Lucht

CO

CO wordt gevormd bij onvolledige verbranding. Het verbrandingsproces in een droogtrommel of paralleltrommel wordt beïnvloed door de geometrie, opstelling en slijtage van de droogtrommels en de afstelling van de branders. Verder wordt de emissie van CO ook beïnvloed door de aanwezigheid van fijn stof in de mineralen, de hoeveelheid waterdamp in de droogtrommel en het gebruik van gerecycled asfalt. Ondanks een goed afgestelde brander kunnen deze parameters resulteren in een hogere en fluctuerende CO-emissie in vergelijking met een klassieke verbrandingsinstallatie.

Figuur 18 toont de CO-emissies naar lucht voor asfaltcentrales met directe opwarming (blauwe bolletjes) en indirecte opwarming (oranje bolletjes). Het aantal emissiegegevens voor indirecte verwarming is relatief laag, maar de beschikbare data toont een significante daling van de CO-emissie, wat zou kunnen wijzen op een betere (efficiëntere) verbranding.

NO_X

NO_X ontstaat door oxidatie van de stikstof uit de brandstof, maar ook door thermische oxidatie van de verbrandingslucht. De eerste reactie wordt bepaald door de samenstelling van de brandstof, de tweede is temperatuursafhankelijk.

Figuur 19 illustreert de NOx emissies naar lucht voor asfaltcentrales met directe opwarming (blauwe bolletjes) en indirecte opwarming (oranje bolletjes). De meeste emissiepunten bevinden zich aanzienlijk onder de huidige norm (ca. 50% lager), en op het eerste gezicht lijkt er geen significant verschil tussen de twee stookmethodes (direct en indirect) voor de vorming van NO_X.

Figuur 19: NOx-emissies naar lucht

SO₂

Het SO₂-gehalte wordt vooral bepaald door het zwavelgehalte in de brandstof. Zo is de uitstoot van SO₂ voor gas en gasolie beduidend lager dan voor zware stookolie (of bruinkool - Duitsland). Naast brandstof speelt ook de aard van de minerale materialen een rol voor de emissies van SO₂. Afhankelijk van de chemische samenstelling van de minerale stoffen kan SO₂ afkomstig van de verbrandingsgassen gebonden worden (bv. kalksteen) of kan er extra SO₂ vrijkomen (bv. hoogovenslakken of pyriet bevattende mineralen).

Figuur 20 laat de SO₂-emissies naar lucht zien voor asfaltcentrales met directe opwarming (blauw bolletjes) en indirecte opwarming (oranje bolletjes). De SO₂-emissies hangen nauw samen met de gebruikte brandstof, in het bijzonder het zwavelgehalte van de brandstof. Gasgestookte asfaltcentrales hebben een SO₂-emissie die ruimschoots onder de norm zit. Het verschil in stookmethode (direct vs. indirect) zal weinig invloed hebben op de SO₂-emissies, zoals ook blijkt uit de data.

Figuur 20: SO2-emissies naar lucht

Stofemissies

De stofemissies van de droogtrommel en andere ingekapselde delen van de asfaltcentrale kunnen worden afgezogen en behandeld, waardoor ze bijna geheel kunnen worden hergebruikt in het proces. Goed onderhoud en tijdig vervangen van de stoffilters zijn hierbij van cruciaal belang.

Figuur 21 en Figuur 22 tonen de stofemissies naar lucht voor asfaltcentrales met directe opwarming (blauwe bolletjes) en indirecte opwarming (oranje bolletjes). Zoals geïllustreerd wordt in de eerste figuur, zijn er enkele uitschieters aanwezig met een concentratie ver boven de toegestane norm (tot 470 mg/Nm³ met een norm van 20 mg/Nm³). Volgens de opmerkingen van de bedrijven die meegedeeld zijn bij de rapportage, is de oorzaak vaak een defecte of slecht werkende stoffilter.

Figuur 22 geeft een overzicht van de emissies zonder uitschieters. De mediaan van 3,17 mg/Nm³ toont aan dat bij normale procescondities met een goed werkende filter de norm makkelijk haalbaar is.

Figuur 21: Stofemissies naar lucht (met uitschieters)

Figuur 22: Stofemissies naar lucht (zonder uitschieters)

VOS/TOC

VOS-emissies die via de schoorsteen worden geëmitteerd kunnen afkomstig zijn van het verbrandingsproces en de eventuele afzuiging van plaatsen waar bitumendampen ontstaan.

