6 -
-
-
-
LITERATUUR Ch.F. Hendriks. Sustainable Construction. Æneas Technical Publishers, 2001. ISBN 9075365-43-8. Ch.F. Hendriks. Durable and Sustainable Construction Materials. Æneas Technical Publishers, 2000. ISBN 90-75365-30-6. Ch.F. Hendriks. The Building Cycle. Æneas Technical Publishers, 2000. ISBN 90-7536531-4. Ch.F. Hendriks. A New vision on the Building Cycle. Æneas Technical Publishers, 2004. ISBN 90-75365-64-0. Ch.F. Hendriks, C. Duijvestein (ed.), The ecological city – impressions. Æneas Technical Publishers, 2002. ISBN 90-75365-31-5. Ch.F. Hendriks, H.S. Pietersen. Sustainable Raw Materials. Construction and Demolition Waste. Rilem Report 22. RILEM Publication S.A.R.L. 2000. ISBN 2-91214317-9. J.G. Vogtländer, Ch.F. Hendriks, The Eco-costs / Value Ratio. Materials and Ecological Engineering. Æneas, ISBN 90-75365-50-0; 2002. Verver & Fraaij. Materiaalkunde voor Bouwkunde & Civiele Techniek. Stenfert Kroese, 2004. ISBN 90-207-3281-1. Jaarboek AFVAL 2008. Uitgeverij Noordhoek, 2008. ISSN 1385-7444. Dit jaarboek
bevat een uitstekend overzicht van de huidige Wet- en Regelgeving op het milieugebied.
Thomas E. Graedel, Streamlined Life-Cycle Assessment. Prentice Hall, 1998. ISBN 013-607425-1. D. de Waal. Milieukunde, Stam Techniek, 1999. ISBN 90 401 0722 X. Duurzame Bouwproducten. Het instrument bij het selecteren, bestellen, beschrijven en verwerken van duurzame bouwproducten en bouwmaterialen. WEKA Uitgeverij BV, 1998 – 2000. Marktwerking Bouwgrondstoffen. Meurs Juristen B.V., 2003. Basiswerk Duurzaam & Gezond Bouwen. Nibe. Duurzame Bouwmaterialen. 2002. Viba Duurzaam Bouwen, schriftelijke cursus Euroforum, uitgeverij Eindhoven (1999). Poly-Milieuzakboekje, Koninklijke PBNA, Arnhem (1996). Karel Mulder, edt. Sustainable Development for Engineers. A Handbook and Resource Guide. Greenleaf Publishing 2006. ISBN-10: 1-874719-19-5. 2006. 75 jaar georganiseerde recycling in Nederland. Co-productie van Federatie Herwinning Grondstoffen en Magazine Recycling Benelux, 1995. ISBN 90-800360-8-0. Bras-Klapwijk, Heijungs, van Mourik, Levenscyclusanalyse voor onderzoekers, ontwerpers en beleidsmakers. DUP Blue Print, ISBN 90-407-2385-0. 2003. Remmerswaal e.a.; Mlieugerichte productontwikkeling; 2000. Academic Service. ISBN 90-395-0583-7. Wolters (edt.); Ketenbeheer in de bouw. Studiecentrum voor Technologie en Beleid, 1993. Samson. ISBN 90-14-04847 5. Helge Brattebø edt. Textbook in Industrial Ecology. February 2005. TU-Delft, Faculty of applied Sciences.
195
-
Energiestromen in Nederland: analyse, duurzaamheidproblematiek en verbeteringsmogelijkheden, L. Itard, intern rapport DIOC, December 1998. Environmental Policy Performance Indicators, A. Adriaanse, ISBN 90 12 080991, 1993. Energie Verslag Nederland 1996, Energieonderzoek Centrum Nederland, Beleidsstudies, 1996. Emissies in Nederland. Bedrijfsgroepen en regio’s. 1995 en ramingen 1996, R. Auweraert, Publicatiereeks Emissieregistratie, Nr. 39, september 1995. De Nederlandse energiehuishouding. Jaarcijfers 1995, Centraal Bureau voor de Statistiek, 1996. Energie Verslag Nederland 1997, Energieonderzoek Centrum Nederland, Beleidsstudies, 1997. S. Bestebroer, From source to service, KEMA, 1997. Derde Energienota, G. Wijers, Ministerie van Economische Zaken, 1996. Nationale Energie Verkenning 1995 - 2020, P. Boonekamp, ECN-Beleidsstudies, Juni 1992. Wet Compression-Resortion Heat Pump Cycles: Thermodynamic Analysis en Design, L. Itard, ISBN 90-370-0165-3. Achtergrondnota Toekomst voor Water van het ministerie van V&W, directoraat generaal Rijkswaterstaat in het kader van de Watersysteemverkenningen, 1996. De Nota Toekomst voor Water in het kort, diagnose en prognose, ministerie van V&W, Rijkswaterstaat, in het kader van de Watersysteemverkenningen, 1996. Waterkader, de Vierde Nota voor de Waterhuishouding, ministerie van V&W, Rijkswaterstaat, 1997. VEWIN Waterleidingstatistiek 1996. Drinkwater in Nederland, ministerie van VROM, 1994. RIVM Achtergronden bij Nationale Milieuverkenningen 1997-2020 (4). Diffuse bronnen ‘feiten en getallen’ van de Stichting Reinwater, Willemsen, A. en Rooy, M. de, 1996. CBS-statistieken over waterkwaliteitsbeheer deel a lozing van afvalwater (1993) en deel b zuivering van afvalwater (1995). RIZA-documentatie. Van huis uit, rapport van het ministerie van V&W, Rijkswaterstaat, RIZA, Warmer, H., in het kader van de Watersysteemverkenningen, 1994. ‘Omgaan met een wereldwatercrisis, lezing van prof.dr. Henk Saeijs’, H20- no. 22, 30 oktober 1998, pag. 6-8. Integraal waterbeheer, dictaat LUW/TUD/Erasmus; Jong, prof.dr. J. de; Leentvaar, prof.dr.ir. J.; Saeijs, prof.dr. H.L.F., februari 1997. ‘Meer dan een miljard mensen drinkt onveilig water’, B. Vereecken, Internationale Samenwerking, pag. 2-13, maart 1994. Meegroeien met de zee, Wereld Natuur Fonds. Grondwater in Nederland, onzichtbaar water waarop wij lopen, Dufour, F.C., TNO Toegepaste Geowetenschappen 1998. Handboek voor milieubeheer, Waterbeheer deel 1,2 en 3 van Samson H.D. Tjeenk Willink.
196
-
-
Integraal waterbeheer, wassend water, dalend land, uit de brochureserie van het ministerie van V&W, Rijkswaterstaat, 1997. Het riool in cijfers 1998/99, Stichting Rioned. DTO Sleutel Water, modellen van een duurzame waterketen, interdepartementaal programma DTO, 1997. Inzameling en transport van afvalwater, handleiding college n3 1, dictaat TUD, faculteit der Civiele Techniek, Wiggers, prof.ir. J.B.M., 1996. Duurzaam Bouwen boven het Noordzeekanaal, bureau BOOM, Alkmaar, 1996. Stilstaan bij stromen, waterhuishoudingsplan provincie Noord-Holland 1998-2002. Duinen voor de wind, een toekomstvisie op het gebruik en het beheer van de Nederlandse dumen, Stichting Duinbehoud, juni 1992. Stichting RJONED, het riool in cijfers, 1996. Ecologisch Bouwen, collegedictaat faeulteit Bouwkunde, TU Delft, prof.ir. C.A.J. Duijvestein, 1997. Landbouwuniversiteit Wageningen, WIMEK, Stichting DESAH. Ecological conditions, strategies and structures in environmental planning, S. Tjallingii, IBN Scientific Contributions 2, DLO Institute for Forestry and Nature Research (IBNDLO), Wageningen, 1996. Jozef Schildermans, Zure neerslag. In: Intermediair, 22e jaargang 42, 17 oktober 1986, blz. 57- 61. A. Verschoor et al, edt.; Kritische emissiewaarden voor bouwstoffen. RIVM rapport 711701043/2006 Zakboek Handhaving Milieu Wetgeving. 2006-2007. N. Roorda, Basisboek Duurzame Ontwikkeling. WOlters-Noordhoff, 2007. ISBN 978 90 01 26709 4. N. Roorda, Werken aan Duurzame Ontwikkeling. WOlters-Noordhoff, 2007. ISBN 978 90 01 40030 9.
