A REFERTIL projekt az Európai Unió 7. Keretprogramjának társfinanszírozásával valósul meg, a 289785 számú támogatásiszerződés keretében 2011-2015 között.

R E F E R T I L H Í R L E V É L

2015. Szeptemberi szám: Bioszén analitikai hírlevél

biochar@3ragrocarbon.com www.refertil.info Hírlevél felirtakozás

1

REFERTILWWW.REFERTIL.INFO

Az aktuális számban

A REFERTIL projekt korszerűmegoldásokat nyújt az európaimezőgazdaságból és élelmiszer­iparból származó szerveshulladékok nagy hozzáadottértékű termékké való át­alakítására pirolízis technológiá-val. A kimagasló minőségűbioszén termékek a szintetikusműtrágyák és vegyszerekfelhasználásának csökkentésétcélozzák, miközben elősegítik akörnyezetbarát, ökológiai ésökonómiai szempontból isfenntartható növénytermesztést.A bioszén hozzájárul a klíma-változás hatásainak csökkentésé-hez, így létrehozva egyfenntartható gazdálkodási rend-szert. A bioszén mezőgazdaságitalajban történő alkalmazásasorán kizárólag biztonságos ésjó minőségű termékekhasználhatóak.Az akkreditált laboratórium általvégzett kémiai vizsgálatokkínálják az egyetlen hivatalosan iselfogadott lehetőséget annakbizonyítására, hogy a termékrendelkezik a kívánatos minőségiparaméterekkel és a magas

A REFERTIL projektrőlminőségű gyártási körülményekfolyamatosan fennállnak.A szenesítéssel előállított,importált, forgalmazott ésalkalmazott termékek nemtekinthetők bioszénnek abban azesetben, ha: (1) nincs érvényesEU/Nemzeti és REACH (1tonna/év kapacitás felett)engedélyük a gyártásra, és amezőgazdasági alkalmazásra; (2)nem rendelkeznek a kiterjesztettgyártói felelősség garanciájával;(3) azokat energetikai céllalhasználják és/vagy labilis szén-tartalommal rendelkeznek.A bioszén minőségét két főtényező befolyásolja: azalapanyag összetétele és apirolízis technológia megfelelőmérnöki tervezése. Ezek egyedijellemzői a végső szén­termékeknek. Egy fejlett, termék-specifikusan tervezett, reduktívhőkezelést (pirolízist) alkalmazóüzemet tervezett és fejlesztettEdward Someus, károsanyag-kibocsátás nélküli technológiával.A “3R” (Reduce-Reuse-Recycle)nevet viselő technológiával kiválóminőségű és biztonságos bioszéntermékek állíthatóak elő.

1. oldal A REFERTIL proketről röviden Mi a bioszén? Refertil projekt partnerek2. oldal Akkreditált vizsgálatok a Wessling

Hungary Kft.-nél Bioszén alkalmazás előnyei a

talajra3. oldal Bioszén használatának kockázata-

PAH vegyületek Mik a PAH vegyületek? A PAH-ok vizsgálati módszerei A szigorúbb határérték

jogosultsága4. oldal A bioszén használat kockázata -

PCB-k és PCDD/F-k Szervetlen szennyezők Kapcsolat

Mi a bioszén?A bioszén növényi vagy állati eredetű biomasszamelléktermékből előállított stabil széntartalmúanyag EU/Tagországi és REACH engedéllyelrendelkező termék mezőgazdasági alkalmazásra.A növényi alapú bioszén (PBC: Plant BioChar) mezőgazdasági,erdészeti, élelmiszeripari melléktermékből előállított talajjavító anyag,míg az állati csont alapú bioszén (ABC: Animal Bone bioChar)élelmiszeripari minőségű csontőrleményből előállított szerves foszfortrágya. Igaz, hogy nincs olyan technológia/termék, ami egymagábanjó megoldást kínál minden eshetőségre, de minden az EU­ban működő1 t/év kapacitást elérő pirolízis üzemnek magas biztonságikövetelményeknek kell megfelelnie. Rendelkezniük kell továbbáminden kötelező EU/Nemzeti és REACH engedéllyel gyártásra,forgalmazásra és mezőgazdasági alkalmazásra, valamint akiterjesztett gyártói felelősség garanciájával.

A REFERTIL projekt az Európai Unió 7. Keretprogramjának társfinanszírozásával valósul meg, a 289785 számú támogatásiszerződés keretében 2011-2015 között.