Organische stoffen worden in de sector asfaltcentrales gemeten via TOC-metingen (sectorale norm van 100 mg/Nm³). Figuur 23 toont de TOC-emissies naar lucht voor asfaltcentrales met directe opwarming (blauwe bolletjes) en indirecte opwarming (oranje bolletjes). Ten opzichte van de voorgaande parameters lijkt TOC een meer problematische parameter om onder controle te krijgen. Op basis van de gerapporteerde data en de mengselspecificatie die de bedrijven meedelen, wordt opgemerkt dat de TOC-waarden boven de norm van 100 mg/Nm³ vooral gelinkt zijn aan het gebruik van AG in het mengsel. Het aantal emissiegegevens voor indirecte verwarming is relatief laag, maar de beschikbare data toont een significante daling van de TOC-emissies, zowel met AG (tot 100% als testcase) als zonder gebruik van AG.

Figuur 23: TOC-emissies naar lucht

Benzeen

Benzeen is een recentelijk geïdentificeerde parameter in de context van asfaltcentrales, en daarom wordt in deze BBT-studie extra aandacht aan benzeen besteed in vergelijking met andere, meer bekende parameters. Benzeen, een aromatische koolwaterstof met de chemische formule C6H6, manifesteert zich als een kleurloze vloeistof bij kamertemperatuur en kenmerkt zich door een zoetige, doch enigszins onaangename geur. Het is geclassificeerd als een carcinogene stof, wat betekent dat het kanker kan veroorzaken. De fysico-chemische eigenschappen van benzeen zijn gedetailleerd weergegeven in Tabel 14:

Tabel 14: Fysico-chemische eigenschappen van benzeen

Benzeen heeft twee natuurlijke bronnen, namelijk vulkanen en bosbranden. Het is ook een natuurlijk bestanddeel van ruwe olie, benzine, en sigarettenrook. In het milieu is de industrie de belangrijkste bron van benzeenemissies door het verbranden van kolen en olie, door benzeenafval en opslagactiviteiten. Ook door uitlaatgassen van motorvoertuigen, de verdamping van benzine aan tankstations, en tijdens asfaltproductie kan het benzeengehalte in de lucht stijgen. In tegenstelling tot het wegverkeer, waar benzeen zeer gespreid wordt uitgestoten, is de uitstoot bij de industrie geconcentreerder. Dit blijkt ook uit concentratiemetingen in de buurt van industriële bronnen.

In de lucht reageert benzeen met andere chemicaliën en breekt het binnen enkele dagen af (in water en bodems duurt dit langer), en het heeft geen bio-accumulerende eigenschappen (m.a.w. de concentratie stapelt zich niet op in planten of dieren).

De ‘odor threshold limit’ van benzeen in lucht, de minimale concentratie waarbij benzeen ruikbaar wordt, ligt tussen 1,5 en 4,7 ppm, wat overeenkomt met 4.800 µg/m³ tot 15.000 µg/m³ (Centers for Disease Control and Prevention, 2003). Deze concentraties zijn aanzienlijk hoger dan de concentraties die doorgaans rond een asfaltcentrale waarneembaar zijn (tussen 1 – 5 µg/m³), wat betekent dat benzeen niet de oorzaak kan zijn van geurhinder tijdens de normale bedrijfsvoering.

De Europese richtlijn 2008/50/EG van het Europees parlement en de Raad van 20 mei 2008 betreffende luchtkwaliteit en schonere lucht voor Europa legt een immissiegrenswaarde op voor benzeen als jaargemiddelde van 5 µg/m³. Deze doelstelling werd in 2019 overal in Vlaanderen behaald (12/12 meetplaatsen). De emissienormen die Vlaanderen hanteert voor benzeen afkomstig van een Vlaamse asfaltcentrale zijn vastgelegd op 5 mg/Nm³ vanaf een massastroom van 25 g/u (bijlage 4.4.2. van VLAREM II).

Ter vergelijking, in Nederland bestaat er een emissiegrenswaarde van 1 mg/Nm³ vanaf een grensmassastroom van 2,5 g/u^[1]. De toegelaten benzeenconcentratie ligt in Vlaanderen dus 5 keer hoger (5 mg/Nm³ vs 1 mg/Nm³, en de relevantiedrempel voor de massastroom zelfs 10 keer hoger (25 g/u vs 2,5 g/u).