197
198
BIJLAGEN
199
200
B1) LIJST VAN LETTERS EN SYMBOLEN Hieronder is een lijst gegeven van letters en symbolen voor eigenschappen en dimensies welke vaak worden gehanteerd. Zoals u zult zien is het ondoenlijk om ieder item een aparte code of letter te geven. Vaak worden voor verschillende begrippen dezelfde letters gebruikt. De context van het verhaal moet aangeven om welk item het gaat. Zie als voorbeeld de vijf verschillende items die door de letter c worden weergegeven. Een zesde item opgehangen aan de letter c is nog de lichtsnelheid. Symbool a A A B b c c c c c D Dw,lucht el E Ek(t) Er(t) E(w) E F f g g G Gk(t) h kintrins. khydr. k k, kr K l m m N p P q Q r R S SM
Omschrijving temperatuurvereffeningscoëfficiënt arbeid (als index) materiaalsoortaanduiding idem breedte concentratie soortelijke warmte voortplantingssnelheid (golven) dempingconstante (als index) composietmateriaal diffusiecoëfficiënt diffusiecoëfficiënt van waterdamp in lucht (als index) elastisch elasticiteitsmodulus kruipmodulus relaxatiemodulus dynamische modulus potentiaal kracht (als index) vezel (fiber) versnelling van de zwaartekracht massastroomdichtheid glijdings(afschuivings)modulus kruipmodulus bij afschuiving hoogte (balk, capillaire opzuiging) intrinsieke permeabiliteit hydraulische permeabiliteit veerconstante (als index) kruip compressiemodulus lengte (balk) massa (als index) matrix aantal wisselingen drukporositeit (als index) parallelconfiguratie warmtestroomdichtheid hoeveelheid warmte straal (druppel, bel, capillair) sterkteverdelingsfunctie Specifiek oppervlak specifiek oppervlak per eenheid van massa
201
Dimensie m2s-1 J (= Nm) m kgm-3 J kg-1 K-1 ms-1 Nm-1s m2s-1 m2s-1 Pa (= Nm-2) Pa Pa Pa V N ms-2 kg m-2s-1 Pa Pa m m2 ms-1 Nm-1 Nm-2 m kg
Wm-2 J m m2kg-1
SV S S SE SG S t T U v V V V x,y,z x,y,z α α β γ γ γ γAB γF γ ε ε(t) ε θ η ή λ μ v ρ ρsm ρvm σ σ(t) σtrσdr σbtr τ φ
specifiek oppervlak per eenheid van volume (als index) serieconfiguratie Stijfheidsmodulus (asfalt) Stijfheidsmodulus bij trek en druk Stijfheidsmodulus bij afschuiving belastings-verdelingsfunctie tijd temperatuur energie snelheid (tevens: vloei) volume (met index) volumefractie potentiaalverschil richtingen afstanden, verplaatsingen lineaire uitzettingscoëfficiënt verzwakkingsfactor (van golven) temperatuurcoëfficiënt van de spanning volumieke uitzettingscoëfficiënt oppervlaktespanning, oppervlakte-energie oppervlakte-energie van het grensvlak oppervlakte-arbeid afschuifhoek bij afschuiving rek of stuik tijdsafhankelijke (kruip)vervormingsfunctie holtefactor randhoek (bij bevochtiging) viscositeit (bij afschuiving) viscositeit (bij rek of stuik) warmtegeleidingscoëfficiënt micron (10-6), tevens: diffusieweerstandsgetal dwarscontratiecoëfficiënt dichtheid specifieke massa volumieke massa trek- of drukspanning tijdsafhankelijke spanningsfunctie (bij relaxatie) treksterktedruksterkte buigtreksterkte schuifspanning volumestroomdichtheid
202
m-1 (=m2/m3) Pa Pa Pa s K J ms-1 m3 V m K-1 m-1 Nm-2K-1 K-1 Nm-1 Jm-2 Jm-2 Jm-2 Pa s Pa s Wm-1K-1 kg m-3 kg m-3 kg m-3 Pa Pa PaPa Pa Pa ms-1
B2) Wet- en Regelgeving Aanvullende tekst hierover wordt tijdens de cursus op Blackboard geplaatst. Ons vrije handelen en de ruimte die we daarvoor hebben, wordt afgegrensd door Wet- en Regelgeving die wij als maatschappij zelf samenstellen. Bij de verdere uitbouw van de Europese Gemeenschap wordt Wet- en Regelgeving steeds meer een Europese zaak. In Nederland wordt de controle op het naleven van de Wet- en Regelgeving op gemeentelijk, provinciaal en landelijk niveau geregeld. Men noemt dat “handhaving”. Veel ingenieurs zijn werkzaam op de drie vermelde niveaus met handhaving. Dat dit niet altijd goed gaat, blijkt uit de volgende krantenartikelen.
◊◊◊ Asbest: Problemen met volksgezondheid en met handhaving van Wet- en Regelgeving. Artikel uit: “Handhaving Nr. 4, augustus 2006. Periodiek uitgegeven door VROM, blz. 6 en 7.
De Otapan vlak voor vertrek naar Turkije. Foto: Format Asbestschip Otapan wordt ontmanteld in Turkije Het asbestschip Otapan, dat al jaren in de Amsterdamse haven aan de ketting ligt, zal in Turkije worden gesloopt. Eigenaren van het schip - het bedrijf Basilisk en de Dienst Domeinen - hebben hierover overeenstemming bereikt met de Nederlandse Staat. De sloop begint deze maand bij de werf van Simsekler in de buurt van Izmir. De Otapan lag sinds al 1999 voor anker in de haven van Amsterdam. De toenmalige eigenaar wilde het isolatiemateriaal, dat asbest bevatte, door eigen personeel laten vervangen. Bij de werkzaamheden werden echter diverse regels overtreden, waarop toenmalige Minister Pronk van VROM gelastte het werk stil te leggen. Wat volgde was een jarenlang juridisch steekspel tussen de eigenaar en de Nederlandse overheid.
203
Certificaten Het werd nog lastiger toen de oorspronkelijke eigenaar van het schip failliet ging. Na een rechterlijke uitspraak in 2005 werd de Dienst Domeinen mede-eigenaar, naast de firma Basilisk die het schip overnam ut de failliete boedel. Omdat sloop in Nederland zeer kostbaar is, hebben de betrokken partijen uiteindelijk gekozen voor een werf in de buurt van het Turkse Izmir. De uitvoering van de sloopoperatie is in handen van Basilisk, inclusief de toestemmingen in het kader van export van afvalstoffen (EVOA) en de verplichte scheepvaartkundige certificaten. Als het Basilisk lukt het schip conform de regels te verslepen en te slopen, dan is de opbrengst voor deze eigenaar. Sandrien De sloop van de andere asbestboot Sandrien wordt de komende maanden afgemaakt. Eerder ging de werf die deze klus klaarde failliet en moest het werk opnieuw worden aanbesteed. De firma Van Eijk uit Leiden sloopt de Sandrien nu in de Amsterdamse haven.
◊◊◊ Tot zover het artikel van VROM. Vervolgens komt de weerbarstige praktijk: De pers gaat er zich mee bemoeien. ◊◊◊ Artikel in Volkskrant NUMMER 25005 Turkije wil asbestschip niet slopen Van onze verslaggever Sanne ten Hoove DEN HAAG Het asbestschip Otapan moet waarschijnlijk terugkeren naar Nederland. De regering van Turkije geeft staatssecretaris Van Geel van Milieu geen toestemming het schip aan de Turkse kust te laten slopen. Volgens de Turkse milieuminister Osman Pepe deugt de sloopvergunning niet. Daarin staat dat het Mexicaanse schip duizend kilo asbest bevat, terwijl in werkelijkheid 54 duizend kilo van de kankerverwekkende stof aan boord is. Van Geel heeft zijn Turkse ambtgenoot maandag tijdens een bliksembezoek niet op andere gedachten kunnen brengen. ‘We worden hier niet geregeerd door de scheepswerven en ook niet door Nederland’, zei Osman Pepe op de Turkse televisie. Volgens hem is het cruciaal dat landen elkaar onderling kunnen vertrouwen. Hij beriep zich op de conventie van Basel, die de internationale verwerking en export van giftig afval regelt. De gedwongen terugkeer van de Otapan is een domper voor Van Geel. De minister heeft nog aangeboden het schip op de werf Simsekler (vlakbij Izmir) op milieuverantwoorde wijze te laten slopen, maar de Turken hebben dat aanbod genegeerd. Vorige week bleek de sloopvergunning plotseling niet in orde. Volgens Greenpeace en PvdA-kamerlid Samsom heeft Van Geel de werkelijke hoeveelheid asbest in de Otapan bewust verzwegen. Nu moet het schip waarschijnlijk in Nederland worden ontmanteld, met alle kosten van dien. ‘Ik zie geen andere mogelijkheid’, zegt PvdA-kamerlid Samsom. ‘Doorsturen naar India is wat mij betreft geen optie. Dan wordt het helemaal
204
onverantwoord gesloopt.’ De PvdA’er heeft ook kritiek op sloopmethoden in Izmir. ‘Ze slepen dat schip het strand op en beginnen dan met de snijbrander.’ Turkije stuurde drie jaar geleden een Frans afvalschip terug dat over valse papieren beschikte. ◊◊◊ En wat schrijft de Sp!ts 28 augustus 2006? ◊◊◊ ’Bewindsman sjoemelde met asbest Otapan’ AMSTERDAM — Staatssecretaris Pieter van Geel (Milieu) heeft bewust een foute exportvergunning verleend voor het sloopschip de Otapan. Volgens Greenpeace wist het ministerie van VROM al in 2002 hoeveel asbest en andere giftige stoffen er in het schip zaten. De Otapan heeft 54 ton asbestmateriaal aan boord. In de vergunning wordt gesproken van 1000 kilo. Volgens Tweede-Kamerlid Diederik Samsom (PvdA) heeft Van Geel daarmee een blunder begaan en ,,een politieke doodzonde”, omdat hij in antwoord op Kamervragen vorige week daarover ,,een verhaaltje verzonnen heeft”. Hij wil opheldering van de CDA-bewindsman, die vorige week erkende dat hij een vergissing heeft begaan. De Otapan is dik een week geleden vertrokken uit Amsterdam, waar het schip sinds 1999 aan de ketting lag vanwege de asbestvondst. Het zou in Turkije worden gesloopt, in Nederland is dat te duur. Het schip krijgt echter geen toegang tot de Turkse wateren. Van Geel brengt vandaag een bliksembezoek aan de Turkse milieuminister Osman Pepe om een oplossing te vinden. Volgens Greenpeace en Samson heeft de VROM-Inspectie in 2002 al van het bureau Search een rapport ontvangen waarin stond dat er zo veel asbest aan boord van de Otapan was. Een woordvoerder van Van Geel kan die informatie bevestigen noch ontkennen. De hoeveelheid asbest is echter nooit het doorslaggevende argument geweest voor het verlenen van de vergunning, maar de kwaliteit van de Turkse werf, voegde hij eraan toe. Greenpeace wil dat het schip terugkomt naar Nederland om hier op een ,,schone, mensen milieuvriendelijke manier gesloopt te worden”. De feiten zijn volgens een woordvoerster duidelijk. ,,Die vergunning had nooit verleend mogen worden. VROM heeft toentertijd zelf besloten onderzoek naar het schip te laten doen. De resultaten daarvan zijn ze echt niet vergeten.” Een Turkse vakbond van werfmedewerkers en twee bewoners van de stad Aliaga, de stad in Turkije waar de Otapan gesloopt zou gaan worden, beginnen met het Global Platform on Shipbreaking en Greenpeace Nederland een rechtszaak tegen VROM bij de Raad van State. Volgens een RvS-woordvoerster is het mogelijk dat buitenlandse partijen naar de raad stappen voor een beroepschrift. (ANP) ◊◊◊ Uit: Spits Dinsdag 22 juli 2008 Een vijfde hout illegaal gekapt. Wereld Natuur Fonds wil wetgeving om fout hout tegen te houden BRUSSEL — Bijna een vijfde van al het hout dat de Europese Unie in 2006 binnenkwam, is illegaal gekapt. Rusland, Indonesië en China zijn de belangrijkste herkomstlanden, aldus een rapport van het Wereld Natuur Fonds (WNF) vandaag.
