Kopparspeciering i lakvatten från avfallsbottenaska

Koppar i lakvatten från avfallsbottenaska har i tidigare studier visat sig binda i hög grad till löst organiskt kol, som också lakas ut från askan. För att kunna förutsäga utlakningen av koppar från askan och resulterande toxiska effekter behövs därför kunskap om specieringen av koppar i lakvattnet och hur det lösta organiska kolet från askan beter sig. Vilken fraktion av det lösta organiska kolet som binder koppar och hur det sker, det vill säga hur kolet fungerar, har studerats framför allt av forskare i Holland (ECN) och Sverige (KTH, SLU och SGI). Dessa båda forskargrupper har kommit till något skilda slutsatser. Forskningen är dock nu i det stadiet att det är möjligt att nå en samsyn för hur kopparlakning från avfallsbottenaska ska hanteras i geokemiska jämviktsmodeller.

Projektets syfte var att nå en samsyn i hur koppar binder till organiskt material i lakvatten från bottenaska och att göra det möjligt att förutsäga kopparspecieringen i sådant lakvatten med hjälp av geokemisk jämviktsmodellering. Detta för att bättre kunna förutsäga utlakning och toxicitet i lakvattnet. Mer specifikt handlade det om att klargöra vilka fraktioner av det lösta organiska kolet som komplexbinder koppar, förklara skillnader i tidigare resultat och beskriva möjligheterna till geokemisk jämviktsmodellering.

Andelen av totalmängden koppar som inte förekom som fria kopparjoner och därför antas vara bunden till löst organiskt kol var i koppartitreringsförsöken vid pH 8,5 mellan 91 % och 96 % när den totala kopparkoncentrationen låg på ca 1 mg/l. Detta ligger i linje med tidigare redovisade resultat men verkar alltså gälla även för ett färskt slaggrus och med annat ursprung. Informationen är viktig eftersom det framför allt är den koppar som inte är bunden till organiskt material som anses bidra till toxiciteten i en lösning. Om kopparspecieringen i lakvatten från slaggrus kan beskrivas korrekt med hjälp av geokemiska jämviktsmodeller ökar möjligheterna till mer nyanserade riskbedömningar. Resultaten indikerar att fraktionering av asklakvatten är onödigt och att information om den totala mängden organiska syror istället är vad som behövs för att kunna förutsäga specieringen i lakvattnet. Tidigare skillnader i slutsatser kan förklaras delvis av att olika metoder användes och delvis av att analyserna genomfördes vid olika pH. När det gäller möjligheterna till geokemisk jämviktsmodellering av kopparspeciering i lakvatten från avfallsbottenaska identifierades ett pragmatiskt tillvägagångssätt. Detta tillvägagångssätt går ut på att inkludera totalmängden av organiska syror och att använda specifika (för avfallsbottenaskan) optimerade parametrar för att beskriva kopparbindningen till det lösta organiska kolet. Tillvägagångssättet måste utvecklas ytterligare, framför allt genom att ta fram dessa optimerade parametrar. En strategi för att göra detta utifrån befintliga resultat föreslås. Parallellt med detta arbete finns det fortfarande kunskapsluckor att fylla när det gäller de kemiska mekanismer som styr kopparaktiviteten och det organiska materialets komplexbindningskapacitet i en lösning. Kan vi förstå dessa bättre ökar chanserna att även förutsäga aktiviteten av koppar vid mycket höga pH-värden och i andra typer av lösningar, t ex lakvatten från andra askor, samt kanske även andra metallers beteende i olika miljöer.