Leaching of metals from asbestos-containing products used for roofing

• Autorzy: Klojzy-Karczmarczyk Beata , Mazurek Janusz , Staszczak Jarosław

Identyfikatory

DOI

10.24425/gsm.2021.138662

Warianty tytułu

PL

Wymywalność metali z wyrobów zawierających azbest, stosowanych jako pokrycia dachowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Asbestos cement sheets on building roofs and façades as well as asbestos cement water and sewerage pipes are the most frequently existing elements that contain asbestos in Poland. During removal from a specific building such a material automatically becomes hazardous waste. The presented paper covers studies carried out on leachability of pollutants from asbestos-containing waste, previously used for roofing. Laboratory tests under static conditions were carried out (1:10 test, pursuant to rules of the PN-EN 12457/1-4 standard) using distilled water as the leaching medium. Aluminium, boron, barium, cadmium, chromium, copper, iron, nickel, lead, strontium, zinc, and mercury were determined in the eluate. Low leachability of individual metals under the planned conditions was observed. In general, such metals as cadmium, nickel, lead, zinc, boron and mercury were not observed in solutions. The other analysed metals were observed in eluates, but their concentrations were usually low. The low leachability was found for barium (0.019 to 0.419 mg/dm³), chromium (0.019 to 0.095 mg/dm³), copper (0.006 to 0.019 mg/dm³), and iron (<0.01 to 0.017 mg/dm³). Increased leachability values were found only for strontium, between 0.267 and 4.530 mg/dm³, and aluminium, ranging from 0.603 to 3.270 mg/dm³. The analysed asbestos and cement materials feature a low percentage content of asbestos in flat and corrugated asbestos cement sheets (10–15%). Because of that it is possible to presume that pollutants characteristic of cement will be mainly present in products of leaching.

PL

W Polsce, najczęściej występującym elementem zawierającym azbest są płyty azbestowo-cementowe na dachach obiektów i elewacjach oraz rury azbestowo-cementowe wodociągowe i kanalizacyjne. W trakcie usuwania z konkretnego obiektu, materiał taki staje się automatycznie odpadem niebezpiecznym. W ramach prezentowanej pracy przeprowadzono badania wymywalności zanieczyszczeń z odpadów zawierających azbest, stosowanych wcześniej jako pokrycia dachowe. W warunkach statycznych (test 1:10, zgodnie z zasadami normy PN EN 12457/1-4) przeprowadzono badania laboratoryjne, stosując jako medium ługujące wodę destylowaną. W eluatach oznaczano glin, bor, bar, kadm, chrom, miedź, żelazo, nikiel, ołów, stront, cynk oraz rtęć. Obserwowana jest niska wymywalność poszczególnych metali w założonych warunkach. Generalnie nie obserwuje się w roztworach metali takich jak kadm, nikiel, ołów, nikiel, cynk, bor oraz rtęć. Pozostałe analizowane metale są obserwowane w eluatach, jednak ich koncentracje są zazwyczaj niskie. Stwierdzono niską wymywalność dla baru (0,019–0,419 mg/dm³), chromu (0,019–0,095 mg/dm³), miedzi (0,006–0,019 mg/dm³) i żelaza (<0,01–0,017 mg/dm³). Podwyższone wartości wymywalności stwierdzono jedynie dla strontu, w granicach 0,267–4,530 mg/dm³ oraz dla glinu, w granicach 0,603–3,270 mg/dm³. Analizowane materiały azbestowo-cementowe charakteryzują się niską procentową zawartością azbestu w płytach płaskich i falistych azbestowo-cementowych (10–15%). W związku z tym można przypuszczać, że w produktach wymywania będą obecne głównie zanieczyszczenia charakterystyczne dla cementu.