205
De natuurorganisatie wil krachtiger EU-maatregelen om het foute hout tegen te houden. De huidige vrijwillige licentiesystemen werken niet, stelt WNF. Belgen vieren hun feestdag koeltjes De EU-import van illegaal gekapt hout bedroeg in 2006 tussen de 26,5 en 31 miljoen kubieke meter, zegt het WNF. De hoeveelheid komt overeen met de totale houtoogst in Polen in dat jaar. ,,Illegale houtkap verwoest de beschermende werking van bossen en vergroot het risico op natuurrampen zoals aardverschuivingen”, zegt bos- deskundige Anke Schulmeister van het WNF-bureau in Brussel. ,,Ontbossing is ook een van de grootste oorzaken van klimaatverandering.” Volgens haar gaat de grootste stroom fout hout van Rusland naar Finland. Fabrieken verwerken het in pulp en papier voor andere EU-landen. Een minder grote stroom gaat van Indonesië naar de EU. China heeft zijn export van hout en papier naar de EU verdrievoudigd tussen 2003 en 2oo6, waarvan een derde van illegale houtkap. Het WNF vraagt de EU om wetgeving die alleen nog legaal gekapt hout toelaat tot EUlanden. Handelaren moeten de herkomst bewijzen. Bij overtreding moeten strenge straffen volgen. (ANP) ◊◊◊
Normen en Aanbevelingen
Bij het bouwen en de toepassing van bouwmaterialen krijg je te maken met Normen en Aanbevelingen. Waren vroeger bouwnormen van land tot land verschillend, tegenwoordig moeten alle EGlanden voldoen aan de Europese normen. Je herkent ze aan de code: NEN-EN xxxx waarbij de x uiteraard voor een uniek nummer staat. De EN slaat op Europese norm en de eerste N in NEN slaat op “Nederland”. Als constructeur zal je uiteraard in het bijzonder te maken krijgen met normen omdat alle constructies en gebouwen via normen dienen te worden doorgerekend. Tevens zullen vele bouwmaterialen in bepaalde toepassingen eveneens aan normen moeten voldoen. Veel materialen en producten op de Europese markt dienen inmiddels een “CE-Markering” verkregen te hebben. Hiermee worden handelsbarrières in de unie geslecht en wordt de kwaliteit gewaarborgd. Voldoet een producent met zijn product niet aan de minimumeis die in zijn CE-Markering staat, dan kan hij hoofdelijk aansprakelijk worden gesteld (via het strafrecht). In het derde studiejaar wordt het college “De Bouwcyclus” verzorgd, alwaar verder wordt ingegaan op Wet- en Regelgeving. Een voorbeeld is het Bouwstoffenbesluit (je mag de oppervlaktewateren niet verontreinigen via de toepassing van bouwmaterialen) en het Bouwbesluit (een gebouw moet aan minimumeisen voldoen ten aanzien van een groot aantal aspecten, waar het aspect warmteverlies er één van is). De Europese Gemeenschap wil dat aan ieder huis een “certificaat” wordt gehangen waaruit duidelijk wordt hoe het met de milieuprestatie van dat huis is gesteld. Voor nieuwbouwwoningen verwacht men geen ernstige problemen omdat die toch al aan het Bouwbesluit moeten voldoen. De EG wil het echter ook verplicht stellen bij de bestaande woningvoorraad en men vreest dat dit de huidige eigenaren op grote kosten zal jagen omdat a) het gebouw door deskundigen moet worden “doorgelicht” en b) de woning bij verkoop moet voldoen aan de nieuwste normen (qua isolatie e.d.).
206
B3) Zure neerslag
Het hiervolgende is een artikel van Jozef Schildermans (free-lance journalist) gepubliceerd in Intermediair, vol 22, 17 oktober 1986. Toen de voorhistorische mens het vuur bedwong, creëerde hij de eerste luchtverontreiniging. De rokerige lucht in grotten, tenten en hutten moet zeker long- en hartziekten veroorzaakt hebben. Of in die gevaarlijke tijden veel mensen oud genoeg werden om door zulke beschavingsziekten geveld te worden, is twijfelachtig. In de vroege middeleeuwen schakelde de mens over van hout op steenkool. Nu werd luchtvervuiling pas echt een probleem. De eerste milieuwetgeving dateert uit de dertiende eeuw. De Engelse koning Edward I (1239-1307) verbood het gebruik van zogenaamde zeekolen, die van de oostkust van Engeland over zee naar Londen werden gebracht. Het Engelse parlement vaardigde in 1306 een gelijksoortige proclamatie uit en in 1307 werd een overtreder van die wet zelfs geëxecuteerd. Industrialisatie Ook de Engelse koningen Richard II (1367-1400) en Hendrik V (1387-1422) bestreden het gebruik van steenkool, zij het met weinig succes. De vroege industrialisatie van Engeland maakte het probleem alleen maar groter. In 1661 bood de Engelse edelman en dagboekanier John Evelyn (1620-1674) aan koning Karel II een verhandeling aan, getiteld
‘Fumifugium or; the Inconvenience of the Aer and Smoake of London Dissipated; together with some Remedies Humbly proposed’. Evelyn schreef dat de kolenrook die Londen
vervuilde de levensverwachting van de mensen verkortte en de leefomgeving bedierf:
‘Dit is de pernicieuse smook die eene korst van roet legt daer dat sy daelt, en de bederft alt goet, ende maeckt swart dat silver, vergutsel ende huysraet, vretent dat yser self hij en de hartste steenen met deese doordringlycke en suure geest welcke aen sulfer behoort; ende bederft dit meer in 1 jaer als die suyvere lucht des lants in hondert jaer.’
De enige oplossing, zo liet hij de koning weten, was Londen te omgeven met een groene gordel en alle steenkoolverbrandende industrie buiten de stad te vestigen. Een jaar later deed John Graunt (1620-1674), de grondlegger van de demografische wetenschap, ook een duit in het zakje. Graunt, een welgestelde handelaar, had de overlijdenstabellen in de Londense parochieregists sedert 1532 bestudeerd. In het werk dat hij over zijn studie publiceerde, “Natural and Political Observations Mentioned in a Following Index, and Made upon the Bills of Mortality”, wees hij luchtvervuiling aan als een belangrijke niet-natuurlijke doodsoorzaak. De waarschuwingen van Evelyn en Graunt hadden weinig resultant. Er bestaan aanwijzingen dat de Engelse overheid in de tweede helft van de zeventiende eeuw wel naar oplossingen zocht voor de rookhinder in en om de steden. Als er al maatregelen werden getroffen, hadden die geen enkel succes. Integendeel zelfs, want nog in 1727 schreef de Engelse botanist Stephen Hales (1677-1761) in zijn boek Vegetable Statics dat dauw en regen “contain salt, sulphur etc. For the air is full of acid and sulphureous particles”. Voor het eerst ontstond de notie dat regen “zuur” kan zijn.
