Teer en koolwaterstoffen

Polyaromatische Koolwaterstoffen (PAKS) zijn het resultaat van een onvolledige verbranding, voorgangers eigenlijk van CO. Bij onvolledige verbranding kunnen uiterst schadelijke stoffen in de lucht vrijkomen zoals benzeen, tolueen, xyleen, benzo(a)pyreen, dibenzothiofeen, anthraceen,…

Het aandeel van de directe vervuiling met PAK’s door de consument bedraagt slechts een fractie van het totaal. Verwarming vormt daar evenwel de hoofdbrok van. Houtkachels en open haarden met een erg onvolledige verbranding vormen, naast de emissies binnen de cokes- en staalindustrie, een rem op de door de overheid vooropgestelde reductiedoelstellingen. Het verkeer blijft anderzijds wel de voornaamste schuldige en ook de bouwnijverheid levert een bijdrage door gebruik van PAK-houdende grondstoffen en producten.

Brandstof en rookgaskwaliteit

Gasvormige brandstoffen, in casu aardgas, vertonen het enorme voordeel dat verzadiging met zuurstof uit de omgevingslucht uiterst eenvoudig is. Aldus is de verbranding van aardgas bij voldoende luchttoevoer uiterst volledig en de CO-emissie erg laag. In aardgaskachels bedraagt de CO-emissie 0,001 tot 0,2 % en de laagste waarden bij een hoogrendements-CV op aardgas bedragen 0,0005 %.  Bij vloeibare en vaste fossiele brandstoffen, respectievelijk stookolie en steenkool, liggen de CO-waarden beduidend hoger.

Bij de verbranding van aardgas worden geen PAKS gevormd, omdat de moleculaire structuur van aardgas (CH4) dit niet toelaat. De verbranding van stookolie en steenkool kan wel aanleiding geven tot de emissie van PAKS.

Hout is een complexe vaste brandstof. Ze bestaat uit niet-brandbare componenten (water en mineralen), vluchtige brandbare componenten (‘kleine’ koolstofverbindingen met een laagmoleculair gewicht) en niet-vluchtige brandbare componenten (‘grote’ koolstofverbindingen met hoog moleculair gewicht). Door de hitte ontwijken de vluchtige componenten de brandstof, waardoor een ontvlambaar mengsel ontstaat in de zogenaamde primaire verbrandingszone. Dat zijn de zichtbare vlammen. Onvolledige verbranding ontstaat voornamelijk als gevolg van een te snelle migratie van vaste of gasvormige brandbare componenten doorheen de primaire verbrandingszone, met onvolledige oxidatie tot gevolg. In een latere fase van de verbranding, wanneer de meest vluchtige bestanddelen verbrand zijn, zal via zuurstofdiffusie in de overblijvende houtskool oxidatie van de niet-vluchtige bestanddelen optreden.

Rookgaskwaliteit bij de houtverbranding

In ouderwetse houtkachels werden CO-emissiewaarden genoteerd van 4 tot 17,6 %. Vandaag bepalen de meeste wettelijke normen in Europese landen een maximum van 0,4-0,5 % CO. De beste houtkachels, met name de accumulerende houtkachels of die welke katalysatoren of bimetaalveren inzetten (zie verder), halen minder dan 0,1 % CO.

Bij de onvolledige verbranding van hout komen heel wat onverbrande koolwaterstoffen zoals benzeen, tolueen en xyleen vrij, vooral in de beginfase van de verbranding. Maar ook polyaromatische koolwaterstoffen (PAK’s), treden op in de eindfase van de verbranding. Voorbeelden zijn benzo(a)pyreen, dibenzothiofeen, antraceen, … In een klassieke houtkachel werden emissiewaarden voor koolwaterstoffen met korte ketens opgetekend van 48 tot 816 mg/kg brandhout. De PAK-waarden kunnen in het slechtste geval oplopen tot zo’n 200 mg/kg. Vandaag stellen de wettelijke normen in Europa een maximum van 40 tot 80 mg/MJ voorop. Hoewel de normen nogal uiteenlopende interpretaties en testmethoden hanteren, komt dit neer op een zeer sterke daling van de uitstoot aan teer en koolwaterstoffen

PAK zijn organische verbindingen die bestaan uit gekoppelde aromatische ringen. Verschillende PAK zorgen in het menselijk lichaam voor DNA-schade en zijn daardoor erg kankerverwekkend.

PAK komen onder meer voor in ruwe olie, kolen en teer en ontstaan bij de verbranding van fossiele brandstoffen of biomassa. Houtverbranding is waarschijnlijk de belangrijkste bron van PAK in Vlaanderen. We stellen ons ook bloot aan PAK via sigarettenrook, het aanbranden van vlees (bijvoorbeeld op de barbecue) en gerookte etenswaren. Verkeer, en vooral dieselvoertuigen, zijn ook een belangrijke bron voor bepaalde soorten PAK.

De bekendste en meest kankerverwekkende PAK is benzo(a)pyreen, afgekort als BaP. De metingen en regelgeving leggen daarom ook vooral de nadruk op deze stof

Paks zijn een groep van honderden organische stoffen opgebouwd uit twee of meer benzeenringen, welke vooral in de belangstelling staan vanwege de daaraan toegedichte carcinogene eigenschappen. Paks ontstaan bij onvolledige verbranding of verkoling van diverse koolstof bevattende materialen. Daartoe behoren onder andere fossiele brandstoffen, voedingsmiddelen en hout. Paks worden bijvoorbeeld gevormd bij het aanbranden van eten (barbecueën), het verstoken van brandstof en het zit ook in sigarettenrook.

Het is niet doenlijk om voor elke individuele pak een norm vast te stellen voor de concentratie die schadelijk is voor milieu of gezondheid. Daar paks meestal gezamenlijk voorkomen (ze komen vrij bij dezelfde processen) en de onderlinge concentratieverhoudingen in het milieu relatief constant zijn (aangeduid als een pak-profiel), worden slechts enkele individuele paks genormeerd.

Hier wordt uitgegaan van een lijst van tien individuele paks, die is opgesteld ten behoeve van het Basisdocument PAK:

Share This