Roofs 2002-09-06 Organische uitloging uit bitumineuze materialen

• dr. Ulbert Hofstra en ing. Wil Klarenaar (INTRON) en
ing. Lodewijk Niemöller (Stichting Dak en Milieu)

Het Bouwstoffenbesluit geldt voor steenachtige bouwstoffen

Het Bouwstoffenbesluit stelt milieuhygiënische eisen aan bouwstoffen in hun toepassing. Het besluit beoogt te voorkomen, dat de bodem, het grondwater en het oppervlaktewater worden verontreinigd doordat
milieubelastende stoffen vanuit bouwstoffen het milieu terechtkomen. Voor anorganische componenten (zware metalen en zouten) stelt het
Bouwstoffenbesluit dan ook eisen aan de maximale uitloging van deze componenten uit de bouwstof. Voor organische componenten, koolwaterstoffen, zoals olie en PAK, zijn er echter (nog) geen uitloogeisen. Het Bouwstoffenbesluit stelt eisen aan het maximale
gehalte in de bouwstof. Dit zijn dus samenstellingeisen en geen uitloogeisen.Het Bouwstoffenbesluit is van toepassing voor steenachtige
bouwstoffen. Steenachtige bouwstoffen zijn zodanig gedefinieerd, dat ook bouwstoffen, die men intuïtief niet als steenachtig zou aanmerken, toch in het Bouwstoffenbesluit als steenachtige bouwstoffen gelden. Deze definitie betreft de eis aan het totale gehalte van een drietal elementen, die steenachtige componenten bepalen, namelijk silicium, calcium en aluminium. Als het totale gehalte van deze drie componenten meer is dan 10 procent, moet de bouwstof als steenachtig worden aangemerkt. Een bekend voorbeeld zijn bitumineuze afdichtingmaterialen met een steenslag afstrooilaag. Bitumineuze afdichtingmaterialen worden veel als dakbedekkingmaterialen gebruikt, vooral op platte daken. Ook als onderlagen
voor bruggen en voor de afdichting van waterreservoirs, bijvoorbeeld in de Biesbosch, worden bitumineuze afdichtingmaterialen gebruikt.

De bulkcomponent van deze bouwstoffen is het bitumen, een uit olie gemaakt product, dat zelf geen steenachtige componenten bevat. De gehaltes silicium, aluminium en calcium moeten worden gevondenin de strooilaag en eventueel in de glasvezelversterking. Bitumineuze afdichtingmaterialen vallen dus formeel onder het Bouwstoffenbesluit. De uitloging van anorganische componenten uit deze materialen
is bijzonder laag. Inherent aan de functie waarvoor deze materialen ontworpen zijn, is de lage uitloging conform verwachting. De bitumineuze afdichtingmaterialen worden immers geacht zelfs als dunne laag volledig waterdicht te zijn. Er dringt geen water in het materiaal in en er kan daarom ook niets uitlogen.

De bepaling van het gehalte organische componenten in bitumineuze materialen geeft een aantal specifieke analyseproblemen. Standaard analysemethoden die zijn ontwikkeld voor het Bouwstoffenbesluit, gaan namelijk uit van een steenachtige bouwstof of grond als matrix. De analyse van deze organische componenten is gebaseerd op de extractie van de componenten uit de matrix met een oplosmiddel. Dit extract wordt vervolgens opgewerkt en geanalyseerd op de gewenste organische component. Bij extractie van bitumineuze materialen blijkt echter, dat er zoveel van de matrix zelf in het extract wordt opgelost, dat dit extract ongeschikt is voor analyse. Het bevat teveel storende componenten. Vanwege deze analyseproblemen heeft VROM, totdat deze problemen zijn opgelost, tot een ontheffingsregeling voor organische componenten in bitumineuze materialen besloten. VROM heeft tevens een project geïnitieerd, waarin een specifieke analysemethode voor deze matrices is
ontwikkeld. Hiermee kunnen de analyseproblemen worden opgelost. Dit project zal binnenkort worden afgerond en de resultaten hiervan zullen worden toegepast in officiële NEN-normen voor de toetsing van bitumineuze materialen in het kader van het Bouwstoffenbesluit.