207
Ook buiten Engeland greep de vervuiling om zich heen. De Zweedse botanicus Carolus Linnaeus (1707-1778) wilde alle bestaande planten catalogiseren en beschrijven. Hij reisde het hele land af op zoek naar onbekende specimina. In 1734 trek hij door het oosten van Zweden. Op een mistige lentedag kwam hij aan in Falun, de belangrijkste stad van de provincie Dalarna. Zijn botaniseertrommel was reeds gevuld met vele voorjaarsbloeiers, maar in Falun kon hij geen planten aan zijn verzameling toevoegen. De woeste gronden buiten de muren van de stad lagen er kaal en verlaten bij. Geïntrigeerd door dit merkwaardige fenomeen trok Linnaeus op onderzoek uit. Het bleek dat Falun ontstaan was rond een oude kopermijn, die al in 1347 commercieel uitgebaat werd door de Stora Kopparberg-mijn, waarschijnlijk ’s-werelds oudste industriële corporatie. Toen Linnaeus Falun bezocht, verkeerde de stad juist in haar grootste bloeiperiode, die in 1761 abrupt tot een einde zou komen door een allesvernietigende brand. Luinaeus noteerde in zijn dagboek dat de grond in Falun vergiftigd was door de doordringende zwavelrook van de smeltoven die de erts van de kopermijn bewerkte. Samen met Stephen Hales behoorde Linnaeus tot de eerste wetenschappers die een verband legden tussen plantensterfte, zwavelrook en verzuring. Cocktail De “natuurlijke” lucht is door de tijden heen steeds meer verontreinigd geraakt met verzurende bestanddelen, zowel van natuurlijke als van menselijke oorsprong. De natuur draagt bij tot de luchtverontreiniging met vulkaanuitbarstingen en bosbranden. Maar de grootste vervuiler is de mens, met zijn mestoverschotten, fabrieken, voertuigen, verwarmingsinstallaties en elektriciteitscentrales. Ongezien hebben zich veranderingen in het milieu voltrokken. In groene streken, ver van de industrie, stierven de meren en verziekten de bossen. Het heeft lang geduurd voor wetenschappers een beschuldigende vinger uitstaken naar de zure regen, die eigenlijk het gevolg is van de luchtverontreiniging. Regen, sneeuw en hagel spelen in het verzuringproces een belangrijke rol: het zijn de wasmiddelen van de lucht. Bovendien zijn het doeltreffende transportmiddelen, waarmee opgeloste gassen en stofdeeltjes de bodem bereiken. Men spreekt dan van natte depositie
208
(regen). De lucht kan de bodem ook op andere manieren belasten. Gassen kunnen zich in droge vorm (samen met stofdeeltjes) afzetten op bomen, struiken, monumenten, bodem en water: droge neerslag of droge depositie. De droge depositie is verantwoordelijk voor twee derde van de totale zure neerslag; de natte depositie voor ongeveer een derde. Daarom geven wetenschappers de voorkeur aan de term zure neerslag boven zure regen, de term die bij het grote publiek het meest ingang heeft gevonden. De verschillende stoffen die een rol spelen bij zure neerslag vormen een soort verontreinigingscocktail. Zwaveldioxide, stikstofoxiden en ammoniak hebben zowel afzonderlijk als gezamenlijk invloed op de zuurtegraad van de natte en droge depositie. Dikwijls reageren ze met elkaar in moeilijk te ontleden processen. Daarenboven kunnen de verontreinigingsstoffen en hun reactieproducten soms honderden en zelfs duizenden kilometers door de atmosfeer reizen voor ze neerslaan. Dat maakt zure neerslag tot een internationaal probleem, waarvoor geen simpele oplossingen bestaan. Pionier Vele kenmerken van het fenomeen zure regen werden ontdekt in het midden van de negentiende eeuw door de Engelse scheikundige Robert Angus Smith. Smith publiceerde in 1852 een gedetailleerd rapport over de scheikundige samenstelling van de regen in en rond de industriestad Manchester. Hij schreef: “We may (…...) find three kinds of air. That with carbonate of ammonia in the
fields at a distance (from town), that with sulphate of ammonia in the suburbs, and that with sulphuric acid, or acid sulphate, in town”.
Smith weet het verkleuren van textiel en het wegroesten van metalen aan het zwavelzuur in de stadslucht. Het onderwerp luchtvervuiling liet hem niet los. In 1872 publiceerde hij zijn hoofdwerk, Air and Rain. the Beginnings of a Chemical Climatology, waarin hij als eerste de term “acid rain” (zure regen) opvoerde. Op basis van gedetailleerde studies in Engeland, Schotland en Duitsland bewees Smith dat de verspreiding van giftige stoffen in de atmosfeer samenhing met factoren als steenkoolverbranding, rottingsprocessen, windrichting, nabijheid van de zee en de hoeveelheid en frequentie van sneeuw en regen. Smith schreef een pleidooi voor de oprichting van een meetsysteem voor neerslag, zodat het vervuilingsfenomeen beter bestudeerd kon worden. Hij hield zijn lezers voor dat zure regen schade veroorzaakte aan planten en materialen en waarschuwde voor de verspreiding via de atmosfeer van zware metalen in industriële gebieden. Zoals dikwijls gebeurt met pioniers bleef het werk van Smith lange tijd in een lade liggen. Meer dan honderd jaar later haalde de Amenkaan Eville Gorham, hoogleraar in de ecologie aan de Universiteit van Minnesota, het boven water. Hij schreef er in 1981 een rapport over voor de Amerikaanse Nationional Academy of Sciences. Smog Engeland was in de negentiende eeuw het meest geïndustrialiseerde en het meest vervuilde land ter wereld. Zelfs de insecten pasten zich aan de situatie aan. In 1848 werd bij Manchester het eerste zwarte exemplaar gevangen van Biston betularia, een peperkleurige motsoort. In 1895 bleek 98 procent van de motten in de omgeving van Manchester zwart te zijn. Insectenkundigen verklaarden die gedaantewisseling op grond van de rook van de industrie, die de bomen in de omgeving van Manchester zwartblakerde en de witte korstmossen deed afsterven. De zwarte soort van Biston betularia bleef zo onzichtbaar voor haar natuurlijke vijanden en dus bijvoorbeeld ten opzichte van haar witte familieleden. De Engelsen vonden het woord smog - een samentrekking van “smoke” en “fog” - uit om de ondoordringbare zwavelrook aan te duiden die hun steden regelmatig aan het zonlicht onttrok. De verhalen van Dickens en Sir Arthur Conan-Doyle speelden dikwijls in een door
209
smog bezwangerd Londen en kregen daardoor een extra cachet, maar de Britten ondervonden in het dagelijkse leven heel wat hinder van deze ondoordringbare en onwelriekende mist. H. A. Des Voeux, die de term smog waarschijnlijk uitvond, sprak in 1911 in een felle speech op de Manchester Conference of the Smoke Abatement League of Great Britain over de meer dan duizend “smoke-fog”-doden die in de herfst van 1909 in Glasgow en Edinburgh vielen. Amerikaanse industriële centra, zoals Pittsburgh in Pennsylvania, kenden eveneens in het begin van deze eeuw zulk een graad van luchtverontreiniging dat automobilisten gedwongen werden overdag hun lichten te ontsteken. De Amerikanen merkten al in de negentiende eeuw wat luchtvervuiling allemaal kon aanrichten. Hun Falun lag in Tennessee, waar het land rond Copper Hill dood was dank zij de giftige zwaveluitwasemingen van de plaatselijke kopermijnen en smelterij. Rampen met dodelijke afloop konden niet uitblijven. Tussen 1 en 5 december 1930 stierven in het Belgische Luik zestig mensen, hoofdzakelijk bejaarden die hart- en longklachten hadden. Vele honderden mensen werden ziek. Aanvankelijk weten de kranten de ramp aan het vrijkomen van gifgas uit granaten die in de Eerste Wereldoorlog door de Duitsers rond Luik begraven waren. Maar wetenschappers kwamen tot andere conclusies. Gedurende de rampweek van 1930 verhinderde een hardnekkige inversie boven de Maasvallei iedere ventilatie van de onderliggende, door het Luikse industriebekken vervuilde lucht. In zo’n inversie zit een koude luchtlaag als het ware gevangen onder een dikke warme deken, een laag met een hogere temperatuur. Daar kan de vervuiling zich opstapelen. In 1948 deden zich soortgelijke rampen voor in het Amerikaanse Donora (Pennsylvania) en in Londen, met dodencijfers van respectievelijk twintig en achthonderd. De Londense smog vergde tot in de jaren zestig honderden slachtoffers. De grootste ramp speelde zich af in 1952: in Londen stierven toen tussen 5 en 9 december vierduizend mensen aan de smog. Weer waren de slachtoffers hoofdzakelijk oudere mensen met harten longaandoeningen. Automotoren De Londense smog bestond voornamelijk uit roet- en zwaveldeeltjes. Uitgestoten door industrie en verwarmingsinstallaties. Wettelijke maatregelen zorgden ervoor dat Londen en andere grote Europese steden na 1960 niet meer geteisterd werden door smogrampen. De introductie van de automobiel als massaproduct zorgde echter voor het ontstaan van een ander soort smog. In 1943 begonnen inwoners van de Amerikaanse stad Los Angeles te klagen over een hardnekkige, irriterende, licht-blauwe nevel die over hun stad hing. Aanvankelijk dachten de deskundigen dat het hier om de bekende zwavel/roetsmog ging. Maar nadat er naar Europees voorbeeld wettelijke maatregelen waren genomen om de zwaveluitstoot te verminderen, bleef de nevel boven de stad hangen, hardnekkiger dan ooit. Verder onderzoek wees uit dat ontsnappende koolwaterstoffen uit benzineopslagtanks van olieraffinaderijen onder invloed van zonlicht reageerden met allerlei andere stoffen, waaronder stikstofoxiden. Zo ontstond de toen reeds beruchte blauwe nevel, die ten onrechte smog werd genoemd. De raffinaderijen kregen opdracht hun tanks beter af te sluiten. En nog bleef de nevel boven Los Angeles hangen. Uiteindelijk bleken de uit automotoren ontsnappende koolwaterstoffen de grote boosdoener te zijn. Wetenschappers spreken in dit verband van fotochemische smog, die bestaat uit een combinatie van ozon en andere oxydanten die gevormd worden door de reactie van stikstofoxiden, koolwaterstoffen en ultraviolet licht. De fotochemische smog treft vooral dichtbevolkte steden in zonnige landen, zoals Tokio, Ankara, Athene en Mexico City. Maar ook in Europa kunnen er in bijzonder hete zomers (zoals die van 1976) en in verkeersopstoppingen op zonnige dagen problemen ontstaan.
