Bygging på gamle avfallsdeponier
Artikkel
|Oppdatert
På enkelte steder kan det være aktuelt å bygge på eller nær gamle avfallsdeponier (ca. 25-40 år etter lukking). Dette skaper frykt og uro omkring deponigass, både med hensyn til eksplosjonsfare, stoffer som lukter og mulig helserisiko. Folkehelseinstituttet har vurdert mulige helseskadelige effekter av gasser og eventuell fare for eksplosjon ved å bygge og bo nær eller på gamle avfallsdeponier.
Husbygging på eller nær gamle nedlagte avfallsdeponier medfører noen ganger bekymring fordi gasser fra avfallsdeponiet kan sive opp i lufta og medfører luktplager. Gassene er typisk hydrogensulfid, ammoniakk og andre organiske forbindelser. Disse gassene kan lukte sterkt selv i små konsentrasjoner.
Folkehelseinstituttets vurdering
Vi har vurdert helserisikoen ved å bygge nær eller på gamle avfallsdeponier, og konkludert med at:
- Risikoen for helseskader er mest sannsynlig liten, selv ved lengre tids eksponering.
- Den vonde lukten kan imidlertid gi plager som hodepine og kvalme. Vond lukt kan også føre til bekymring. Den samlede opplevelsen av å oppholde seg i lokaler med slike luktproblemer kan derfor være svært utilfredsstillende. Bygningsteknisk kompetanse bør i slike tilfeller trekkes inn for en best mulig løsning av problemene.
- Eksplosjonsfaren er også vurdert fordi gasser kan samle seg opp i bygg. I de fleste tilfeller er eksplosjonsfaren liten, men målinger av konsentrasjonsnivåer i bygningene kan være nødvendig for å avklare dette.
Avfallsdeponier og gassdannelse
Gasser fra avfallsdeponier består av en blanding av flere hundre forskjellige forbindelser/gasser. Volummessig utgjør metan og karbondioksid størstedelen med henholdsvis 45 % til 60 % og 40 % til 60 %. I tillegg inneholder deponigasser små mengder nitrogen (2-5 %), oksygen (0.1–1 %), ammoniakk (0.1–1 %), sulfider (0-1 %; hydrogensulfid, dimetylsulfid og merkaptaner), karbonmonoksid (0-0.2 %), hydrogen (0-0.2 %) samt andre organiske forbindelser enn metan (non-methane organic compounds, NMOC’s) som trikloretylen, benzen, vinylklorid, akrylnitril, 1,1-dikloretan, 1,2-cis dikloretylen, diklormetan, karbonylsulfid, etylbenzen, hexan, metyl etylketon, tetrakloretylen, toluen og xylener (samlet 0.01–0.6 %) (ATSDR, 2001).
Hvor mye og hvor raskt deponigassen dannes avhenger av det deponerte avfallets sammensetning og alder samt en rekke faktorer som f.eks. tilstedeværelse av oksygen, fuktighet og temperatur. Jo mer organisk avfall som finnes i et deponi, desto mer deponi gass (f.eks. karbondioksid, metan, nitrogen og hydrogensulfid) vil dannes. Jo flere kjemikalier som er deponert i deponi, desto mer sannsynlig er det at det dannes NMOC og andre gasser enten ved fordamping eller kjemiske reaksjoner.
Avfall som har vært deponert mindre enn 10 år produserer mer gass gjennom bakteriell nedbrytning, fordampning og kjemiske reaksjoner enn eldre avfall. Størst gassproduksjon har man vanligvis fra 5 til 7 år etter at avfallet er begravet. Metan vil bli produsert bare når oksygen ikke lenger er tilstede i deponiet. Tilstedeværelse av fuktighet i deponiet fører til økt gassproduksjonen fordi den underletter bakteriell nedbrytning. Fuktighet kan også fremme kjemiske reaksjoner som gir gassdannelse.
Hvordan dannes gassene i avfallsdeponier?
Tre prosesser medvirker til å danne deponigass; bakteriell nedbrytning, fordampning og kjemiske reaksjoner.
