Kadmium i biobränslen och sopor undersökt med röntgenspektroskopiska metoder
När biomassa eller hushållssopor förbränns fastnar kadmium på de mindre askpartiklarna. Eftersom ämnet är giftigt är det viktigt att askan tas om hand på rätt sätt innan den hamnar i naturen eller deponeras.Maria Caterina Camerani Pinzani vid Oorganisk miljökemi på Chalmers har studerat aska från fluidbäddpannor med hjälp av mikroröntgenspektroskopi, vilket till skillnad mot vanliga metoder gör det möjligt att titta på askpartiklarna var för sig. Hon visar att träaska och aska från hushållssopor innehåller både lättlösliga och svårlösliga former av kadmium.
Att kadmium är giftigt känner de flesta människor till. Det kan orsaka cancer och bestående skador på njurarna. Kadmium finns i olika biobränslen på grund av upptag från marken och förekommer även i hushållssopor, eftersom det ingår i plaster och pigment. Vid förbränning förgasas det kadmium som finns i bränslet. När rökgasen och askpartiklarna svalnar kondenserar kadmiumföreningar på de små lätta askpartiklarna, flygaskan.
Maria Caterina Camerani Pinzani har undersökt flygaska från fluidbäddpannor eldade med dels energiskog, salix, dels hushållsavfall. Hon fann att i båda askorna fanns kadmium huvudsakligen i form av klorid, sulfat, oxid, och silikat.
Klorid och sulfat löser sig lätt i vatten. I aska från hushållsavfall är det inte nödvändigtvis en nackdel, eftersom den askan ändå ska deponeras under betryggade former och man i framtiden kan komma att behöva kadmium som komponent i nya material. Om då kadmiet finns koncentrerat i en form som är lätt att lösa upp kan man återvinna metallen från den deponerade askan.
När det gäller återföring av träaska till skogsmark bör halten av kadmium vara låg. Skogsstyrelsen anger 30 mg/kg aska som övre gräns. De träaskor som studerades i det aktuella arbetet hade kadmiumhalter strax över 30 mg/kg, men innehöll till stor del kadmium i form av silikat och oxid, som inte lakas ut i vatten så lätt. För att de ska frigöras måste man tillsätta en syra. Det innebär dels att kadmium inte så lätt frigör sig från partiklarna, dels att det inte så lätt tas upp av organismer. Träaskan skulle alltså kunna vara lämpad att återföra till skogsmarken trots att totalhalten kadmium var något för hög.
Resultaten visar tydligt att en bestämning av totalhalten av en metall i aska inte ger fullständig information om den tänkbara miljöpåverkan av metallen. Man behöver också information om vilka kemiska föreningar av metallen som finns i askan. Undersökningar av den typ som gjorts i det aktuella arbetet ger detaljerad sådan information, men är komplicerade att utföra. Andelen lösliga metallföreningar kan också uppskattas med olika laktest.
Undersökningen kunde göras tack vare ett samarbete mellan Chalmers Tekniska Högskola och European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) i Grenoble, Frankrike.
Avhandlingen “Cadmium Distribution and Speciation by Synchrotron Radiation Induced X-Ray Microprobe Techniques” försvarades vid en offentlig disputation den 5 september vid Chalmers, Göteborg.
Kontaktinformation
För mer information, kontakta:
Maria Caterina Camerani Pinzani, Oorganisk miljökemi, Chalmers, tel 031-772 82 10
caterina@envic.chalmers.se