Słowa kluczowe

EN

asbestos; asbestos cement product; asbestos containing waste; leaching test

PL

azbest; wyroby azbestowo-cementowe; odpad zawierający azbest; test wymywalności

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 37, z. 3
• Strony: 111--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Klojzy-Karczmarczyk Beata

• Mineral and Energy Economy Research Institute, Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-2003-2291

autor

Mazurek Janusz

• Mineral and Energy Economy Research Institute, Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-8746-0282

autor

Staszczak Jarosław

• Mineral and Energy Economy Research Institute, Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6157-9920

Bibliografia

• [1] Asbestos in Drinking-water. Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality, 2003, 2020. [Online] https://www.who.int/ [Accessed: 2021-08-04].
• [2] Bożym, M. 2017. The study of heavy metals leaching from waste foundry sands using a one-step extraction. E3S Web of Conferences 19, 6 p. DOI: 10.1051/e3sconf/20171902018.
• [3] Bożym, M. 2019. Assessment of leaching of heavy metals from the landfilled foundry waste during exploitation of the heaps. Polish Journal of Environmental Studies 28(6), pp. 4117–4126. DOI: 10.15244/pjoes/99240.
• [4] Bożym, M. and Klojzy-Karczmarczyk, B. 2020. The content of heavy metals in foundry dusts as one of the criteria for assessing their economic reuse. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 36(3), pp. 111–126. DOI: 10.24425/gsm.2020.133937.
• [5] Bożym M. and Klojzy-Karczmarczyk B. 2021. Assessment of the mercury contamination of landfilled and recovered foundry waste – a case study. Open Chemistry 19, pp. 462–470. DOI: 10.1515/chem–2021-0043.
• [6] Dyczek, J. 2000. Safe handling of asbestos and asbestos-containing materials. Technical and legal conditions (Bezpieczne postępowanie z azbestem i materiałami zawierającymi azbest. Uwarunkowania techniczne i prawne). Materiały Szkoły Gospodarki Odpadami 2000. Kraków; pp. 65–74 (in Polish).
• [7] Dz.U. of 2015, item 1277. Regulation of the Minister of Economy of July 16, 2015 on allowing the waste to be landfilled (in Polish).
• [8] Dz.U. of 2017, item 229. Regulation of the Minister of Health of December 7, 2017 on the quality of drinking water for people (in Polish).
• [9] Dz.U. of 2019, item 1311. Regulation of the Minister of Maritime Economy and Inland Navigation of July 12, 2019 on substances especially hazardous to the water environment and conditions to be met when introducing sewage to waters or ground, and also at discharging rainwater or thaw water to waters or water equipment (in Polish).
• [10] Dz.U. of 2020, item 1680 with amendments. The Act on Prohibition of Asbestos Containing Products Use of June 19, 1997 – unified text of the act (in Polish).
• [11] Dz.U. of 2020, item 10. Regulation of the Minister of Climate of January 2, 2020 on the waste catalog (in Polish).
• [12] Indulski, J.A. ed. 1990. Asbestos and other natural mineral fibres (Azbest i inne naturalne włókna mineralne). Kryteria zdrowotne środowiska – Environmental Health Criteria 53. PZW L (in Polish).
• [13] Jawecki, B. 2008. The schedule of asbestos removal on locally level – proposition of directives. Part 1 (Programowanie usuwania azbestu na szczeblu lokalnym – propozycja wytycznych. Część 1). Infrastruktura i ekologia terenów wiejskich 9, pp. 73–83 (in Polish).
• [14] Kalarus et al. 2016a – Kalarus D., Baran, T. and Ostrowski, M. 2016. Influence of secondary fuel components used in the manufacture of Portland cement clinker to the value of heavy metal emissions from cement and concrete (Wpływ składników paliw wtórnych stosowanych do produkcji klinkieru portlandzkiego na wartość emisji metali ciężkich z cementu i betonu). Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych 25, pp. 7–17 (in Polish).