R E F E R T I L H Í R L E V É L

2015. Szeptemberi szám: Bioszén analitikai hírlevél

biochar@3ragrocarbon.com www.refertil.info Hírlevél felirtakozás

2

REFERTILWWW.REFERTIL.INFO

Akkreditált bioszén vizsgálatok aWessling Hungary Kft.-nél

Bár megjelenésében az ABC és a PBC nagyon hasonló, azonbankémiai összetételük jelentősen eltérő. A növényi eredetű bioszén(PBC) stabil széntartalommal rendelkező, mikro­ és mezopórusosanyag, addig a ABC magas kalcium-foszfát tartalmú, alacsonyszéntartalmú makropórusos anyag. Mindkét anyag minőségivizsgálatához azonos analitikai módszerek alkalmazhatóak. AREFERTIL projekt keretein belül a WESSLING Hungary Kft.feladata volt a különböző bioszén minták részletes és akkreditáltkémiai analízise és jellemzése.Ahhoz, hogy meghatározzuk az egyes bioszén termékek minőségiés biztonsági jellemzőit, nemzetközileg akkreditált módszerek ésszabványok alkalmazása szükséges.A REFERTIL projekthez kapcsolódó analitikai tevékenységekakkreditálása fontos elérelépést jelentett a projekt K+Fmunkájának szakszerű elősegítésére.Elősegítik továbbá a jogi szabályozás és a kötelezőengedélyekben foglalt követelmények kialakítását a bioszenekgyártását, forgalmazását, mezőgazdasági alkalmazását tekintve,ideértve a kiterjesztett gyártói felelősség garanciáját is.A bioszén termékek vizsgálataihoz használt módszerekjellemzően CEN/ISO szabványok. Mivel a bioszén új terméknekszámít, így nincsenek specifikus vizsgálati szabványok, ezértegyes paraméterekhez szükséges volt talajra, ill. hulladékravonatkozó módszerek alkalmazása. Ezen módszerek validálásrakerültek, a viládálás folyamata során a szabványtól eltérőmódszerek alkamasságát igazoltuk.Két év folyamatos fejlesztési és validációs munka után aminőségbiztosítási rendszer folyamatos működtetése mellett aWESSLING kezdeményezte az akkreditációt a NemzetiAkkreditáló Testületnél (NAT). Az ISO 17025:2005 szabványátfogó bioszén analízisére kiterjesztett akkreditációját aWESSLING Környezetanalitikai Laboratórium 2014.10.08-n nyerte el (Wessling­NAT­1­1398/2012), mint az elsőilyen laboratórium Európában. Multilaterálismegállapodások1;2 alapján a NAT tevékenységei és a NATáltal akkreditált szervezetek nemzetközileg elismertek azösszes szerződő fél által. Az 765/2008/EK rendelet alapján azEurópai Unió tagállamainak kötelező elfogadniuk a NAT általakkreditált szervezet eredményeit.

1 A NAT 2010. április 28. óta aláírója az Európai Akkreditálási Együttműködéskölcsönös elismerési megállapodásainak (EA MLA) a vizsgálat, kalibrálás, ellenőrzés,terméktanúsítás, irányítási rendszer tanúsítás és a személytanúsítás területén.2 A NAT 2010. április 28. óta aláírója a Nemzetközi LaboratóriumakkreditálásiEgyüttműködés kölcsönös elismerési megállapodásainak (ILAC MRA) a vizsgálat, ésa kalibrálás területén.

A bioszenek előnyöstulajdonságai

Növényi bioszén (PBC)Talajjavító anyag, termesztő közeg

Növényi biomassza melléktemék alapú. > 90% stabil szén tartalom. Magas víz és tápanyag visszatartó

képesség. Elhanyagolható P és Ca tartalom - nincs

közvetlen hatása a talaj tápanyagtartalmára gazdaságos mértékben.

Ajánlott dózis: 3 - 20 tonna/ha.

Állati csontszén (ABC) - Szerves foszfortrágya,

Talajjavító anyag, termesztő közeg Élelmiszeripari minőségű (3. Kategória)

állati csontból készül. 90% ásványi anyag tartalom és 10%

szén. 30% P2O5 és 38 – 42 % CaO + Mg, K. Folyamatos és szabályozott tápanyag

kioldódás Különböző formulázási lehetőségek. Ajánlott dózis: 0,1-1 tonna/ha

PBC: mikro-mezopórusos1-50 nm

ABC: makropórusos50-63,000 nm

A különböző bioszén termékek tápanyag tartalmámakösszehasonlítása: PBC és ABC

A REFERTIL projekt az Európai Unió 7. Keretprogramjának társfinanszírozásával valósul meg, a 289785 számú támogatásiszerződés keretében 2011-2015 között.

