Environmental fate studies of CO₂ capture solvents toward risk assessment

Hovedmålet med SOLVfate-prosjektet er å undersøke miljøskjebne for mulige nedbrytningsprodukter fra aminbasert post-combustion CO₂-fangst (PCCC). I prosjektet ble en gruppe med ni nitrosamin og nitramine, identifisert som mulige prosessnedbrytningsprodukter av aminblandinger monoethanolamine (MEA) og piperazin, valgt for undersøkelse i en rekke miljøskjebne-studier. På grunn av risikoen forbundet med nitrosaminer, har det blitt etablert svært lave nivåer for akseptert forekomst i miljøet. Studiene undersøkte nedbryting og andre prosesser i atmosfæren, akvatiske og terrestriske matriser.

Det atmosfæriske kjemiarbeidet etablerer en pålitelig metode for å bestemme luft- og bakkekonsentrasjonsnivåer sammen med tørr og våt avsetning av disse amin-kjemikaliene over tid i nærheten av et PCCC-anlegg, samt for å evaluere miljø- og helsefare. I akvatiske miljøer, nitrosaminer og nitraminer vil ikke gjennomgå hydrolyse, men der sollys er til stede vil nitrosaminer nedbrytes raskt ved fotolyse, mens nitraminer vil være vedvarende. I fravær av lys, blir mikrobiologisk nedbryting en viktig skjebne-prosess, selv om det er betydelig langsommere enn fotonedbrytning, og avhengig av spesielle egenskaper hos de enkelte forbindelser. Nitrosaminer og nitraminer vil ikke lett adsorberes til terrestriske jordsmonn, noe som indikerer at transport til grunnvann eller omkringliggende naturlig vann er sannsynlig. Nitraminer synes å være mer en bekymring enn nitrosaminer på grunn av større motstandsdyktighet mot miljønedbrytende prosesser. Basert på deres høye vannløselighet, vil ikke nitrosaminer og nitraminer forventes å bioakkumulere i organismer, men vil mest sannsynlig konsentrere seg i akvatiske systemer.

Akseptable nivåer av nitrosaminer og nitraminer i ulike matriser (f.eks atmosfære og naturlig vann eller drikkevann) ble identifisert fra tilgjengelig litteratur. Prosjektet forsøkte å fastslå en «Environmental Impact Factor (EIF)» av nitrosaminer og nitraminer, men en mangel på tilgjengelige utslippsdata hindret dette. For å utføre slike detaljerte risikovurderinger, må data fra utslipp gis og brukes i kombinasjon med skjebnedata i atmosfæriske, akvatiske og terrestriske modellverktøy. Den nye kunnskapen som genereres i SOLVfate prosjektet har betydelig forbedret vår forståelse av miljøskjebne for aminbaserte CO₂-fangst-degraderingsprodukter. Prosjektet ble gjennomført i juli 2014.

Publikasjoner:

Lisbet Sørensen, Eirik Falck da Silva, Odd Gunnar Brakstad, Kolbjørn Zahlsen, Andy Booth, Preliminary Studies into the Environmental Fate of Nitrosamine and Nitramine Compounds in Aquatic Systems, Energy Procedia, Volume 37, 2013, Pages 683-690, ISSN 1876

Sørensen, L., Zahlsen, K., Hyldbakk, A., da Silva, E.F. and Booth, A.M. (2014). Photodegradation in Natural Waters of Nitrosamines and Nitramines Derived from CO Capture Plant Operation. International Journal of Greenhouse Gas Control (submitted).