Diffuse dust at Boliden Bergsöe investigated through X-ray Fluorescence Spectroscopy

Abstract

Boliden Bergsöe operates a secondary lead smelter for recycling of lead-acid batteries, located in the industrial area of Landskrona. Measurements to monitor levels of airborne particles have been conducted in several locations in Landskrona since 1977. To increase the knowledge of diffuse dust emission sources at Boliden Bergsöe, airborne metal concentrations were measured in ambient air for eight consecutive days using on-line X-ray fluorescence spectroscopy. Sampling was done with time resolutions of one and two hours during the period 5th - 13th of March. It was first suspected that handling of slag in the area called Slaggplan, was the main origin of diffuse dust. Activities related to slag handling were therefore logged using surveillance footage and compared with measured concentrations to investigate whether this suspicion was justified. The measurements showed that lead (Pb) was the largest constituent of
3
the elements measured at an average of 1464 ng/m . Furthermore, Pb concentrations followed
a diurnal trend with large peaks during daytime. Peaks usually coincided with an increase in temperature and decrease in relative humidity, indicating that dust accumulated on the ground during the night and resuspended during the day, after the ground had dried. There was no clear relationship between the Pb concentrations and the slag handling activities, implying that slag handling was not likely the main origin of the airborne Pb. Instead, it was concluded that lead paste and filter dust were more likely origins of diffuse dust, since their element compositions better reflected the measured concentrations at Boliden.

Popular Abstract (Swedish)

I detta arbete försöker vi reda ut vad det är som orsakar diffus damning på en industrianläggning i Landskrona, drivet av ett företag som heter Boliden Bergsöe. De spelar en viktig roll för miljön eftersom de återvinner bly-syra-batterier som finns i bilar och andra elektriska fordon. Tyvärr innebär hanteringen av bly att en del utsläpp av detta grundämne sker till den kringliggande miljön. Bly har förmågan att uppehålla sig länge i marken och om ett område är kontaminerat med bly kan upptaget av ämnet hos människor, djur och växter öka. För att kunna minska spridningen av bly, måste man först ta reda på varför det uppstår blydamm på Boliden. Detta är examensarbetets främsta mål.
Bara genom att titta i riktning åt Boliden redan från Landskrona station, finner man en misstänkt källa; skorstenen som transporterar processgaser från produktionen till en utsläppskälla långt över marken. Däremot har Boliden, precis som andra tyngre industrier i Sverige, ett system för att rena processgaser. Dessutom är själva syftet med att ha en skorsten är att emissioner sprids och späds ut över större områden, helst utanför den egna staden. Ett mer troligt ursprung till blydammet i närområdet är så kallade diffusa dammkällor som kommer från Boliden på marknivå. Exempel på diffusa dammkällor är materialhögar med finkorniga material. När dessa befinner sig utomhus kan de börja damma om det börjar blåsa, om fordon hämtar material från dem eller om de störs på annat vis. Damm kan också samlas på marken under en tid och sedan lämna marken på grund av att trafik, vind eller andra fysiska krafter påverkar dammet.
Våra mätningar visade att blyhalten i luften är betydligt högre på dagen än på natten. Denna observation ledde oss till slutsatsen att blydamm hamnar i luften till följd av resuspension. Resuspension innebär att ett dammigt material först hamnar på marken för att sedan hamna i luften vid ett senare tillfälle. Just på natten var marken fuktig, vilket förklarar varför partiklar inte har kunnat lämna marken på natten. När det sedan blivit torrt har antingen trafik, vind eller andra fysiska krafter orsakat att dammet lämnat marken.
Hur ska man då förhindra att dammet lämnar marken? Det finns olika sätt att minska resuspension, bland annat genom att inte låta utomhusytor torka upp. Detta kan däremot svara svårt om solen skiner under stora delar av dagen och om det är stora områden som skulle behöva vätas för att hålla marken fuktig. En annan strategi inriktad på prevention av dammutsläpp kan snarare vara i ordning; att förhindra att dammet hamnar utomhus överhuvudtaget. Genom dialog med företaget fick vi nämligen veta att blypasta, vilket är en av mellanprodukterna i processen, har en tendens att samlas innanför portar och att blypastan kan fastna på fordon som kör med våta däck. Vårt främsta förslag till företaget blev alltså att försöka hindra denna blypasta från att ta sig ut, kanske genom att begränsa trafiken som kör in och ut från processanläggningen.

• author: Savér, Linnea and Norlin, Marcus
• supervisor: Axel Eriksson
• organization: Ergonomics and Aerosol Technology
• course: MAMM10 20221
• year: 2022
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Multi-metals monitoring, On-line monitoring, Aerosols, Diffuse dust, Environmental management, Secondary lead smelting
• language: English
• id: 9095579
• date added to LUP: 2022-07-08 08:56:51
• date last changed: 2022-07-08 08:56:51