210
Vanaf de jaren zestig neemt de wetenschappelijke kennis op het gebied van de zure neerslag met rasse schreden toe. De Amerikaanse hoogleraar Eville Gorham publiceerde tussen 1955 en 1965 een stroom artikelen waarin hij de basis legde voor ons huidig begrip van de oorzaken van luchtverontreiniging en zure neerslag. Op basis van onderzoekingen in Engeland en Canada legde Gorham (in navolging van Smith) het verband tussen de verbranding van fossiele brandstoffen en de waargenomen verzuring van regenwater. Hij bewees eveneens de stelling dat de toegenomen verzuring van het milieu veroorzaakt wordt door het neerslaan van zure stoffen uit de lucht. Ook maakte hij aannemelijk dat het voorkomen van bronchitis verband houdt met zure neerslag. En ten slotte bewees hij dat zwavelzuur en zure neerslag de veroorzakers zijn van de aantasting van vegetatie, gronden en oppervlaktewateren in de buurt van ijzersmelterijen. Men zou kunnen stellen dat Gorham in de jaren zestig opnieuw het wiel uitvond. Maar net als Smith’s bevindingen in 1872 vonden Gorhams resultaten in 1960 geen weerklank. Meetnet Ondertussen had een Zweedse aardrijkskundige, Hans Engnér, in het midden van de jaren veertig het eerste twintigste-eeuwse netwerk voor de verzameling en chemische analyse van neerslag opgezet. Dat netwerk breidde zich in de jaren vijftig steeds meer uit tot een Europees meetnet dat nog altijd bestaat en meer dan honderd meetpunten telt. De gegevens van dat meetnet lagen ten grondslag aan een nieuwe wetenschapstak: de atmosferische scheikunde. In Zweden ook raakten Carl Gustav Rossby en Erik Eriksson ervan overtuigd dat nader te bestuderen atmosferische processen mede verantwoordelijk waren voor de verspreiding van allerlei giftige stoffen. De resultaten van Egnérs meetnet stelden hen in staat een aantal hypothesen uit te testen. In 1959 en 1960 formuleerde Eriksson een algemene theorie over de biochemische circulatie van materie op aarde. Van toen af duurde het niet lang meer of al die verspreide stukjes kennis uit de limnologie (zoetwaterbiologie), de landbouwwetenschappen, de atmosferische scheikunde en de geneeskunde werden bij elkaar gebracht. Svante Odén, een aardrijkskundige verbonden aan het landbouwkundig instituut van de Universiteit van Uppsala (waar ook Hans Egnér werkzaam was), zette in 1961 een Scandinavisch meetnet op om de oppervlaktewateren te onderzoeken. Toen de gegevens van dat meetnet vergeleken werden met de gegevens van het door Egnér opgezette Europese meetnet, vielen de nogal verontrustende puzzelstukjes op hun plaats. Odén schakelde in 1967 het Stockholmse dagblad Dagens Nyheter in en bracht het probleem van de zure neerslag voor het eerst onder de aandacht van een ruimer publiek. Odén sprak van een onzichtbare chemische oorlog die gevoerd werd tussen de landen van Europa. Een jaar daarna publiceerde hij een wetenschappelijk rapport over hetzelfde onderwerp, zodat nu ook wetenschappers uit andere landen voor het probleem van de verzuring belangstelling kregen. In dat rapport beweerde Odén dat zure regen in grote delen van Europa voorkwam en dat zowel de bron- als de neerslaggebieden bekend waren. Hij wees erop dat niet alleen de regen maar ook de oppervlaktewateren zuurder werden, dat de transportafstand van atmosferische zuren tot tweeduizend kilometer kon oplopen, dat er seizoengebonden trends aanwezig waren in de verspreiding van de zure neerslag en dat het probleem bovendien al jaren ongemerkt uitdijde. Odén voorspelde toen al dat de verzuring allerlei veranderingen teweeg zou brengen in de scheikundige samenstelling van het oppervlaktewater, dat het van invloed zou zijn op bossen, landbouwgewassen, dieren, mensen en materialen. Met een serie van veertien lezingen aan diverse Amerikaanse instellingen in de herfst van 1971, zette Odén ook daar de mensen aan het denken.
211
Europese richtlijnen De Europese Gemeenschap heeft berekend dat de zure neerslag Europa jaarlijks minimaal tien miljard gulden kost. Dat is een lage schatting, omdat het moeilijk is de werkelijke kosten te berekenen van de aantasting van de volksgezondheid. De kosten van de aantasting van monumenten en bossen en het productieverlies in de landbouw zijn daarentegen vrij precies bekend. Het is dan ook niet verwonderlijk dat er werk wordt gemaakt van een sanering van de situatie. Langzaam maar zeker wordt er een Europees wettelijk kader ontwikkeld dat de uitstoot van zure neerslagveroorzakende stoffen zal beperken. Momenteel bestaan er vier Europese richtlijnen. De eerste richtlijn dateert uit 1975 en gaat over het zwavelgehalte van sommige vloeibare brandstoffen. Brandstof met een hoog zwavelgehalte mag alleen gebruikt worden in gebieden met een lage vervuilingsgraad. Doel van de richtlijn is de zwaveluitstoot te spreiden. De richtlijn vormt geen beperking van de eigenlijke emissies. De tweede Europese richtlijn (1980) geeft kwaliteitsnormen voor zwaveldioxide in de omgevingslucht, die de gezondheid van de bevolking op korte en langere termijn moeten beschermen. Maar ook deze richtlijn heeft geen merkbare invloed op de totale zwaveldioxide-uitworp. Wel werd in deze richtlijn een clausule opgenomen waarin men bepaalt dat lidstaten met elkaar moeten overleggen wanneer de zwaveldioxidegrenswaarden overschreden worden of dreigen te worden door verontreiniging die haar oorsprong vindt in een andere lidstaat. Een derde richtlijn dateert uit 1984 en betreft de bestrijding van luchtverontreiniging veroorzaakt door industriële installaties. Hierin wordt rookgasontzwaveling verplicht gesteld voor alle nieuwe elektriciteitscentrales. Na verloop van tijd zullen deze maatregelen ook toegepast moeten worden op bestaande installaties. Een vierde richtlijn, uit 1985, stelt kwaliteitsnormen vast inzake de uitstoot van stikstofdioxide. De Europese Commissie heeft intussen zelf vastgesteld dat deze richtlijnen wellicht een gunstig gevolg hebben voor de volksgezondheid, maar daarom nog niet voor allerlei ecosystemen die schade oplopen door zure neerslag. Om hieraan tegemoet te komen stelde zij een ontwerprichtlijn op. Deze bevat emissiebeperkingen voor grote verbrandingsinstallaties. De Commissie wil tegen 1995 de zwaveldioxide-uitworp met zestig procent beperken en de stikstofoxidenuitworp met veertig procent, met als basiswaarde de uitstoot van 1980. Deze richtlijn zou van toepassing zijn op alle nieuwe stookinstallaties met een thermisch vermogen van vijftig megawatt en hoger, ongeacht het brandstoftype. Het verkeer werd overigens niet vergeten. In de meeste landen zorgt het verkeer voor ongeveer zestig procent van de totale uitstoot aan stikstofoxiden. De stinkdieren van het verkeer zijn de auto’s met benzinemotoren. In hun uitlaten zit een heleboel koolzuur en water, maar ook veel onverbrande resten van koolmonoxide en kankerverwekkende koolwaterstoffen. De verhitte uitlaat produceert ook massa’s stikstofoxiden. In theorie kunnen al de genoemde gassen met elkaar reageren tot onschadelijke producten. Maar dat gebeurt niet spontaan. Om dit te bevorderen kan men aan de uitlaat een katalysator bevestigen. Die is aan de binnenkant bekleed met exotische stoffen, zoals palladium, rhodium of platina, maar ook met keramisch gesinterde bolletjes. Doordat de uitlaatgassen botsen op minuscule oneffenheden in de katalysator, kunnen zij tijdelijk een andere ruimtelijke vorm aannemen. Dit vergemakkelijkt een reactie tussen de verschillende uitlaatgassen. Koolwaterstoffen, koolmonoxide en stikstofoxiden kunnen zo reageren tot water, koolzuur en ammoniak. Eén van de noodzakelijke vereisten voor een goede naverbranding is dat het aanbod van de verschillende stoffen in de juiste verhoudingen geschiedt. Daarom hield de EGministerraad in maart 1985 op aandringen van West-Duitsland een pleidooi voor invoering
212