Bakteriell nedbrytning: Mesteparten av deponigasser dannes ved bakteriell nedbrytning ved at organisk avfall brytes ned av bakterier naturlig til stede i avfallet og i jorden som brukes til å dekke deponiet. Organisk avfall inkluderer mat, hageavfall, tekstiler, tre og papirprodukter. Bakterier bryter ned det organiske avfall i fire faser, og sammensetningen av gassen endres under hver fase.
Fire faser av bakteriell nedbrytning av deponi
Bakterier nedbryter avfallet i deponiet i fire faser. Sammensetningen av gassen som produseres, endres med hver av de fire faser av dekomponering. Deponeringsanlegg mottar ofte avfall i en periode på 20 til 30 år, slik at det deponerte avfallet kan gjennomgå flere faser av dekomponering samtidig. Dette betyr at eldre avfall i et område kan være i en annen nedbrytningsfase enn mer nylig nedgravet avfall i et annet område.
I fase 1 bruker oksygenavhengige (aerobe) bakterier opp oksygen under nedbrytning av karbohydrater, proteiner og lipider som finnes i organisk avfall. Det primære biproduktet av denne prosessen er karbondioksid. Denne fasen fortsetter til tilgjengelig oksygen er brukt opp, noe som kan vare i dager eller måneder, avhengig av hvor mye oksygen som er til stede. Oksygennivåene vil variere blant annet i forhold til hvor løst eller komprimert avfallet var da det ble begravet.
Fase 2 starter etter at oksygenet er brukt opp. Ved en oksygenuavhengig (anaerob) prosess omgjør bakterier kjemiske forbindelser dannet av aerobe bakterier til eddiksyre, melkesyre og maursyre samt alkoholer som metanol og etanol. Dette gir et svært surt miljø inne i deponimassene. Etter hvert som syrene blander seg med fuktigheten som er i deponiet, vil næringsstoffer oppløses. Dette gjør at nitrogen og fosfor blir tilgjengelig for de stadig mer varierte bakterieartene i deponi. De gassene som dannes ved disse prosessene er karbondioksid og hydrogen.
Fase 3 starter når anaerobe bakterier forbruker organiske syrer produsert i fase II og danner acetat. Denne prosessen fører til at deponiet får et mer nøytralt miljø der metanproduserende bakterier begynner å etablere seg.
Fase 4 inntreffer når sammensetning og produksjonshastighet for deponigass er relativt konstant. Fase IV deponeringsgass inneholder vanligvis omtrent 45% til 60% metan i volum, 40% til 60% karbondioksid og 2% til 9% andre gasser, som for eksempel sulfider. Gass produseres i fase IV i typisk i ca. 20 år. Gassen vil imidlertid fortsette å bli utsendt i 50 eller flere år etter at avfallet er plassert i deponi (Crawford og Smith 1985). Gassproduksjon kan vare lenger, for eksempel hvis større mengder organiske stoffer er til stede i avfallet, for eksempel på et deponi som mottar høyere enn gjennomsnittlig mengder husdyravfall.
Fordampning: Avfallsgasser kan dannes når visse typer avfall, spesielt organiske forbindelser, i form av væske eller fast stoff fordamper.
Kjemiske reaksjoner: Avfallsgasser kan dannes ved reaksjoner mellom visse av kjemikalier som finnes i avfallet.
Lukt
Tilstedeværelsen av hydrogensulfid, dimetylsulfid og merkaptaner gir gassblandingen fra deponier en lukt av råtne egg/naturgass selv i svært lave konsentrasjoner. Av disse tre kjemikaliene slippes hydrogensulfid fra deponier ut i høyest hastighet og konsentrasjon. Hydrogensulfid og andre svovelbaserte kjemikalier kan luktes i mye lavere konsentrasjoner enn konsentrasjoner der det kan oppstå negative helseeffekter. Luktnivåer tilsvarer derfor ikke nødvendigvis helseskadelige nivåer.
Ammoniakk er en annen gass som produseres ved nedbrytning av organisk materiale i et avfallsdeponi. Ammoniakk er vanlig i forekommende i lave konsentrasjoner i naturen som følge av nedbrytning av gjødsel og døde planter og dyr. Følsomheten overfor ammoniakklukt er langt mindre enn for de svovelbaserte kjemiske forbindelsene. Noen organiske forbindelser som vinylklorid og hydrokarboner, kan også forårsake lukt. Generelt avgis imidlertid denne type forbindelser i svært lave konsentrasjoner og det er lite sannsynlig at disse utgjør et alvorlig luktproblem.