R E F E R T I L H Í R L E V É Lbiochar@3ragrocarbon.com www.refertil.info Hírlevélre feliratkozás

3

REFERTILWWW.REFERTIL.INFO 2015. Szeptemberi szám: Bioszén analitikai hírlevél

A bioszén alkalmazásának kockázata ­ Szerves szenyezők: PAH vegyületek

A piliciklusos aromás szénhidrogének (PolyciclicAromatic Hydrocarbon: PAH) olyan kémiaivegyületek, amelyek összekapcsolódó(kondenzált) aromás gyűrűkből állnak.Különböző vegyületeik bizonyított vagyfeltételezett karcinogén (rákkeltő) hatássalrendelkeznek, éppen ezért környezeti elemekbenmért koncentrációjuk az érdeklődés központjátképezi. A PAH-ok továbbá toxikusak,környezetben perzisztensek (hosszú ideig nembomlanak), a szervezet zsírszöveteibenfelhalmozódnak (bioakkumuláció), ezértkiemelten fontos, hogy csak alacsony PAHtartalmú bioszén termékek használhatóak amezőgazdaságban. A 2008/105/EK irányelv aPAH vegyületeket az elsődleges veszélyesanyagok csoportjába sorolja. A PAH-okelőfordulása a bioszénben jellemzően az elavult,kis hatásfokú pirolízis technológiákból származik,de a növényi alapanyagú termékeknélszennyezett vagy nem megfelelően kiválasztottalapanyag is okozhatja előfordulásukat. Ilyenesetekben, vagy ha a PBC alkalmazása túl nagydózisban történik, ezek a termékek a talajok PAHszennyeződését okozhatják. A bioszenek PAHtartalma a termék minőségének indikátora,valamint mindenképpen vizsgálandókulcsfontosságú szennyező csoport.

Mik a PAH vegyületek ? Vizsgálati módszerekIgen sok vegyület tartozik a PAH­ok közé attól függően, hogyhány benzol gyűrű kapcsolódik össze. Ahhoz, hogy abioszénben jellemző PAH­okról átfogó képet kapjunk, nemcsak az elsődleges 16 PAH vegyület (Egyesült ÁllamokKörnyezetvédelmi Hivatalának ajánlása alapján) kerültekbevizsgálásra, hanem a 19 legelterjedtebb vegyület. Aminták PAH tartalma a CEN/TS 16181:2013 szabványalapján került meghatározásra tömegspektrométerrelkapcsolt gázkromatográfiás módszerrel kén-diszulfidosextrakciót követően. A szokásos hexánnal, petroléterrel vagytoluollal történő mintaelőkészítés helyett a kén­diszulfidoskivonatképzést a WESSLING szakemberei választották.Alkalmazásának előnyeit bizonyították, hiszen ezzel avegyülettel is megfelelő feltárás érhető el, mindemellett nincsszükség a hosszú ideig tartó Soxhlet-extrakcióra, különöstekintettel a magas forráspontú PAH vegyületek esetében.

A szigorúbb határérték jogosultágaPAH vegyületek előfordulása a bioszenekben elsősorban a szenesítési technológia tervezésén múlik, melymeghatározza a gyártási körülményeket is. A REFERTIL projektben összesen több mint 100 növényi és állatimelléktermékből előállított minta kémiai összetétele került részletes elemzésre. Ezen mintákat részben a projektkeretein belül, részben az EU­ban működő egyéb szenesítő üzemekben állították elő. A mérési eredményekegyértelműen bizonyítják, hogy a jó minőségű minták kevesebb, mint 1 mg/kg PAH16 vegyületet (16 elsődlegesszennyező PAH) tartalmaznak, így igazolt, hogy a fejlett, jól tervezett pirolízis üzem nem fokozza a PAH­ok és dioxinokkeletkezését. A REFERTIL projekt alatt elkészített, a műtrágyákról szóló 2003/2003/EK rendelet felülvizsgálatáttámogató dokumentumban a PAH16 határérték 6 mg/kg értékben került meghatározásra, de környezetvédelmiszempontból indokolt esetekben a tagállamok szigorúbb limitet is szabhatnak. Például Magyarországon azérzékeny vízbázisok miatt a termésnövelő anyagok engedélyezéséről, tárolásáról, forgalmazásáról,felhasználásáról szóló 36/2006 (V.18.) FVM rendeletben a PAH19 (19 elsődleges szennyező) határérték 1mg/kg. A határérték meghatározása során nagyon fontos tisztázni, hogy hány vegyületet vizsgálunk a PAH-ok szélescsoportjából. A PAH19 koncentráció akár a kétszerese is lehet a PAH16 tartalomnak, mert az 1- és 2-metilnaftalin (csakPAH19-ben vizsgált) jelenléte domináns a bioszenek esetében a tipikus PAH16 vegyületeken túl: ezek jellemzőennaftalin és fenantrén, de egyes ABC mintákban antracén is előfordul.