In het Verenigd Koninkrijk geldt een emissiegrenswaarde van 5 mg/Nm³ bij een grensmassastroom vanaf 10 g/u. (Bowen C., 2002)

De algemene emissienorm voor benzeen zoals opgenomen in VLAREM is in het verleden (daterend van 1995) overgenomen uit de Duitse TA Luft (1986).

Mogelijke oorzaken van benzeenemissies bij asfaltproductie

In juni 2021 werd een onderzoek afgerond door de Nederlandse Vereniging van Bouw- en Infrabedrijven Vakgroep Bitumeuze Werken (VBW) over de oorzaken en reducties van benzeenemissie bij asfaltproductie in Nederland. De voornaamste conclusies uit dit project zijn:

• De benzeenemissie ontstaat voornamelijk in de droogtrommel (zwarte trommel) waar asfaltgranulaat wordt gedroogd en verwarmd;
• De benzeenemissie ontstaat uit het asfaltgranulaat, waarbij het niet duidelijk is of deze emissie afkomstig is van verdamping van opgesloten benzeen of van de vorming van benzeen in de direct verwarmde trommel onder invloed van hoge temperaturen (het zogenaamde kraakproces waarbij benzeen wordt gevormd uit kraakproducten)
• Centrales met indirect verwarmde zwarte trommels halen doorgaans benzeenconcentraties lager dan 1 mg/Nm³;
• Centrales met direct verwarmde zwarte trommels halen doorgaans benzeenconcentraties hoger dan 1 mg/Nm³ (en soms ook hoger dan 5 mg/Nm³);
• Asfaltgranulaat zonder fijne fractie (bv. 0-5 mm) zorgt voor een verlaging van de benzeenemissie in vergelijking met asfaltgranulaat waarbij de fijne fractie nog aanwezig is;
• Tenslotte toont het onderzoek eveneens aan dat de benzeenemissie samenhangt met de temperatuur van het asfaltgranulaat:
  • De benzeenemissie blijft beperkt als het asfaltgranulaat wordt verwarmd tot 170°C (maximum gemeten asfaltgranulaat eindtemperatuur);
  • Bij directe verwarming van asfaltgranulaat is de kans groot dat een deel van het AG warmer wordt dan 300°C vanwege direct vlamcontact en extra warmteoverdracht door de straling van de vlam;
  • Uit de laboratoriumproeven blijkt dat de benzeenemissie (vorming) langzaam stijgt tussen 100°C en 300°C, en vanaf temperaturen >300°C versnelt tot 600°C.

Emissiemeetresultaten van benzeen bij Vlaamse asfaltcentrales

Benzeenemissies hangen nauw samen met TOC-emissies, besproken in de vorige paragraaf. Figuur 24 toont de benzeenemissies naar lucht voor asfaltcentrales met directe opwarming (blauwe bolletjes) en indirecte opwarming (oranje bolletjes). Deze emissiegegevens tonen de benzeenemissies bij gebruik van AG en zonder AG door elkaar. Over het algemeen kan er voldaan worden aan de huidige norm van 5 mg/Nm³ wanneer er geen asfaltgranulaat gebruikt wordt. Bij verhoogde concentraties aan benzeenemissies (> 2mg/Nm³) werd bij de rapportage onder procescondities gespecificeerd dat het ging om mengsels met AG, en er worden uitschieters waargenomen tot 18 mg/Nm³. Het aantal emissiegegevens voor indirecte verwarming is relatief laag, maar de beschikbare data toont een significante daling van de benzeenemissies, zowel met AG (tot 100% als testcase) als zonder gebruik van AG.

Figuur 24: Benzeenemissies naar lucht

Advieswaarde voor benzeen blootstelling

Benzeen is een kankerverwekkende stof. “De Werelgezondheidsorganisatie (WGO) formuleert geen advieswaarden voor benzo(a)pyreen en benzeen, omdat er geen veilige waarden bestaan. De WGO drukt de schadelijkheid van deze stoffen uit als het aantal extra kankergevallen bij een levenslange blootstelling aan een bepaalde concentratie. […] Voor benzeen is dit 1 extra geval op 10.000 bij 17 µg/m³ , 1 op 100.000 bij 1,7 µg/m³ en 1 op 1.000.000 bij 0,17 µg/m³” (Vlaamse Milieumaatschappij (VMM), 2022). Algemeen wordt aangenomen dat er voor kankerverwekkende stoffen geen vastgesteld “veilig niveau” van blootstelling bestaat, en een beleid dat gericht is op het maximaal beperken van emissies wordt aanbevolen.