Toetsen op uitloging in plaats van toetsen op samenstelling

Een meer fundamentele vraag is, waarom überhaupt getoetst moet worden op het gehalte organische componenten, terwijl voor anorganische componenten terecht is gekozen voor een toetsing van de uitloging. Het gaat er namelijk om dat toxische componenten niet in een voor de mens of voor het milieu beschikbare vorm in de bodem of het grondwater terechtkomen. De doelstelling van het Bouwstoffenbesluit is: het voorkomen van de verontreiniging van oppervlaktewater, bodem en grondwater. Ook voor organische componenten is de toetsing van de uitloging de te
prefereren toetsing. Dit geldt wel heel in het bijzonder voor bouwstoffen, die zelf al voornamelijk uit organisch koolwaterstofhoudend materiaal bestaan, zoals bitumineuze afdichtingsmaterialen. In echt steenachtige materialen, kan men nog betogen, dat de organische componenten er niet in horen te zitten en dat de producent door een goede ingangscontrole en goede procesvoering maar moet zorgen, dat het gehalte laag genoeg is. Voor organische materialen geldt echter, dat de stof inherent aan het materiaal is. Vaak gaat het om de laagmoleculaire fractie van een
kunststof. Bijvoorbeeld resten styreen in polystyreen, "minerale olie" in kunstharsen, vinylchloride in PVC.Zolang het materiaal niet onder het Bouwstoffenbesluit valt is er geen probleem. Echter wanneer dit om een of andere reden wel het geval is, bijvoorbeeld door een minerale afwerking, een wapeningsvlies, ontstaan de problemen. Deze problemen ontstaan niet door het steenachtige deel van de bouwstof, maar door het niet-steenachtige deel. Niet-steenachtige bouwstoffen, die dezelfde gehaltes organische componenten vertonen, blijven geheel buiten deze
beoordeling, omdat ze niet onder de werking van het Bouwstoffenbesluit vallen. Dit tart derhalve de logica en het rechtsgevoel. Een uitweg is de toetsing van de uitloging van de organische componenten. Dit is ook één van de voorstellen die de werkgroep Bouwstoffenbesluit van
VNO/NCW heeft voorgesteld voor de rationalisatie van het Bouwstoffenbesluit. Aangezien de samenstelling geen goede maat is voor de milieubelasting in de zin van het besluit noemt deze werkgroep het in haar rapport, dat in juli 2001 is verschenen, dringend gewenst, dat de beoordeling van de bouwstof plaatsvindt op basis van emissie.

Onderzoek naar uitloging uit bitumineuze afdichtingsmaterialen

Om vast te stellen wat de uitloging van organische componenten uit bitumineuze afdichtingsmaterialen dan wel is, is een onderzoek uitgevoerd naar deze uitloging. In het onderzoek is gebruik gemaakt van reguliere dakbedekkingsmaterialen, die in Nederland op de markt worden gebracht door de 22 bij Dak & Milieu aangesloten Europese producenten. De organische componenten waarop in het Bouwstoffenbesluit wordt getoetst zijn onderzocht. Van sommige componenten werd helemaal geen uitloging gedetecteerd. De uitloging is lager dan de detectiegrens. Dit geldt bijvoorbeeld voor de uitloging van PAK uit de bitumineuze materialen. Deze verbindingen, voor zover al aanwezig, zijn zodanig sterk opgesloten in het bitumen, dat ze er niet uit kunnen komen. Ze blijven in de bitumen matrix. Van andere meer mobiele componenten, zoals tolueen, ethylbenzeen en de xylenen kon wel een uitloging worden gedetecteerd.