Eksplosjonsfare
Metan er den deponigassen som sannsynligvis utgjør den største eksplosjonsfaren. Metan kan eksplodere i konsentrasjoner mellom 5 volumprosent (LEL; Lowest Explosive Limit) og 15 volumprosent (UEL; Upper Explosive Limit). Ved lavere konsentrasjoner enn LEL verdien er gassen for uttynnet til å utgjøre en eksplosjonsfare og ved høyere konsentrasjoner enn UEL er konsentrasjonen for høy til at gassen vil eksplodere (mengde gass i forhold til mengde oksygen ved vanlig temperatur og trykk). Fordi metankonsentrasjonene i avfallsdeponier vanligvis ligger på rundt 50 %, er det lite sannsynlig at metan vil eksplodere inne i massene. Når metan beveger seg ut i omgivelseslufta fra deponi massene og fortynnes, kan imidlertid metangass forekomme i konsentrasjoner der en eksplosjon kan inntreffe. Imidlertid diffunderer metangass vanligvis ut i luften i konsentrasjoner under LEL på 5 %.
Andre gasser som for eksempel ammoniakk, hydrogensulfid og NMOC er brennbare, men siden de sannsynligvis ikke forekommer i konsentrasjoner over deres respektive LEL, utgjør de sjelden eksplosjonsfare som enkeltgasser. For eksempel ville benzen måtte samles i et lukket rom med en konsentrasjon 6 millioner ganger større enn konsentrasjonen i deponeringsgassen for å medføre en eksplosjonsfare. Hydrogensulfid er brennbar. LEL for hydrogensulfid er på 4 % mens UEL er på 44 %. På de fleste avfallsdeponier er det lite sannsynlig at hydrogensulfid samles i en konsentrasjon som er høy nok til å utgjøre en eksplosjonsfare.
Generelt om avfallsdeponier og helserisiko
Flere befolkningsstudier har påvist sammenhenger mellom uønskede helseutfall (lav fødselsvekt, medfødte misdannelser, visse typer kreft) og bosted nær avfallsdeponier for risikoavfall (Vrijheid, 2000). Flere studier beskriver også økt forekomst av selvrapporterte helseplager som tretthet, søvnighet og hodepine blant beboere i nærheten av avfallssteder. Selv om et betydelig antall studier foreligger, har helserisiko knyttet til det å bo nær avfallsdeponier vært vanskelig å kvantifisere. En generell svakhet i disse studiene er blant annet mangelen på eksponeringsdata og muligheten for feilrapporteringer. Det er også vanskelig å påvise effekter av lavgradig miljøpåvirkning i befolkningen. Faktiske årsakssammenheng og ikke bare samvariasjoner er derfor i liten grad avklart.
I en tidligere finsk studie blant beboere i boliger bygget over avfallsdeponier fulgte man individer i årene 1976-1998 og fant en økning i antall tilfeller av astma og kreft, særlig der store mengder kjemisk industriavfall var deponert. En senere oppfølgingsstudie av beboerne fant imidlertid ingen signifikant økt kreftrisiko knyttet til det å bo på et tidligere deponiområde (Pukkala, 2014).
Den vanligste gassen fra avfallsdeponier er som tidligere nevnt metan. Metan er i utgangpunktet svært lite giftig, og det er ingen kjente langtidseffekter av metaneksponering (ikke kreftfremkallende). I all hovedsak dreier det seg om at svært høye nivåer av metan kan fortrenge oksygen (gi oksygenmangel). Tidlige symptomer på lav oksygenkonsentrasjon kan kanskje forventes å ved metankonsentrasjoner rund 4-5% (40-50.000 ppm).
Mulige helseskadelige effekter av illeluktende gasser fra avfallsdeponier?
Hydrogensulfid
Flere kilder oppgir konsentrasjoner der de forskjellige plagene og helseskadelige effektene av hydrogensulfid eksponering opptrer. Disse verdiene kan variere noe mellom de forskjellige kildene, men er relativt samsvarende. I det følgende har vi benyttet dels data fra rapporten Concise International Chemical Assessment Document 53, Hydrogen sulfide, human health aspects fra 2003 (WHO 2003), dels fra WHO guidelines fra 2000.
