This guidance report is a product of activity 4.1 under work package 4 “Best practices in chemicals management in the industry” of the HAZBREF-project. This report addresses the chemical industry and its two sub-sectors: manufacture of large volume inorganic chemicals (with the focus on production of fertilizers) and polymers. The other case sectors are textile industry and surface treatment of metals and plastics which are addressed in separate reports.

Aims, areas of interest, methodology and structure

This sector-specific report provides guidance to key actors at national level (chemical industries and competent authorities) on how to improve chemical management at installation level. In this respect, it takes reference to relevant requirements such as the Industrial Emission Directive (IED) and the sectoral Best Available Techniques Reference Documents (BREFs). The findings of the guidance, especially concerning BAT candidates in chapter 5, will also feed into the anticipated forthcoming revision of the BREFs for the Chemical industry sectors (LVIC and possibly others). They are further used for HELCOM recommendations on how to reduce the discharge of hazardous substances into the Baltic Sea.

The document summarises key findings of interviews and discussions with HAZBREF experts, representatives from chemical industry and relevant authorities as well as insights from case studies in Finland, Estonia and Sweden. In addition to that two polymer installations in Poland were selected for analysing circular economy issues.

The report focuses on prevalent practices and challenges related to the IED permitting process, with special reference to hazardous chemicals for polymer and fertilizer installations. The report also reflects findings of other Work packages under HAZBREF and refers to recommendations published under the European Union Network for the Implementation and Enforcement of Environmental Law (IMPEL).

The first chapter of the report provides a short introduction to the scope of this report.

The second chapter provides an introduction to the chemical sector, focusing on Europe and the production of fertilizers and polymers.

The third chapter describes relevant hazardous chemicals related to the production of fertilizers and polymers, regulatory framework for the hazardous chemicals and both regulatory and non-regulatory chemical reference lists. The section also describes how identification of relevant substances in the polymer and fertilizer industry can be done.

The fourth chapter describes legal obligations laid down in IED, REACH, CLP, WFD and other relevant legislation as well as recommendations from HELCOM. It also contains information about using and producing safety data sheets and exposure scenarios. Furthermore, it describes how chemical inventories can be developed and how substance flow analysis (SFA) and material flow analysis (MFA) can be used. It also contains a short description of how to use an interactive scheme, developed in HAZBREF, for the identification of relevant hazardous substances.

Best practice in chemical management and identification of BAT candidates are described in the fifth section. The section also contains guidance on chemical management system (CMS), chemical and raw material inventories, chemical storage and transportation, optimization of process integrated recycling, substitution, process mapping of hazardous substances, management of hazardous waste and waste water treatment. The section contains both generally applicable practices and recommendations on BAT candidates. Most of the BAT candidates are applicable to all installations. All the BAT candidates are described in detail in Annex 1.

The sixth section explains the different steps of the IED permitting procedure and provides guidance and good practices and recommendations to both operators and permitting authorities on how to carry out the respective steps with particularly focusing on good chemicals management.

Circular economy issues in the polymer sector and findings from the case studies are described in the seventh section.

Main findings and proposals

Chemical industry covers many types of different processes and installations. There are many laws regarding the installation, and this leads to challenges in chemical management for both operators and authorities. The requirements from authorities are based on law but often the companies have their own programs and rules which are stricter than the requirements based on current law. The authorities need a lot of knowledge on chemical issues, but this information is not always readily available.

Proposal for improvement of chemical management system

A Chemical Management System (CMS) provides a systematic way of managing chemicals. The CMS can be integrated with the Environmental Management System (EMS). The purpose of the CMS is to control the chemicals and hazardous substances at the site, increase knowledge of the characteristics, risks and impact and improve the processes to reduce emissions of hazardous substances.

The HAZBREF project recommends the use of a CMS following the principles described as BAT candidate 1 in Annex 1. HAZBREF also recommends that a requirement to establish and maintain a CMS at installations is included to the revised BREFs.