Sinds 2010 legt de Europese richtlijn Luchtkwaliteit een grenswaarde op van 5 µg/m³ voor de jaargemiddelde benzeenconcentraties in de omgevingslucht. Deze grenswaarde is wettelijk verankerd in bijlage 2.5.3 van VLAREM II.

Naar aanleiding van het MER-richtlijnenboek Mens-Gezondheid, dat voorschrijft dat de blootstellingsimpact van chemische stressoren die frequent voorkomen in milieueffectenrapporten bestudeerd moet worden, werd in 2017 een gezondheidskundige advieswaarde^[2] (GAW) voor benzeen bepaald. Deze opdracht vanuit Agentschap Zorg en Gezondheid (AZG) werd door VITO uitgevoerd door het screenen van de GAW uit diverse bronnen, aan de hand van het protocol ‘Protocol for the selection of health-based reference values (RV)’.

Het besluit van het voorstel gezondheidskundige advieswaarde voor benzeen in omgevingslucht (chronische blootstelling) is 0,038 µg/m³ en is gebaseerd op het onderzoek van Anses ‘Valeur toxicologique de référence cancérogène par inhalation pour le benzene’ (Agence nationale de sécurité sanitaire alimentation, environnement, travail (ANSES), 2014).

De procedure voor het bepalen van de GAW voor chronische blootstelling aan benzeen valt buiten de scope van deze studie. Voor meer informatie verwijzen we naar het VITO-rapport ‘Selectie gezondheidskundige advieswaarde voor parameter benzeen voor gebruik in MER’. (VITO, 2017)

Meten van benzeen blootstelling

In 2021 werd een draagbare sensor ontwikkeld en op de markt gebracht die de effectieve blootstelling aan benzeen op personen meet. Omdat benzeen een kankerverwekkende stof is, en de werkgever verantwoordelijk is voor een veilige werkomgeving, werd het meetinstrument in de eerste plaats ontwikkeld voor beroepen waar benzeenblootstelling verwacht wordt (zoals de petroleumindustrie en andere chemische sectoren) om de blootstelling direct te meten en te controleren dat werknemers voldoen aan de wettelijke grenswaarden. Het meetinstrument is momenteel nog niet in gebruik en het meten van benzeenblootstelling is een omslachtig proces dat één tot meerdere dagen kan duren.

De test, ontwikkeld door het Amerikaanse SKC en het Nederlandse TNO, lijkt op een zwangerschapstest/Covid-test, waarbij de werknemer (of een andere persoon) onmiddellijk kan zien of de grenswaarden voor benzeen zijn bereikt. Omdat elke asfaltcentrale verschilt (op vlak van design, tonnages, percentage AG, ligging, meteorologische condities, enz.) kunnen deze sensoren inzicht geven in de werkelijke blootstelling aan benzeen bij omwonenden, en kan dit getoetst worden aan de door AZG voorgestelde maximale blootstellingswaarde van 0,038 µg/m³. (TNO, 2021)

PAK

Polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s) zijn een uitgebreide groep van aromatische verbindingen die ontstaan bij onvolledige verbranding van organisch materiaal. Ze kunnen kankerverwekkend, mutageen en mogelijk endocrien verstorend zijn. Het inschatten van de gezondheidsrisico’s als gevolg van blootstelling aan PAK is echter zeer moeilijk.

PAK’s komen onder andere vrij bij het aanbranden van eten, de verbrandingsmotor van de wagen, het roken van sigaretten, en bij de productie van asfalt (voornamelijk tijdens het droogproces). Een aantal kandidaat-BBT maatregelen in Hoofdstuk 4 voor het beperken van VOS, benzeen, en geur, zullen ook een positief effect hebben op de vorming en uitstoot van PAK’s bij asfaltproductiecentrales. Sinds 1 mei 2019 wordt het hergebruik van PAK-houdend asfaltgranulaat voor specifieke toepassingen niet meer toegelaten (zie ook paragraaf 2.4.2), maar het blijft relevant om de noodzaak van een emissiegrenswaarde voor PAK’s te evalueren.