Hydrogensulfid har en luktdeteksjonsgrense på 0.2-2.0 μg/m3 avhengig av gassens renhet. Det er viktig å være klar over at hydrogensulfid forårsaker ubehagelig lukt i konsentrasjoner langt under de som forårsaker helseskadelige effekter. Ved konsentrasjoner rundt 3 mg/m3 kan astmatikere oppleve bronkial obstruksjon. Ved 5 mg/m3 forårsaker hydrogensulfid øye plager med tiltagende irritasjon av øyne ved økende konsentrasjoner. Mer alvorlig irritasjon av øyne vil opptre ved konsentrasjoner mellom 5 og 29 mg/m3. Ved konsentrasjoner mellom 7 og 14 mg/m3 ser man redusert oksygen opptak, økte konsentrasjoner av laktat (melkesyre) i blodet og redusert citrat syntase aktivitet i skjelett muskulatur (endret energi metabolisme). Konsentrasjoner rundt 30 mg/m3 er vist å gi symptomer som appetitt tap, hodepine, nedsatt hukommelse og svimmelhet.
Ved konsentrasjoner over 140 mg/m3 vil hydrogensulfid lamme luktevnen slik at lukt ikke lenger fungerer som et varselsignal. Ved høyere konsentrasjoner er irritasjon av luftveiene det dominerende symptomet, og ved en konsentrasjon rundt 400 mg/m3 er det fare for væskeansamlinger i lungene (lungeødem). Ved enda høyere konsentrasjoner er det sterk stimulering av sentralnervesystemet, med endret pustemønster (dypere og raskere åndedrag) og deretter pustestans, kramper, bevisstløshet og død. Konsentrasjoner over 700 mg/m3 er dødelig.
De akutte helseskadelige effektene av eksponering for relativt høye konsentrasjoner av hydrogensulfid (H2S) er således velkjente. Den potensielle helserisikoen som følge av eksponering for relativt lave konsentrasjoner over lang tid har vært mer uavklart. I en relativt nylig artikkel (Lewis & Copley, 2014) gikk forfatterne gjennom relevant litteratur knyttet til helseeffekter av kronisk eksponering for relativt lave konsentrasjoner (< 10 ppm = 15 mg/m3i ett år eller lengere) av hydrogensulfid. (Det er verdt å merke seg at luftkonsentrasjoner av hydrogensulfid nær avfallsdeponier vanligvis er lavere enn 0. 02 mg/m3 (ATSDR, 2001).
Luftveissymptomer var de vanligst selvrapporterte symptomene hos barn, voksne og arbeidere som var eksponert for hydrogensulfid og andre gasser. Resultatene må imidlertid tolkes med forsiktighet da det kan være andre gasser og/eller mikrobiologisk forurensning som er årsak til symptomene. Sterk lukt i seg selv kan også gi en rekke symptomer fra luftveiene som f.eks. hvesing og irritasjon av slimhinner i nese og hals. Effektene ser imidlertid ut til å være forbigående, da det ikke foreligger redusert lungefunksjon hverken for barn eller voksne kronisk eksponert for lave hydrogensulfidkonsentrasjoner.
Flere studier som Lewis & Copley referer til brukte objektive mål på lungefunksjon. Disse fant ingen økt risiko for redusert lungefunksjon knyttet til eksponering for hydrogensulfid. En nyere gjennomgang av data fra et område på New Zealand med utslipp av hydrogensulfid fra naturlige kilder (vulkansk aktivitet) fant ingen sammenheng mellom eksponering og luftveissymptomer eller astma, men en redusert risiko for disse helseutfallene. Samlet sett vurderer Lewis og Copley (2014) kunnskapsgrunnlaget dithen at kronisk eksponering for lave nivåer av hydrogensulfid kan føre til selvopplevde (subjektive) luftveisplager forårsaket enten av psykosomatiske eller psykologiske årsaker. Slike plager synes ikke å være knyttet til mer alvorlig effekter på lungefunksjon eller andre alvorlige luftveissykdommer.