Proposal for development of inventories and databases

In order to know which hazardous substances are used or generated at the site, a chemical inventory is needed. It is important to list all types of chemicals and raw materials used in all processes and activities at the site in a database. The chemical list or database is a key part of chemical management allowing for systematic risk assessment, management of chemicals flows and their storage. It is also useful in the permitting processes as it provides easy access to data for chemicals used in the installations.

The information in the chemical list/database must be searchable and the list should be updated regularly. Most of the information needed is available in the safety data sheets (SDS). If some information is missing from the SDS, the supplier should be asked to provide this.

The HAZBREF project recommends the development and use of a chemical and raw material inventory following the principles described as BAT candidate 2 in Annex 1. HAZBREF also recommends that such a requirement to perform inventories at installations is included to the revised BREFs.

Proposal for quality and use of safety data sheets

To allow for efficient chemicals management, it must be assured that all SDS keep a good quality level. If a chemical supplier fails to provide SDS with good quality, it is the duty of both the operator and the competent authority to demand the missing information from the chemical supplier.

Better SDSs, including improved data on environmental hazards, and exposure scenarios would make risk assessment of individual chemicals in specific process easier for the installations. This would lead to more efficient monitoring and help to focus more on most the problematic substances. The SDSs of raw materials should contain more information on impurities. Also, the chemical inventory could be improved if detailed data about the impurities or intentionally added constituents would be available in SDS.

Exposure Scenarios are not usually directly usable for the operators. Sector specific environmental release categories (SPERCs), based on measurements and info about the typical environmental fate of substances in the sites could help but they have not yet been developed for many industrial uses.

Proposal for process mapping of hazardous substances

In order to be able to take measures to reduce emissions of hazardous substances, good knowledge of the production processes is needed. One way to do this is to use process mapping of hazardous substances. The purpose of the method is to identify the mass flows and release routes of the substances. The purpose is also to optimise monitoring and identify cost efficient ways to reduce emissions. The process mapping is a tool which supports the chemical inventory.

The HAZBREF project recommends mapping of hazardous substances following the principles described as BAT candidate 3 in Annex 1.

Proposal for substitution

Substitution is an important measure to minimise chemical risks at the installation. A successful substitution work can be performed in four stages; Identification of hazardous substances - Screening for possible alternatives - Evaluation and choice of alternatives and Development of new alternatives. Regrettable substitution should be avoided.

Proposal for the permitting process

The permit process should be streamlined with more communication during the application phase between the applicant and permitting authorities and communication with WWTP operators should be ensured in case of indirect emissions. More co-operation between chemical, environmental and occupational health authorities is suggested to achieve smooth information flow and reduce double work. More exchange of information and good experiences between Member States would in the long run also contribute to more harmonised and better practices on European level.

The format for a chemical inventory should be standardised. An appropriate approach is given in Annex 5. It is the duty of the operator to provide information in a way that it can be quickly assessed and that conclusions in the form of permit requirements, stipulations and conditions can be more easily drawn.

Denna vägledningsrapport har tagits fram inom aktivitet 4.1 i arbetspaket 4 ”Bästa praxis för kemikaliehantering i branschen” i HAZBREF-projektet. Rapporten behandlar den kemiska industrin och dess två delsektorer: produktion av oorganiska högvolymkemikalier (med fokus på produktion av gödselmedel) och polymerer. Textilindustrin och ytbehandling av metaller och plast behandlas i separata rapporter.

Mål, intresseområden, metodik och struktur

Denna sektorsspecifika rapport ger vägledning till nyckelaktörer på nationell nivå (kemiska industrier och behöriga myndigheter) om hur man kan förbättra kemikaliehanteringen på anläggningsnivå. I detta avseende hänvisas till relevanta krav, såsom industriutsläppsdirektivet (IED) och referensdokumenten för bästa tillgängliga teknik (BREF). De resultat som redovisas i vägledningen, särskilt beträffande BAT-kandidater i kapitel 5, kommer också att ingå i kommande revision av BREF-dokument för kemisk industri (LVIC och eventuellt andra). De används vidare för HELCOM-rekommendationer om hur man kan minska utsläppen av farliga ämnen i Östersjön.