van de driewegkatalysator (een definitieve beslissing valt eind 1987). In deze katalysator wordt de samenstelling van de uitlaatgassen doorlopend gemeten, zodat de verhoudingen in het brandstofmengsel voor de verbranding kunnen worden geregeld. Mooi meegenomen is dat katalysatoren alleen werken met loodvrije benzine, zodat dan ook de loodvervuiling door het verkeer verminderd wordt. De driewegkatalysator zal de verbruiker (onderhoud en afschrijving inbegrepen) ongeveer drieëntwintig gulden per jaar kosten (in de munt van 1983). Niet meegerekend is het tien procent hogere benzineverbruik en de meerprijs van loodvrije benzine. Een Europese aanpak van het probleem is noodzakelijk, want de verzuring stopt niet bij de grenzen. Of de genoemde maatregelen alleen voldoende zijn, valt te betwijfelen. De EG is een economische unie en kan onder de bepalingen van het huidige verdrag weinig meer doen dan het uitvaardigen van technische richtlijnen. Het Europese Parlement drong reeds herhaaldelijk aan op een fundamentelere aanpak, maar heeft weinig zeggingskracht. Een aantal landen, zoals Engeland en Frankrijk, vindt dat men al ver genoeg is gegaan. Andere landen, zoals West-Duitsland en Nederland kunnen in eigen land wel de Europese normen strenger toepassen, maar blijven voor de helft van hun vervuiling afhankelijk van import uit het buitenland. Ecologen beargumenteren trouwens dat met een louter technocratische aanpak niet kan worden volstaan om het probleem van de zure neerslag de wereld uit te helpen. Het effect van technische maatregelen is slechts tijdelijk. Tijdens een periode van economische groei zal de vervuiling automatisch toenemen. Na enige tijd wordt de vervuiling zo erg dat de overheid technische - in wezen financiële - maatregelen moet treffen om het vervuilingniveau terug te dringen. Dit kan maar tot een niveau dat technisch en economisch haalbaar is. Er blijft altijd een restvervuiling over. Door de stijgende productie zal de vervuiling na verloop van tijd opnieuw toenemen. Het is onbetaalbaar om ook dat laatste restje vervuiling weg te werken. Stel, men voorziet het hele autopark van katalysatoren, dan wordt de vervuiling met koolstofmonoxide, stikstofoxiden en koolwaterstoffen met de helft teruggedrongen. De gestage groei van het autopark zal echter na verloop van tijd opnieuw voor een toename van de vervuiling zorgen, zodat de katalysatoren niet meer voldoen. Nieuwe maatregelen zijn dan nodig. Literatuur - Acid Rain: A Review of the Phenomenon in Europe. Londen, 1983. - Cherfas, Jeremy. ‘Clean Air Revives the Peppered Moth’ in New Scientist, 1489, 2/1/86, 17. - Cowling, Ellis B. ‘Acid precipitation in historical perspective’ in Environ. Sci. Technol., 16/2, 1982. - Eckholm, Erik P. The Picture of Health: Environmental Sources of Disease. New York, 1977. - Health Hazards of the Human Environment. Genève, 1972. - Martin, A. F. & Waller, R. E. ‘Air Pollution in Relation to Human Disease’ in Howe, G. Melvyn (ed.), Environmental Medicine, 2nd ed., Londen, 1980. - Purdom, P. Walter. ‘Air Resources Management’ in Purdom, P. Walter (ed.), Environmental Health, 2nd ed., New York, 1980. - Van Haute, A. e.a. Luchtverontreiniging: Emissie - preventie - immissie. (Monografieën Leefmilieu No. 15). Antwerpen/Amsterdam, 1979. - Van Laer, R. en D. Brabander, L. De auto... een modern probleem. (Monografieën Leefmilieu No. 18). Antwerpen/Amsterdam, 1981.
213
B4) Winning van materialen uit afvalstromen Tekst van dr.ir. P. REM assoc.prof.
Deze Bijlage is tentamenstof.
Voor het komende decennium is de Waste Framework Directive1 (WFD) de primaire regelgeving voor het omgaan met (i.e., het creëren en verwerken van) afvalstromen in Europa. In de WFD worden twee belangrijke zaken geregeld: 1. De doelstellingen voor de vermindering en recycling van afvalstromen voor de periode tot 20202. 2. De procedure om alternatieve oplossingen voor het omgaan met afvalstromen onderling te vergelijken in termen van duurzaamheid en dus in termen van beleidsmatige voorkeur. De nationale overheden van de EU worden verondersteld hun locale beleid en regelgeving af te stemmen op de WFD. Ook de Nederlandse overheid zal proberen de WFD na te leven door middel van voorschriften, vergunningen, belastingen en aanbestedingspolicies. Over het algemeen loopt de Nederlandse overheid vooruit op de Europese doelstellingen met betrekking tot vermindering en recycling van afvalstromen. Punt 1. is dus voor Nederland niet zo relevant. Wat betreft het tweede punt, het duurzaam omgaan met afvalstromen, legt de Nederlandse overheid traditioneel het initiatief bij de producent/leverancier van de dienst, hetzij individueel hetzij als branche3. Het is daarom interessant om de WFD op dit punt nader te bekijken. De WFD stelt als basisregel voor het vergelijken van alternatieve oplossingen voor het omgaan met afvalstromen de volgende hiërarchie (in afnemende voorkeur) van maatregelen: Preventie Productrenovatie (maatregelen voor hergebruik) Recycling (materiaalterugwinning) Energieterugwinning Afvoeren Partijen mogen in beleid en uitvoering van deze simpele regel afwijken als zij door middel van een LCA kunnen aantonen dat hun oplossing duurzamer is. De bewijslast ligt dan bij de partij die de oplossing voorstelt. Succesvol bouwen volgens de WFD vereist aandacht voor drie ontwerpaspecten: 1. Preventie: Ontwerpen met minder materiaal of voor een langere levensduur. Beide maatregelen leiden tot preventie van afvalstromen door maximalisatie van
functionaliteit levensduur impact materiaalgebruik
In veel gevallen wordt als maat voor de impact van materiaalgebruik eenvoudigweg de massa van de gebruikte materialen genomen. Minder materiaal impact, een hogere functionaliteit of een langere levensduur is soms te bereiken met dezelfde 1
In April 2008 heeft het Europese Parlement de 2nd reading van de WFD goedgekeurd. E.g.: by 2020, the preparing for re-use and the recycling of construction and demolition waste, of manufacturing waste and of industrial waste shall be increased to a minimum of 70% by weight 3 Rijkswaterstaat bevordert bijvoorbeeld sinds kort in zijn aanbestedingen een zo duurzaam mogelijk product, daarbij de uitwerking grotendeels overlatend aan de individuele aannemer. 2
214
kosten door weinig hoogwaardige materialen te gebruiken in plaats van veel laagwaardige materialen. Deze praktijk is al vergevorderd in andere producten zoals auto’s en elektronica. 2. Productrenovatie: Ontwerp voor renovatie. Veel producten bereiken hun technische levensduur niet door snel veranderende eisen van functionaliteit. In het ontwerp kan daar tot op zekere hoogte mee rekening gehouden worden door scheiding van langdurige en vergankelijke functionaliteit. 3. Recycling: Ontwerp voor recycling (of zoals sommigen claimen: met gebruik van gerecyclede materialen). Als het product uiteindelijk moet worden afgebroken, is het bevorderlijk als zoveel mogelijk delen of materialen economisch kunnen worden teruggewonnen of hergebruikt. Dit punt wordt hieronder uitgewerkt. De bovenstaande aspecten hebben met elkaar gemeen dat het gebruik van hoogwaardige materialen duurzaamheidbevorderend kan werken, omdat zulke materialen de massa van het product kunnen beperken, de levensduur kunnen verlengen en renovatie en recycling economisch attractiever kunnen maken. Recycling De recycling van materialen uit een bouwwerk omvat drie fasen: Decontaminatie en Ontmanteling Transport Breken en Scheiden Geavanceerde decontaminatie en ontmanteling zijn gericht op het scheiden in hoofdstromen: Gevaarlijke materialen: asbest, air conditioning, kwiklampen Steenachtige materialen Metalen Hout Hiertoe worden met een kraan (Figuur 1) brokstukken uit het gebouw gerukt en in de juiste container gelegd. De hoofdstromen kunnen economisch gerecycled worden in daarvoor gespecialiseerde recyclinglijnen. Wel is er verschil in de hoogwaardigheid van de recycling (Tabel 1). In een moderne houtverwerkingslijn wordt bijvoorbeeld 70 ton/uur afvalhout verkleind en daarna ontdaan van resten ferro- en non-ferrometalen. Het gemalen houtproduct wordt daarna verbrand in een elektriciteitscentrale.