Emissiemeetresultaten van PAK’s bij Vlaamse asfaltcentrales

Figuur 25 toont de PAK-emissies^[3] naar lucht voor asfaltcentrales met directe opwarming (blauwe bolletjes) en indirecte opwarming (oranje bolletjes). Vanwege de beperkte meetgegevens voor centrales met indirecte opwarming, is het moeilijk om een uitspraak te doen over of deze methode al dan niet een significante daling van PAK-concentraties met zich meebrengt.

Gezondheidskundig advieswaarde van PAK’s en beoordelingskader uit richtlijnensysteem mens-gezondheid

Naar aanleiding van het MER-richtlijnenboek Mens-Gezondheid, dat voorschrijft dat de blootstellingsimpact van chemische stressoren die frequent voorkomen in milieueffectenrapporten bestudeerd moet worden, werd in 2017 een gezondheidskundige advieswaarde^[4] (GAW) voor PAK’s bepaald. Deze opdracht vanuit Agentschap Zorg en Gezondheid (AZG) werd door VITO uitgevoerd door het screenen van de GAW uit diverse bronnen, aan de hand van het protocol ‘Protocol for the selection of health-based reference values (RV)’.

Het besluit van het voorstel gezondheidskundige advieswaarde voor PAK’s in omgevingslucht (chronische blootstelling) is 0,012 ng BaP/m³ en is gebaseerd op het onderzoek van Anses ‘Valeur toxicologique de référence cancérogène par inhalation pour le benzene’ (Agence nationale de sécurité sanitaire alimentation, environnement, travail (ANSES), 2014)

De procedure voor het bepalen van de GAW voor chronische blootstelling aan PAK’s valt buiten de scope van deze studie. Voor meer informatie verwijzen we naar het VITO-rapport ‘Selectie gezondheidskundige advieswaarde voor parameter PAK’s voor gebruik in MER’.

Diffuse emissies

De belangrijkste oorzaken van diffuse stofemissie zijn het opwaaien van zand en stof dat zich ophoopt op de terreinen van asfaltcentrales, de activiteiten van het laden en lossen van materialen, en de manipulatie van deze materialen. Tijdens de opslag en vooral bij het gebruik van laadschoppen kan er zand en stof opstuiven. Het besproeien van de stapels granulaten met een waternevel vermindert de diffuse stofemissies, maar leidt door het hogere vochtgehalte tot een hoger energieverbruik om de granulaten te drogen.

Diffuse VOS-emissies ontstaan onder andere uit koolwaterstofdampen die vrijkomen bij de aanvoer, opslag en verpomping van (warm) bitumen. Bitumendampen kunnen bij verschillende onderdelen van de installatie vrijkomen, maar kunnen worden opgevangen en behandeld samen met andere emissies. Bij het vullen van bitumentanks worden de ontsnappende dampen niet afgezogen; deze verdringingsemissies en de ademverliezen die zich voordoen bij de opslag van bitumen worden tot de diffuse VOS-emissies gerekend. In Vlaanderen zijn de bitumentanks van de meeste centrales voorzien van watersloten, waardoor de VOS-emissies als gevolg van opslag verwaarloosbaar zijn. Bij belading kunnen er echter wel nog VOS-emissies vrijkomen.

Bitumendampen kunnen ook vrijkomen bij verschillende onderdelen van de aanmaakinstallatie. De menger is hierbij een belangrijk onderdeel. Of deze emissie geleid of diffuus is, hangt af van het concept van de centrale. Ten slotte kunnen VOS-emissies optreden bij het laden van het asfaltmengsel in vrachtwagens. De wanden van de laadbak worden immers besproeid met antikleefmiddel. Tot in de jaren '90 werd hoofdzakelijk gasolie gebruikt, dat grotendeels verdampte. Tegenwoordig gebruiken de Vlaamse asfaltcentrales alternatieve antikleefmiddelen (verplicht volgens VLAREM II Art. 5.30.2.4). Deze alternatieven zijn primair gericht op het voorkomen van bodemverontreiniging, maar verminderen ook VOS-emissies.

CO₂

CO₂-emissies zijn doorgaans gekoppeld aan het energieverbruik van een asfaltcentrale en worden besproken in paragraaf 3.10.5 Energie.