Selv om datagrunnlaget er lite antyder noen data også potensielle symptomer fra øynene ved langtidseksponering, men eksponeringsdataene er mangelfulle og utelukker ikke samtidig eksponering for andre kjemikalier. Samtidig sterk lukt forårsaket av hydrogensulfid vanskeliggjør tolkning av dataene.
Nevrologiske symptomer har blitt rapportert i enkelte studier, men underbygges ikke av gode befolkningsstudier der man har sett på objektive utfallsmål (objektive tester av nevrologisk funksjon) og gode eksponeringsdata. Når det gjelder barn fant man bare en artikkel som tilfredsstilte inklusjonskriteriene i oversiktsartikkelen. Denne ene studien fant varierende effekter ved at man så en ikke signifikant økning i hodepine de 12 foregående månedene men ikke de siste 4 ukene. For de andre endepunktene som ble vurdert (hjerte-kar effekter, reproduksjonstoksikologiske effekter og kreftfremkallende egenskaper) er kunnskapsgrunnlaget begrenset og resultatene varierer, men for ingen av endepunktene indikerer funnene en mulig helsefare.
Samlet synes det å være slik at ved konsentrasjoner under 1,5 mg/m3 (1 ppm), selv ved eksponering i lengre perioder, er svært liten påviselig helsefare i toksikologisk forstand. Den vonde lukten til hydrogensulfid er imidlertid en kilde til irritasjon i konsentrasjoner under 1,5 mg/m3, men fra eksisterende data kan det ikke konkluderes om dette medfører helsepåvirkninger.
Ammoniakk
Innånding av ammoniakk kan raskt gi symptomer forårsaket av ammoniakks irriterende og korroderende egenskaper. Symptomene inkluderer irritasjon i nese, hals og luftveier. Økt tåredannelse, hoste, økt respiratorisk frekvens og pusteforstyrrelser kan forekomme. Betydelig eksponeringer kan forårsake forbrenninger i munnhulen, nesehule og svelg, strupehode og luftrør, sammen med luftveisobstruksjon og bronkiolært og alveolært ødem. Eksponering for en massiv konsentrasjon av ammoniakkgass kan være dødelig i løpet av minutter.
Studier har vist at personer som puster inn 35 mg/m3 (50 ppm) ammoniakk 2 timer opplever irritasjon av øyne og luftveier. Slik irritasjon oppstår raskere ved 70 mg/m3. 175 mg/m3 tolereres av de fleste i 30 til 60 minutter. Ved ca. 500 mg/m3 får man øyeblikkelig irritasjon av øyne og hals. Over ca. 1000 mg/m3 oppstår lungeødem, hoste og kramper/spasmer i strupen. Fra ca. 1740 til 3134 mg/m3 er 30 minutters eksponering dødelig. Over 3480 mg/m3 (5000 ppm) er inhalasjon raskt dødelig. Ved slike konsentrasjoner kan hudskader også opptre.
Effektene av langvarig eksponering for ammoniakk er lite kjent. Kronisk inhalasjon er imidlertid assosiert med økt hoste, slim, hvesing og astma. En studie viste at mennesker utsatt for en ammoniakk konsentrasjon på 70 mg/m3 i mer enn 6 uker opplevde øye, nese og halsirritasjon (ATSDR 1990).
En rapport utgitt av de australske miljømyndighetene i 2013 angir en konsentrasjon av ammoniakk i lufta nær avfallsdeponier på 1.25 mg/m3 og en luktterskel på rundt 0, 03 mg/m3. LOAEL (Lowest Adverse Effect Level, det vil si den laveste konsentrasjonen der man har sett effekter) er 35 mg/m3 (ATSD 2004). Myndighetene i USA har angitt såkalte Minimal Risk Levels (MRL) for potensielt farlige stoffer. Disse er et estimat over det daglige eksponeringsnivået der det sannsynligvis ikke vil være vesentlig risiko for skadelige helseeffekter (eventuell kreftfare vurderes ikke) over en bestemt eksponeringsperiode. For ammoniakk er det angitt en MRL på 1, 2 mg/m3 (1,7 ppm) for akutt eksponering (≤14 dager) basert på LOAEL verdien på 35 mg/m3 og en usikkerhetsfaktor på 30 (ATSD 2004).
