse artiklene fra De regionale forskningsfondene?

Norsk sykehus er best i Skandinavia på digitale løsninger

Spår kven som mister straumen ved uvêr

Fjerner miljøgifter med alger