Tabel 1
Recycling van hoofdstroommaterialen.
Hoofdstroom
Nieuwe toepassing
Hoogwaardigheid
Metalen Beton Specie Baksteen Hout
Metalen Betongranulaat Ophoogmateriaal Ophoogmateriaal Spaanplaat/brandstof
Recycling Recycling Downcycling Downcycling Downcycling/Energieterugwinning
215
Energieefficiëntie 60-90% 100% 0% 0% 100%
Figuur 1
Kraan sloopt gebouw door er brokken af te rukken en in de juiste container te laten vallen.
Na ontmanteling blijft ca 10% van de oorspronkelijke massa van het gebouw achter als gemengd bouw en sloopafval. Dit zijn delen van het gebouw die te klein zijn om apart uitgesorteerd te worden of ze zijn van een materiaal dat niet tot een van de hoofdstromen behoort. De gemengd bouw en sloopafval stroom is slechts met hoge kosten te recyclen. Alle producten van deze stroom, behalve de metalen, worden laagwaardig toegepast of gestort. Tabel 2 toont details van de producten van een moderne scheidingsfabriek zien waarin sensorgestuurde scheiding (zoals de Dual Energy X-ray scheiding van Figuur 2) een grote rol speelt. Hoogwaardige recycling van bouwmaterialen hangt dus af van twee belangrijke vragen: 1. Past het materiaal in een van de hoofdstromen? 2. Is het materiaal aanwezig als voldoend grote delen om handmatige ontmanteling te rechtvaardigen?
216
Figuur 2
Interpretatie van de Dual Energy X-ray scheidingssensor van verschillende materialen in twee karakteristieke getallen. Na interpretatie worden de verschillende materialen van elkaar gescheiden door ze met een luchtstroom uit de stroom te werpen (zie Figuur 3).
Figuur 3
Scheiding van materialen door middel van luchtjets na identificatie door een sensor.
217
Tabel 2
Producten (kolommen) uit gemengd bouw en sloopafval. 10mm
Metaal
Hout
Aggregaat
Reject
6,7% 7,7% 1,0% 0,3% 0,2% 0,3% 3,0% 0,3% 80,5%
6,6% 7,6% 1,0% 0,3% 79,7% 1,3% 3,0% 0,3% 0,0%
90,9% 1,3% 0,2% 0,0% 0,2% 1,7% 2,2% 3,6% 0,0%
0,2% 98,2% 0,1% 0,8% 0,1% 0,1% 0,5% 0,0% 0,0%
6,5% 22,1% 15,6% 4,5% 2,9% 2,2% 44,9% 1,4% 0,0%
47,0% 53,0%
0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 44,4% 0,0% 55,6% 0,0% 100,0 % 0,0%
10,3% 89,7%
11,3% 88,7%
98,4% 1,6%
0,8% 99,2%
54,9% 45,1%
Totaal (%)
100,0%
16,2%
28,6%
3,0%
18,4%
16,9%
16,8%
Totaal t/y
200000
32400
57162
6020
36873
33855
33689
43 Gate fee
-40
-25
150
0
0
-80
Materiaal
Voeding
Licht
Hout AB Steen Glas Gips Metaal Plastic Residu Papier/karton Zeefzand
20,0% 23,0% 3,0% 1,0% 3,0% 8,0% 9,0% 10,0% 23,0%
Organisch Anorganisch
WAARDE E/ton
Als een onderdeel van een gebouw niet beantwoordt aan 1. of 2., dan belandt het in het gemengd bouw en sloopafval. In Nederland heeft TNO een belangrijk initiatief genomen om Bouw en Sloopafval zo hoogwaardig mogelijk te recyclen. Het Kringbouw concept (Figuur 4), dat uniek is in Europa, heeft tot doel om op een duurzame manier bouwstoffen te produceren uit bouw- en sloopafval. Het concept voorziet in de ontleding van beton- en metselwerkpuin, door middel van thermische processen, in de oorspronkelijke componenten (bakstenen, grind, zand en cementsteen). Daardoor kunnen deze grondstoffen weer hoogwaardig worden hergebruikt. Ook de rest van het bouw- en sloopafval wordt in het Kringbouwconcept opgewerkt tot hoogwaardige grondstoffen. De brandbare fractie wordt benut als brandstof voor de thermische deelprocessen. Op deze manier worden materiaalkringlopen gesloten en wordt het storten van bouw- en sloopafval voorkomen.
218
Figuur 4
Het kringbouw concept van TNO.
219
B5) VOORBEELD TENTAMEN Vragen tentamen ct1121, vrijdag 4 november 2005. Vraag 1 Bij de aanleg en het gebruik van wegen blijken vaak negatieve effecten op mens, milieu en landschap op te treden. a. Beschrijf een 3-tal van deze effecten en geef daarbij de effectafstand aan. b. Beschrijf hoe de genoemde effecten gemitigeerd kunnen worden. c. Geef in een voorbeeld aan hoe een bewuste keuze van materialen kan bijdragen tot vermindering van negatieve effecten. Vraag 2 a. Welke componenten treft men meestal in beton aan en geef ruwweg de hoeveelheden die nodig zijn om 1 m3 beton te maken. b. De productie van cement en vervolgens beton loopt via een aantal processtappen. Geef aan waar men in het productieproces van beton primaire materialen kan vervangen door secundaire. c. Geef ten aanzien van de in vraag b bedoelde materialen aan, op welke milieugebieden men winst (en in welke zin?) verwacht te maken. Vraag 3 Voor een succesvolle nieuwe kringloop van materialen is de combinatie van wetgeving, economie en technologie noodzakelijk. Maak duidelijk hoe deze samenhang kan functioneren voor hergebruik van materialen. Vraag 4 Zegt de term duurzaam geproduceerd hout ook iets over de milieuaspecten anders dan het bosbeheer? Vraag 5 U probeert invulling te geven aan het streven meer hout in de bouw toe te passen. a. Voor welke toepassingen acht u hout geschikt? b. Welke argumenten pleiten voor en tegen tropisch hardhout? c. Wat verstaat men onder recycling van hout en onder A-hout en B-hout? Vraag 6 Een gemeente wil een fietspad aanleggen door een park en de landschapsarchitect ontwerpt een slotenstelsel waarbij het fietspad drie maal de watergangen kruist. De buurtbewoners aan de ene kant van het park hebben de voorkeur voor houten bruggen uitgesproken maar de wijkbewoners van de andere kant van het park willen moderne aluminiumbruggen omdat dat past bij de architectuur van hun woningen. a) Beschrijf de opbouw en eigenschappen van beide materialen. b) Geef een aantal pro’s en contra’s voor beide materialen. De gemeente besluit om een LCA uit te voeren om zodoende meer inzicht te krijgen in de mogelijke argumenten voor en tegen de twee typen bruggen. c) Welke doelbepaling en functionele eenheid zal de gemeente opstellen? d) Geef aan welke parameters het meest relevant zullen zijn voor de LCA's van de twee typen bruggen en motiveer jouw keuze van die parameters.
220
Vraag 7 Een aannemer bouwt voor een boer een varkensstal. Hij stelt de boer voor om wat betreft de scheidingswanden een keuze te maken tussen kalkzandsteen en ter plaatse gestort beton. a) Omschrijf de levenscyclus van beide materialen in de varkensstal. b) Omschrijf een aantal milieuaspecten die bij de materialen van belang kunnen zijn in de classificatieprocedure van een LCA.