Enkele resultaten van de uitloogproeven op organische componenten uit bitumineuze dakbedekkingmaterialen staan in de tabel hierboven. Voor de proefuitvoering is uitgegaan van de diffusieproef volgens NEN 7345, die op een aantal punten gemodificeerd wordt, omdat we niet zouten, zoals in de NEN 7345, maar vluchtige apolaire stoffen onderzoeken. De modificaties die nodig zijn voor de correcte uitvoering van uitloogproeven zijn zeer recent onderzocht
in een project van het Nederlands Normalisatie Instituut. Dit project is uitgevoerd in het kader van het lopende Actieprogramma voor de ontwikkeling van milieumeetmethoden, dat gefinancierd wordt door de ministeries van VROM en V&W. Uit eigen onderzoek bleek reeds eerder, dat organische uitloogproeven op asfaltkernen, BRAC en andere materialen gericht op PAK- en fenoluitloging, goed uitvoerbaar
zijn. Ook voor de dunne dakbedekkingmaterialen blijkt nu de organische uitloogproef goed uitvoerbaar.

Vaststelling uitlooggrenswaarden voor organische componenten

In de grafiek is ook een grenswaarde aangegeven. Hoe komt deze tot stand? Het Bouwstoffenbesluit kent alleen uitlooggrenswaarden voor anorganische componenten. Voor organische componenten bestaannog alleen samenstellingseisen. Wanneer de systematiek van het Bouwstoffenbesluit wordt toegepast, kan een grenswaarde worden berekend. Het Bouwstoffenbesluit gaat in principe uit van een maximale toename van 1 procent van de streefwaarde in honderd jaar voor de bovenste 1 meter bodem. Voor xylenen geldt bijvoorbeeld een streefwaarde van 0,05 mg/kg in standaard bodem ofwel 78 mg/m3 bij een dichtheid van grond van 1550 kg/m3. Een maximale toename
van 1procent hiervan betekent, dus een immissie grenswaarde van 0,78 mg/m2:

Na correctie voor de omzetting van de immissie over 100 jaar in de praktijk naar de uitloging over 64 dagen in de laboratoriumproef, kunnen hieruit de uitlooggrenswaarden worden vastgesteld. Op deze wijze is een immissie grenswaarde vastgesteld vergelijkbaar met de immissie grenswaarden voor anorganische componenten.

Relevantie van uitloogproeven voor kwaliteit afstromend regenwater

De uitloging van organische componenten uit bitumineuze materialen is niet alleen van toepassing voor het Bouwstoffenbesluit. Het al dan niet uitlogen van organische componenten zoals PAK uit afdichtingmaterialen naar het afstromende water is van breder belang. Vooral als het afstromende regenwater niet meer naar het rioolstelsel wordt geleid, is het van belang dat er geen verontreiniging optreedt van oppervlaktewater,
bodem en grondwater. Afkoppelen van verharde oppervlakken, zoals daken, van het rioolstelsel kan alleen als het regenwater niet belast is met contaminanten, zoals PAK. In de "Leidraad aan- en afkoppelen verharde oppervlakken"van de werkgroep Riolering West-Nederland (1996) werden in dit verband vraagtekens gezet bij afkoppelen in geval van bitumen op platte daken. Bitumen werd gezien als een (mogelijke) bron van PAK, hoewel de Leidraad zelf al aangeeft, dat dit vermoeden niet is bevestigd op basis van meetgegevens. Het huidige onderzoek naar
de uitloging van organische componenten uit bitumineuze dakbedekkingmaterialen vult dit manco op. Het blijkt, dat er geen PAK uitloogt. Er is dan ook op dit punt geen belemmering voor het afkoppelen van water van platte daken. Uit dit eerste onderzoek naar de organische uitloging
uit bitumineuze dakbedekkingmaterialen kan een aantal conclusies worden getrokken:

- bepaling van de organische uitloging in plaats van
de organische samenstelling is technisch mogelijk

- toetsen op uitloging verdient de voorkeur op toetsen
op samenstelling

- PAK loogt niet uit bitumineuze dakbedekkingmaterialen
en komt dus ook niet in het afstromende
regenwater.