• [15] Kalarus et al. 2016b – Kalarus, D., Bochenek, A., Duszal, B. and Najduchowska, M. 2016. The effect of solid recovered fuels on the balance of heavy metals in a rotary kiln for the production of cement clinker (Wpływ stosowania paliw wtórnych na bilans metali ciężkich w piecu obrotowym do produkcji klinkieru cementowego). Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych 27, pp. 44–56 (in Polish).
• [16] Kicińska, A. 2021. Physical and chemical characteristics of slag produced during Pb refining and the environmental risk associated with the storage of slag. Environmental Geochemistry and Health 43, pp. 2723–2741. DOI:10.1007/s10653-020-00738-5.
• [17] Kicińska, A. and Caba, G. 2021. Leaching of chlorides, sulphates, and phosphates from ashes formed as a result of burning conventional fuels, alternative fuels, and municipal waste in household furnaces. Energies 14. DOI: 10.3390/en14133936.
• [18] Klemczak, O. and Biegańska, J. 2009. Characteristic of materials containing asbestos – opinions on the subject of influence of asbestos-cement pipes (Charakterystyka materiałów zawierających azbest – opinie na temat oddziaływania rur azbestowo-cementowych). Prace naukowe GIG, Górnictwo i Środowisko – Research Reports, Mining and Environment 1, pp. 29–39 (in Polish).
• [19] Klojzy-Karczmarczyk, B. and Mazurek, J. 2019. The leaching of mercury from hard coal and extractive waste (Wymywalność rtęci z węgli kamiennych i odpadów wydobywczych). Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN 108, pp. 141–154. DOI: 10.24425/znigsme.2019.128671 (in Polish).
• [20] Klojzy-Karczmarczyk, B. and Mazurek, J. 2021. The leaching of mercury from hard coal and extractive waste in the acidic medium. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 37(2), pp. 163–178. DOI: 10.24425/gsm.2021.137567.
• [21] Klojzy-Karczmarczyk, B. and Staszczak, J. 2018. The Demand for Landfills for Asbestos-Containing Waste in Poland. Inżynieria Mineralna. Journal of the Polish Mineral Engineering Society 2(42). DOI: 10.29227/IM–2018-02-28
• [22] Klojzy-Karczmarczyk, B. and Staszczak, J. 2020. The adopted weight of asbestos-containing products versus results of stocktaking in the area of Poland. Journal of the Polish Mineral Engineering Society 2(2). DOI 10.29227/IM–2020-02-67.
• [23] Klojzy-Karczmarczyk et al. 2016 – Klojzy-Karczmarczyk, B., Makoudi, S., Mazurek, J., Staszczak, J. and Żółtek, J. 2016. An analysis of inventory results of products containing asbestos in the area of 63 communes in the period from 2005–2015 (Analiza wyników inwentaryzacji wyrobów zawierających azbest na obszarze 63 gmin w latach 2005–2015). Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN 92, pp. 211–224 (in Polish).
• [24] Kosa-Burda, B. and Kicińska, A. 2018. Evaluation of the stability of cadmium [Cd] in slags from the Waste Thermal Treatment Plant [WTT P] in Kraków. E3S Web of Conferences, Vol. 44, Art. No. UNSP 00075, pp. 1–8. DOI: 10.1051/e3sconf/20184400075.
• [25] Król et al. 2020 – Król, A., Mizerna, K. and Bożym, M. 2020. An assessment of pH-dependent release and mobility of heavy metals from metallurgical slag. Journal of Hazardous Materials 384. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.121502.
• [26] Makowska et al. 2018 – Makowska, D., Świątek, K. Wierońska, F. and Strugała, A. 2018. Leaching of arsenic from coal waste: evaluation of the analytical methods (Wymywanie arsenu z odpadów powęglowych: ocena metod badawczych). Zeszyty Naukowe IGSMiE PAN 105, pp. 157–171 (in Polish).
• [27] Małuszyńska, I. and Małuszyński, M.J. 2016. Logistics activities related to asbestos management on the example of the Mordy commune (Działania logistyczne związane z gospodarką azbestem na przykładzie gminy Mordy). Gospodarka Materiałowa i Logistyka 5, pp. 397–410 (in Polish).