221
REGISTER Adhesie 57 Adsorptie 48 Afschuiving 35 Afval en ketenbeheer 16, 149 Afvalhout 111 Afvalwarmte 161 Afvalwater 179 Aggregatie 162 A-hout 111 Algengroei 184 Alkalisch materiaal 55 Aluminium 35, 72 Amfibieën 186 Anhydriet 77 Anion 57 Anode 57 Arbeid 168 Asbest 11, 81, 203 ASTM 74 Asfalt 112 Automotoren 210 Bacterie 183 Bakstenen 82 Barrièrewerking 186 Base 55 Batterijen 170 Bauxiet 72 Belasting-vervorming diagram 30 Bermen 186 Bermsloten 186 Besmetting 183 Beton 75 Betonbuizen 78 Betonelementen 78 Betongranulaat 75, 81, 91 Betonstenen 78, 82 Betonzand 79 B-hout 111 Biosfeer 122 Bitumen 112 Blijvende vervorming 41 Bodemdaling 184 Boltzmann 168 Boomgroei 104 Bouwbesluit 206 Bouw- en sloopafval 59
Bouwstoffenbesluit 206 Brandstofcellen 170 Brekers 59, 81, 91 Breukrek 32 Breukstuik beton 32 Broeikaseffect 129, 160 Broeikasgassen 135 Brosse breuk 41 Buiging 39 Calciumcarbonaat CaCO3 92 Capillaire condensatie 50 Capillaire indringing 49 Cellenbeton 99 CE-Markering 206 Cement 66, 75, 92 Cementiet 41 Cementsteen 75 CFK 135 Chain of Custody 111 Chemische energie opslag 170 Classificatie 162 Club van Rome 6 Cohesie 57 Compressiemodulus 36 Conversierendementen 172, 175 Corridorfunctie 186 Corrosie 58 CO2-problamethiek 125 CO2-uitstoot 71, 77, 122 DCBA analyse 23 Delftse Ladder 17 Design for Recycling DFR 17 Diesel 171 Diffuse verontreinigingbronnen 182 Diffusiecoëfficiënt 53 Diffusiegestuurde processen 53 Dissociatie constante van water 55 Doelbepaling 153 Dormante periode 75 Drinkwater 178 Droogkrimp 52 Drukdoos 20 Durability 11 Duurzaam 13
222
Duurzaam Bosbeheer 108 Duurzaam Bouwen 13 Duurzaamheid 11 Duurzame energiebronnen 175 Duurzame Infrastructuur 185 Duurzame Ontwikkeling 5, 7, 119 Dwarscontractiecoëfficiënt 33 Dynamische E-modulus 35 Eco-Cost-Value ratio 164 Ecological engineering 186 Ecologische voetafdruk 13 Ecosystemen 121 Ecotoxiciteit 161 Eenheden 43 Efficiëntie 169 Elasticiteitsmodulus 34 Elastische vervorming 34, 35, 112 Elektriciteit 167 Elektriciteitsproductie 167 Elektrolyse 170 E-modulus 34 Energie 165, 168 Energiebronnen 166 Energieconversie 165 Energiedistributie 165 Energieketen 165 Energieopslag 165, 170 Energievraag 165, 167, 172 e.v. Energiewinning 165 Engineering strain 32 Engineering stress 31 Entropie 168 Eutrofiëring 184 Exergie 167 Factor “20” 12 Faunavoorzieningen 190 Fijnstof-problematiek 141 Fossiele brandstoffen 172 Fotochemische oxidantvorming 161 Fotosynthese 170 Foto-voltaïsche cellen 176 FSC-hout 109 Functionele eenheid 154 Gasolie 171
Gaswinning 184 Gat in de ozonlaag 135 Geologische processen 184 Gietijzer 67 Gips 81, 100 Gipssteen 77 Glasvezel 118 Glasvezelgewapende composieten 170 Glijdingsmodulus 35 Grind 75 Groeiringen 104 Groene stenen 83 Grootheden 43 Grondstoffen beton 75 Grondwater 177, 179 Habitatfunctie 186 Hall-Heroult proces 73 Handvormsteen 86 Harskanalen 106 Helofytenfiltersystemen 192 Hemelwaterafvoer 182 Hergebruik 17, 20, 155 Hoofdwetten thermodynamica 168 Hoogoven 65 Hoogovencement 77 Hoogovenslak 67, 77 Hout 104, 171 Houtsoorten 104 Houtstralen 105 Houtvaten 105 Houtvezels 105 Huishoudens 174 Hulpstoffen 75, 93 Humane toxiciteit 160 Hydraulische permeabiliteit 53 Hydraulische reactie 75 Hydroseeding 191 Hydrosfeer 122 IJzerlegeringen 63 Immobilisatie 17 Industrialisatie 207 Industrie 167, 174 Inerte vulstoffen 75 Insecten 183 Insnoering 33, 41 Irrigatie 177
223
Jaarringen: zie groeiringen Kalk 92 Kalksteen 75 Kalkzandsteen 75, 95 Kathode 57 Katalysatoren 212 Kation 57 Kleiwinning 84 Kleurstoffen in beton 75 Klimaatveranderingen 129, 184 Koelkast 169 Kolen 171 Kop en schotelbreuk 42 Krimpen van hout 107 Krimpen van klei 88 Kringlopen 123, 147 Kruip 112 Kunststoffen 114 Kwaliteit van energie 167 Kwartsmeel 75 Ladder van Lansink 16 Lakmoes 55 Landbouw 177 Landschapsaantasting 162 Latent hydraulische reactie 77 Legionellabacterie 184 Leisteen 75 Levens Cyclus Analyse LCA 17, 149, 152, 176 Lichtgewicht beton 75 Lijmen van stenen 95 Lineair elastisch gedrag 34 Lithosfeer 122 Loofhout 105, 106 Luchtbelvormers 76 Malaria 183 Materiaalcyclus 60 Materiaalketen 59 Materiaalkringloop 7 Materiaalkunde 5, 27 Menggranulaat 78, 81, 91, 99 Mergel 76 Metaallegeringen 62 Methaangas 171
Metselmortels 93 Metselspecies 94 Metselwerk 82, 91-95 Metselwerkgranulaat 78 Metselwerkverbanden 95 Metselwerkzand 79 Micro silica 75 Milieubelasting 19, 144, 159 Milieueffecten 19, 145 Milieugebruiksruimte 12 Milieugevolgen 71 Milieu-ingreep 71, 158 Milieukunde 119, 122 Milieuproblemen 125 Molgewicht 55 Naaldhout 105 Nabehandelen 95 Natronloog 55, 72 Natuurontwikkeling 147 Neerslag 180 NEN-EN normen 206 Niet-ijzerlegeringen 64 Noordzee 180 Normaalspanning 31 Normalisatie bij LCA 163 Normen 206 Nutriënten 184 Omzettingsrendementen 175 Oppervlakte energie 48 Oppervlaktespanning 48, 51 Oppervlakte water 178, 180 Oxide 55 Oxideren 55 Ozonlaag 160 PAK’s 182 Parasieten 183 Passieve maatregelen 173 People, Planet, Profit, Project 21 Permafrost 177 Perpetuüm mobile 168 Petroleum 171 pH 55 Piekafvoeren 180 Plastische deformatie 33, 41, 112
224
Plastische scharnieren 40 Poisson’s ratio 33 Poolijs 177 Portland cement 75 Portlandklinker 77 Portlandvliegascement 78 Preventiebeleid 146 Primaire materialen 16 Puzzolane vulstoffen 75 Radioactiviteit uit materialen 142 Rebound effect 174 Recycling 59, 71, 74, 80, 103, 115 Redoxreacties 56 Reductie 55 Rek 29, 31 Rendement 167, 176 Retoursystemen 17 Riool 182 Rivieren 180 Roestvast staal 35 Rubber 114 Run-off 182 Ruwijzer 67 Schroot 68 Schuifspanning 35 Secantmodulus 35 Secundaire energie 176 Secundaire materialen 18, 151, 156, 158 Silicium 75 Slopen 20 Smog 209 Sorteerders 59 Spaarlamp 174 Spanning 29, 31 Spanning-rek diagram 32 van aluminium 32 van beton 80 van koper 38 van staal 45 Specifieke rek 32 Staal 35, 64 Staalslak 67 Stabilisatoren 75 Stankproblemen 161 Sterkte 32
Stikstofoxide uitstoot 212 Stoffenstromen 147 Stofprobleem 77 Stortverbod 60, 81, 115 Straatklinker 87 Strengperssteen 86 Stromenanalyse water 178 Stuik 32 Superplastificeerders 75 Sustainability 11 Taaie breuk 41 Tangentmodulus 35 Teer 113 Thermische uitzetting 46 Thermodynamica 168 Thermoharders 114 Thermoplasten 114 Toestandsparameters 43 Transparante thermische isolatie 174 Transportsector 174 Transportverschijnselen 52 Trapsgewijze energieomzetting 174 Trekproef 29 Treksterkte 32 Uitputting 121, 139, 160 Uitzettingscoëfficiënt 46 Uranium 171 Verbranden 17 Verdroging 138, 181 Verhardingsversnellers 75 Vermesting 137, 161 Vermogen 171 Verontreinigingen 121 Vertraagde elastische vervorming 112 Verzuring 137, 161 Viaducten 186 Viscositeitcoëfficiënt 171 Viskeuze vervorming 112 Vliegas 71 Vliegwielen 170 Vochtcapaciteit 51 Vochtzwelling 52 Voegspecies 94 Vulstoffen 75, 93
225
Waalformaat 87 Wanorde 168 Ware rek 37 Ware spanning 37 Warmte 168 Warmtecapaciteit 47 Warmtegeleidingcoëfficiënt 47 Warmtemachine 169 Warmtepomp 169 Warmtetransport 46 Water 55, 177 Waterbodems 182 Waterkracht 171 Waterkringloop 123 Waterleidingen 182 Wateroverlast 180 Waterschaarste 177, 180 Waterstofgas 170 Weginfrastructuur 186 Weging 162 Wet- en regelgeving 203 Wet van Darcy 53 Wet van Hooke 34 Windenergie 176 Windmolens 170 Young’s modulus 34 Zand 75 Zeefkromme 93 Zeefzand 81 Zeespiegelstijging 184 Ziektekiemen 183 Zonnecollector 175 Zoogdieren 186 Zout 56 Zout water 177 Zure regen 137, 207 Zuur 56 Zware metalen 137 Zwelling van klei 88
226