MRL for kronisk eksponering (≥ 1 år) er satt til 0,1 ppm (0,07 mg/m3) (ATSDR 2004). Denne verdien er basert på en NOAEL verdi (No Adverse Effect Level, det vil si den høyeste konsentrasjon der man ikke har sett effekter) på 6,5 mg/m3 (9.2 ppm) for lukt, forekomst av luftveissymptomer, irritasjon av øyne og hals og lungefunksjonsparametere hos individer gjennomsnittlig eksponert i ca. 12 år i yrkessammenheng. Ingen LOAEL verdi ble fastsatt (ATSDR 2004). MRL verdien ble så valgt med utgangspunkt i konsentrasjonen 6,5 mg/m3 og justert for kontinuerlig eksponering over lang tid og en usikkerhetsfaktor på 30 blant annet for å beskytte følsomme individer.
Ammoniakkonsentrasjonene i luften nær avfallsdeponier forventes i de fleste tilfeller å ligge under nivåene der skadelige helseeffekter kan oppstå. Hovedproblemet knyttet til ammoniakk eksponering er nok i de fleste tilfeller knyttet til luktproblematikk. Basert på dataene fra andre land kan man imidlertid ikke utelukke at konsentrasjonene i lufta nær avfallsdeponier ligger over den angitte MRL verdien i USA og at følsomme individer kan oppleve (milde) helseplager.
NMOCs
Helseeffekter av andre deponeringsgasser, for eksempel NMOC, må vurderes enkeltvis. Samtidig er det er også viktig å vurdere mulige kumulative effekter. Generelt er det ikke sannsynlig at nivået av disse gassene på de enkelte fyllplassene når skadelige nivåer. Med andre ord er det lite sannsynlig at lave nivåer av deponeringsgasser forårsaker åpenbare, umiddelbare helseeffekter. Imidlertid er mulige helseeffekter fra langvarige eksponeringer for lave nivåer av deponigasser ikke lett å evaluere, hovedsakelig fordi eksponeringsdata ofte mangler.
Eksisterende regelverk og veiledere som kan komme til anvendelse
- Forskrift om begrensning av forurensning (forurensningsforskriften), Del 1. Forurenset grunn og sedimenter, Kapittel 2. Opprydding i forurenset grunn ved bygge- og gravearbeider § 2-1.Formål: Dette kapitlet har til formål å sikre at områder med forurenset grunn ikke skal medføre uakseptabel helse- og miljørisiko i omgivelsene. § 2-2.Virkeområde: Dette kapitlet gjelder ved terrenginngrep i områder hvor det har vært virksomhet som kan ha forurenset grunnen, det finnes tilkjørte forurensede masser eller det av andre årsaker er grunn til å tro at det er forurenset grunn.
- Tilstandsklasser for forurenset grunn, Miljødirektoratets veileder «Helsebaserte tilstandsklasser for forurenset grunn». Veilederen er et verktøy i behandling og vurdering av helserisiko i saker med forurenset grunn.
- SINTEF Byggforsk. Planlegging for bygging på forurenset grunn, Byggforsk-serien. Dette bladet beskriver vanlige miljøgifter som forurenser grunnen, hvordan man kan kartlegge forurensningene, og hvordan man kan håndtere dem for å kunne benytte eiendommen til ny bebyggelse.
- Beregningsverktøy for risikovurdering av forurenset grunn, Risikovurdering av human helse skal gjøres ved å bruke metoden beskrevet i SFTs veiledning 99:01. Ved beregning av stedspesifikke akseptkriterier skal valgte eksponeringsveier og eksponeringstider, og valgte verdier for jordspesifikke data, dokumenteres. Der grunnvann er drikkevann skal grunnvannet tilsvare kravene i drikkevannsforskriften.
- Byggteknisk forskrift, TEK10, Kap. IX. Ytre miljø, § 9-3 Forurensing i grunnen. Ved planlegging av byggverk skal det undersøkes om det finnes grunnforurensning. Eventuell grunnforurensning skal behandles i samsvar med forskrift om begrensning av forurensning (forurensningsforskriften), kapittel 2.