• [28] Mizerna, K. and Król, A. 2015. The influence of selected factors on the leaching of heavy metals from smelter waste (Wpływ wybranych czynników na ługowanie metali ciężkich z odpadów hutniczych). Inżynieria Ekologiczna 43, pp. 1–6 (in Polish).
• [29] Obmiński, A. 2000. Asbestos waste, storage, neutralization, hazard (Odpady azbestowe, składowanie, neutralizacja, zagrożenie). Materiały Szkoły Gospodarki Odpadami 2000, pp. 207–220 (in Polish).
• [30] [Online] http://www.bazaazbestowa.gov.pl [Accessed: 2021-08-21]. Asbestos Database, kept now by the Ministry of Development and Technology.
• [31] [Online] https://www.sanier.pl/chemia-budowlana-cement-portlandzki/ [Accessed: 2021-08-04].
• [32] Program of Asbestos Removal... 2002 – Program usuwania azbestu i wyrobów zawierających azbest stosowanych na terytorium Polski. Warszawa: Ministerstwo Gospodarki (in Polish).
• [33] Program of Country Cleaning... 2009 – Program Oczyszczania Kraju z Azbestu na lata 2009–2032. Warszawa 2009 (in Polish).
• [34] Pyssa, J. and Rokita, G.M. 2007. The asbestos – occurrence, using and the way of dealing with asbestic waste material (Azbest – występowanie, wykorzystanie i sposób postępowania z odpadami azbestowymi). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 23(1), pp. 49–61 (in Polish).
• [35] Rosik-Dulewska, C. and Karwaczyńska, U. 2008. Methods of leaching contaminants from mineral waste in the aspect of its potential utilization in hydrotechnical construction (Metody ługowania zanieczyszczeń z odpadów mineralnych w aspekcie możliwości ich zastosowania w budownictwie hydrotechnicznym). Rocznik Ochrona Środowiska – Annual Set The Environment Protection 10, pp. 205–219 (in Polish).
• [36] Szeszenia-Dąbrowska et al. 2015 – Szeszenia-Dąbrowska, N., Świątkowska, B., Sobala, W., Szubert, Z. and W ilczyńska, U. 2015. Asbestos related diseases among workers of asbestos processing plants in relation to type of productions and asbestos use. Medycyna Pracy 66(1), pp. 1–9.
• [37] Szeszenia-Dąbrowska, N. ed. 2007. Asbestos. Environment pollution. Health risk (Azbest. Zanieczyszczenie środowiska. Ryzyko dla zdrowia). Łódź: IMP (in Polish).
• [38] Szeszenia-Dąbrowska, N. and Sobala, W. 2010. Asbestos pollution of the environment. Health effects. Research report. 2nd edition, corrected and supplemented (Zanieczyszczenie środowiska azbestem. Skutki zdrowotne. Raport z badań. II wydanie poprawione i uzupełnione). Łódź: IMP (in Polish).
• [39] Szlugaj, J. 2020. Mineralogical and petrographic characteristics of mining waste from selected hard coal mines in the aspect of their use for the production of mineral aggregates (Charakterystyka mineralogiczno-petrograficzna odpadów wydobywczych z wybranych kopalń węgla kamiennego w aspekcie ich wykorzystania do produkcji kruszyw mineralnych). Studia Rozprawy Monografie 214. Kraków: MEERI PAS, 216 p. (in Polish).
• [40] Uliasz-Misiak, B. 2016. Water accompanying hydrocarbon deposits as a potential source of iodine, lithium and strontium (Wody towarzyszące złożom węglowodorów jako potencjalne źródło jodu, litu i strontu). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 32(2), pp. 31–44 (in Polish).
• [41] WHO Drinking Water Guidelines, 2004. [Online] https://www.who.int/ [Accessed: 2021-08-04].
• [42] Więcek, E. 2004. Asbestos – exposure and health effects (Azbest – narażenie i skutki zdrowotne). Bezpieczeństwo Pracy 2, pp. 2–6 (in Polish).
• [43] Wilk et al. 2015 – Wilk, E., Krówczyńska, M., Olędzka, G. and Pabjanek, P. 2015. Asbestos landfill and transportation of asbestos-containing products (Składowanie i transport wyrobów zawierających azbest w świetle obowiązującego prawa). [In:] Nauka w służbie przyrodzie – wybrane zagadnienia Olszówka, M. and Maciąg, K . eds., pp. 131–139, Lublin (in Polish).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).