Rapporten sammanfattar viktiga resultat från intervjuer och diskussioner med HAZBREF-experter, representanter från kemisk industri och relevanta myndigheter samt från genomförda fallstudier i Finland, Estland och Sverige. Även två polymerverksamheter i Polen har analyserats med avseende på cirkulär ekonomi.

Rapporten fokuserar på tillämpningar och utmaningar relaterade till IEDtillståndsprocessen, och speciellt på användningen av farliga kemikalier i polymeroch gödselmedeltillverkning. Rapporten återspeglar också slutsatserna från andra arbetspaket i HAZBREF-projektet och hänvisar till rekommendationer som publicerats av Europeiska unionens nätverk för genomförande och efterlevnad av miljölagstiftningen (IMPEL).

Det första kapitlet i rapporten ger en kort introduktion av tillämpningsområdet.

Det andra kapitlet ger en introduktion till den kemiska sektorn med fokus på Europa och produktion av gödselmedel och polymerer.

Det tredje kapitlet beskriver relevanta farliga kemikalier relaterade till produktion av gödselmedel och polymerer, regelverk för de farliga kemikalierna och både reglerande och icke-reglerande kemiska referenslistor. Kapitlet beskriver också hur identifiering av relevanta ämnen i polymer- och gödselmedelsindustrin kan göras.

Det fjärde kapitlet beskriver krav enligt IED, REACH, CLP, WFD och annan relevant lagstiftning samt rekommendationer från HELCOM. Det innehåller också information om användning och framtagande av säkerhetsdatablad och exponeringsscenarier. Vidare beskrivs hur kemikalieinventeringar kan utvecklas och hur substansflödesanalys och materialflödesanalys kan användas. Den innehåller också en kort beskrivning av hur man använder ett interaktivt verktyg, utvecklat i HAZBREF, för identifiering av relevanta farliga ämnen.

Bästa praxis för kemikaliehantering samt identifiering av BAT-kandidater beskrivs i det femte kapitlet. Kapitlet innehåller också vägledning om kemikaliehanteringssystem, kemikalie- och råvaruinventeringar, lagring och transport av kemikalier, optimering av processintegrerad återvinning, substitution, processkartläggning av farliga ämnen, hantering av farligt avfall och avloppsvattenbehandling. Kapitlet innehåller både allmänt tillämplig praxis och rekommendationer om BATkandidater. De flesta av BAT-kandidaterna är allmänt tillämpliga. Alla BATkandidater beskrivs i detalj i bilaga 1.

Det sjätte kapitlet förklarar de olika stegen i tillståndsförfarandet enligt IED och ger vägledning, goda exempel och rekommendationer till både verksamhetsutövare och tillståndsmyndigheter om hur man utför respektive steg med särskilt fokus på bra kemikaliehantering. Frågor om cirkulär ekonomi inom polymersektorn och resultat från fallstudier beskrivs i det sjunde kapitlet.

Huvudsakliga resultat och förslag

Kemisk industri omfattar många olika typer av processer och verksamheter. Det finns många lagar som gäller för verksamheterna, och detta leder till utmaningar i kemikaliehantering för både operatörer och myndigheter. Kraven från myndigheter är lagbaserade men ofta har företagen egna program och regler som är strängare än kraven enligt gällande lag. Myndigheterna behöver mycket information om kemikaliefrågor, men denna information är inte alltid lättillgänglig.