PAH16 és PAH19 vegyületek koncentrációjának összehasonlítása az állaticsontból (ABC) és növényi biomasszából (PBC) előállított bioszén mintákesetében.

A REFERTIL projekt az Európai Unió 7. Keretprogramjának társfinanszírozásával valósul meg, a 289785 számú támogatásiszerződés keretében 2011-2015 között.

R E F E R T I L H Í R L E V É Lbiochar@3ragrocarbon.com www.refertil.info Hírlevélre feliratkozás

4

REFERTILWWW.REFERTIL.INFO 2015. Szeptemberi szám: Bioszén analitikai hírlevél

Jogi nyilatkozat: a hírlevél tartalmáért a kizárólagos felelősséga szerzőket terheli és nem feltétlenül tükrözi az EurópaiKözösség véleményét.

Koordinátor Kapcsolat:Edward Someus

(bioszén K+F fejlesztő mérnök)biochar@3ragrocarbon.com

http://www.3Ragrocarbon.comhttp://www.refertil.info

Poliklórozott dibenzo-dioxinok (PCDD) és poliklórozott dibenzo-furánok (PCDF) jelenléte egyetlenmintában sem volt kimutatható. Ezek a vegyületek jellemzően 1000°C­t meghaladó hőmérsékleten keletkeznek.Mivel a pirolízis ennél alacsonyabb hőmérsékleten zajlik és az alapanyagban magas klórtartalom nem várható, ezért adioxin és furán szennyeződés kockázata a bioszén termékekben igen alacsony.Az elsődleges 7 poliklórozott bifenil (PCB) vegyület sem volt kimutatható a vizsgált több mint 100 mintában,melyek alapanyaga hagyományos biomassza (mezőgazdasági, erdészeti, élelmiszeripari melléktermékek) illetve 3.kategóriájú állati csont.

A bioszén alkalmazásának kockázata ­ Szerves szenyezők:PCB és PCDD/F vegyülketek

Szervetlen szennyező anyagok

Bizonyos szervetlen szennyezőanyagok (például a higany éskadmium) szerepelnek a 2008/105/EK irányelvben, mintelsődlegesen veszélyes anyagok.Az alapanyagban lévő szervetlen szennyezőanyagok aszenesítési technológiával nem távolíthatóak el, azok aszéntermékekben dúsulnak fel, akár 3-5-szörösmértékben. Ez a folyamat a szilárd termékben sokkalmagasabb koncentrációt eredményez, mint ami akiindulási alapanyagra volt jellemző. Minél nagyobb azalapanyag szerves anyag tartalma, annál kisebb a bioszénkihozatal, így a szervetlen szennyezők feldúsulása a növényibioszenekre jellemző. A dúsulás mértéke a kiindulásianyagban mért koncentráció és az adott pirolízistechnológia által biztosított bioszén kihozatalfüggvénye. Az összes melléktermékből előállított ABC­ben és jó minőségű PBC­ben mért értékek jóval aszigorú magyar határérték és REFERTIL projektbenjavasolt határérték alatt maradtak.Hulladékból előállított termék esetében az alapanyagbanvárható magas/változó fémtartalom miatt jelentős kockázatavan annak, hogy a termék meghaladja a meghatározottminőségi követelményeket, ezért az alapanyagok szervetlenszennyező tartalmának folyamatos vizsgálata elengedhetetlen.Bizonyos szerves hulladékáramokról ismert, hogy jellemzőennagy koncentrációban tartalmaznak nehézfémeket, melyekkoncentráltan visszamaradnak a bioszén termékekben.

Nehézfémek meghatározása ICP­OES műszerrel.

Szervetlen szennyező anyagok állati csontból (ABC) ésnövényi alapanyagból (PBC) előállított mintákban.

1 Magyarországi szabályozás: 36/2006 (V.18.) FVM rendelet