Förslag till förbättring av kemikaliehanteringssystem

För att veta vilka farliga ämnen som används eller uppkommer i verksamheten krävs en kemikalieinventering. Det är viktigt att lista alla typer av kemikalier och råvaror som används i verksamheten i en databas. Kemikalielistan eller databasen är en viktig del av kemikaliehanteringen och möjliggör systematisk riskbedömning, hantering av kemikalieflöden och kemikalielagring. Det är också användbart i tillståndsprocesserna eftersom det ger enkel åtkomst till data för de kemikalier som används i verksamheterna. Informationen i kemikalielistan/databasen måste vara sökbar och listan bör uppdateras regelbundet. Merparten av den information som behövs finns i säkerhetsdatabladen. Om viss information saknas i säkerhetsdatabladet bör leverantören uppmanas att lämna denna. HAZBREF-projektet rekommenderar framtagande och användning av en kemikalie- och råvaruinventering enligt principerna som beskrivs som BAT-kandidat 2 i bilaga 1. HAZBREF rekommenderar också att framtagande och användning av kemikalie- och råvaruinventeringar förs in som krav i de reviderade BREF-dokumenten.

Förslag rörande kvalitet och användning av säkerhetsdatablad

För att möjliggöra effektiv kemikaliehantering måste det säkerställas att alla säkerhetsdatablad håller en god kvalitetsnivå. Om en kemikalieleverantör inte tillhandahåller säkerhetsdatablad av god kvalitet, är det både operatörens och den behöriga myndighetens skyldighet att kräva den saknade informationen från kemikalieleverantören. Bättre säkerhetsdatablad, inklusive förbättrad data om risker för miljön, och exponeringsscenarier skulle göra riskbedömning av enskilda kemikalier i specifika processer enklare för verksamheterna. Detta skulle leda till effektivare övervakning och bidra till att fokusera på de mest problematiska ämnena. Säkerhetsdatablad för råvaror bör innehålla mer information om ingående föroreningar. Kemikalieinventeringen skulle också kunna förbättras om detaljerade data om föroreningar eller avsiktligt tillsatta beståndsdelar skulle finnas tillgängliga i säkerhetsdatabladen. Exponeringsscenarier är vanligtvis inte direkt användbara för operatörerna. Sektorsspecifika miljöutsläppskategorier (SPERC), baserade på mätningar och information om ämnens karakteristik och typiska rörelsemönster på anläggningen kan hjälpa, men de har ännu inte utvecklats för många industriella användningar.

Förslag till processkartläggning av farliga ämnen

För att kunna vidta åtgärder för att minska utsläppen av farliga ämnen behövs god kunskap om produktionsprocesserna. Ett sätt att få det är att göra processkartläggningar av farliga ämnen. Syftet med metoden är att identifiera ämnets massflöde och läckagevägar. Syftet är också att optimera övervakningen och identifiera kostnadseffektiva sätt att minska utsläppen. Processkartläggningen är ett verktyg som stöder kemikalieinventeringen. HAZBREF-projektet rekommenderar kartläggning av farliga ämnen enligt principerna som beskrivs som BAT-kandidat 3 i bilaga 1.

Förslag till substitution

Substitution är en viktig åtgärd för att minimera kemiska risker vid verksamheten. Ett framgångsrikt substitutionsarbete kan utföras i fyra steg; Identifiering av farliga ämnen - Screening efter möjliga alternativ - Utvärdering och val av alternativ och Utveckling av nya alternativ. Substitution som senare kan komma att ångras bör undvikas.

Förslag till förbättring av tillståndsprocessen

Tillståndsprocessen bör effektiviseras genom mer kommunikation under ansökningsfasen mellan den sökande och tillståndsmyndigheterna och även med reningsverkets operatörer vid indirekta utsläpp. Mer samarbete mellan kemikalie-, miljö- och arbetsmiljömyndigheter föreslås för att uppnå ett smidigt informationsflöde och minska dubbelarbete. Mer utbyte av information och goda erfarenheter mellan medlemsstaterna skulle på sikt också bidra till mer harmoniserad och bättre praxis på europeisk nivå. Hur en kemikalieinventering ska vara utformad bör standardiseras. En lämplig metod ges i bilaga 5. Det är operatörens skyldighet att tillhandahålla information så att den lätt kan bedömas och att slutsatser i form av tillståndskrav och villkor lättare kan dras.