Avløpsslam til jordbruksarealer resirkulering av fosfor og mattrygghet

Transkript

1 Avløpsslam til jordbruksarealer resirkulering av fosfor og mattrygghet Anne Falk Øgaard Erik Joner Bioforsk Jord og miljø

2 Tre perspektiver Avløpsslam som fosforressurs: 1800 tonn P/år samles i avløpsslam tilsvarer % av Norges forbruk av P i mineralgjødsel Miljørisiko fosfortap: Slamtilførsel etter dagens regelverk gir stor fosfortilførsel Mattrygghet: Utgjør slamtilførsel en risiko for matkvaliteten?

3 Om prosjektet Finansiert av Matfondet/jordbruksavtalemidler + brukere Finansiering: kr 2,16 mill. per år Forskere fra Bioforsk (Anne Falk Øgaard, Erik Joner, Trine Eggen) og Universitetet for miljø- og biovitenskap (UMB) (Tore Krogstad) Varighet:

4 Delprosjekt WP 1: Plantetilgjengelig fosfor i avløpsslam og effekt på tilgjengelig fosfor i jord både på kort og langsikt (Tore Krogstad, UMB, Anne Falk Øgaard) WP 2: Effekt av behandlingstrinn i renseanlegg på plantetilgjengelig fosfor (Anne Falk Øgaard og Emilio Alvarenga, Bioforsk) WP 3: Effekt av avløpsslam på risiko for fosfortap (Anne Falk Øgaard, Bioforsk) WP 4: Mobilitet og biotilgjengelighet av tungmetaller i jord tilført avløpsslam (Erik Joner og Pierre-Adrien Rivier, Bioforsk) WP 5: Nedbrytning og biotilgjengelighet av organiske miljøgifter i jord tilført avløpsslam (Erik Joner og Trine Eggen, Bioforsk)

5 WP 1 Videreføring av tidligere feltforsøk To feltforsøk med 3 typer slam med hovedfokus på effekter på jord (2007 ) Hobøl Ås Veas, Frevar og Tau

6 P-AL («plantetilgjengelig» fosfor) og vannløselig fosfor Veas Frevar Tau Mingj Veas Frevar Tau Mingj P-AL (mg P/100g) P-AL vår 07 P-AL høst 07 P-AL høst 09 P-AL høst 12 P-vann (mg P/kg) 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 P-vann vår 07 P-vann høst 07 P-vann høst 09 0,0 Veas Frevar Tau Min.gj. Veas Frevar Tau Min.gj. Ås Hobøl Ås Hobøl Tilført 2 tonn tørrstoff/daa Innblandet til cm dyp kg P/daa Veas 30 Frevar 27 Tau 14 Mineralgjødsel 1-2* *Årlig tilførsel

7 Jordas fosforbindingsevne - målt som oksalatløselig jern og aluminium Fe-ox + Al-ox (mmol/kg) , før slamtilførsel Veas Frevar Tau Min.gj. Veas Frevar Tau Min.gj. Ås Hobøl

8 Jordstruktur - Aggregatstabilitet (Viktig for motstand mot erosjon) Aggregatstbilitet % ab ab ab bc a Ås 2-6 mm 0,6-2 mm VEAS FREVAR TAU Husdyrgj Mineralgj a ab ab b c Aggregatstbilitet % b b c c Hobøl a 2-6 mm 0,6-2 mm VEAS FREVAR TAU Husdyrgj Mineralgj a bc b c c

9 Nye feltforsøk Ås: MOVAR, Bekkelaget og Sandefjord Øsaker (Østfold): FREVAR, MOVAR og VEAS Effekter av slam og kalk på tilgjengelig fosfor i jord og jordstruktur

10 P-AL og vannløselig fosfor, nytt felt Ås P-AL (mg P/100g) P-AL vår 11 P-AL høst 12 Vann-P (mg P/kg) 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 Vann-P vår 11 Vann-P høst Bekkelaget MOVAR Sandefjord NPK NK NK + kalk 0,2 0,0 Bekkelaget MOVAR Sandefjord NPK NK NK + kalk Tilført 1 tonn tørrstoff/daa Innblandet til cm dyp kg P/daa Bekkelaget 31 Movar 23 Sandefjord 30 Mineralgjødsel 1,4* *Årlig tilførsel

11 Potteforsøk -Planteopptak av fosfor (P) i slam - 12 slamtyper testet - Sammenlignet med mineral-p

12 Fosforopptak Sum 6 høstinger, 225 mg P/potte med slam (9 kg P/daa) P effektivitet % av Kontroll-9 P opptak (mg P/potte) Slam Kontroll Gjøvik 12 Sandefjord 15 Lillevik 18 Ullensaker 20 FREVAR 24 MOVAR Bekkelaget 28 0 NRA 28 IVAR IKS 30 HIAS 34 TAU, råslam 38 VEAS 39 P effektivitet % = ((Slam Kontroll-0)/(Kontroll-9 Kontroll-0))*100

13 Sammenheng mellom fosforopptak og fosforanalyse av slam Tester flere analysemetoder, eksempel: P opptak (mg P/potte) P opptak (mg P/potte) P-AL, 1:20 (mg P/potte) P-AL, 1:50 (mg P/potte)

14 Sammenheng mellom fosforopptak og jern og aluminium i slammet P opptak (mg P/potte) R² = 0,69 P opptak (mg P/potte) R² = 0, Total Al (mmol/kg) Total Al + 0,5 *Fe (mmol/kg)

15 WP 3 Fosfor i avrenning, startet i 2011 Øsaker (Østfold) FREVAR, MOVAR og VEAS

16 Fosfor i avrenning 100% 95% 90% 85% 80% Aggregatstabilitet Bedret aggregatstabilitet kan gi mindre jordtap og dermed også mindre fosfortap 75% 70% FREVAR MOVAR VEAS Mineralgj.

17 Fosfor i avrenning TP/partikler % Fosfat µgp/l 0, , ,15 0, , Veas Movar Frevar NPK 0 Veas Movar Frevar NPK Middel av 17 prøvetakinger og 2 gjentak Tilført 1 tonn tørrstoff/daa Innblandet til cm dyp Tilført P P-AL kg/daa Veas Movar 27 8 Frevar 11 5 Mineralgjødsel 1,4* 6 *Årlig tilførsel

18 WP 4 og 5 Potteforsøk, tungmetaller og organiske miljøgifter Bekkelaget, Movar og Sandefjord

19 Totalinnhold av metaller (mg/kg) Jord Bek Mov San Cr (0) 18 (0) 21 (0) Ni (I) 13 (0) 11 (0) Cu (II) 250 (II) 140 (I) Zn (II) 480 (II) 540 (II) As 4,9 1,8 2,1 3,1 Cd 0,25 0,89 (II) 0,76 (I) 0,72 (I) Pb (0) (0) 12 (0) 15 (0) Ag 0,11 2,5 3,7 2,3 Tilstandsklasser i parentes

20 Opptak av tungmetaller i byggkorn (mg/kg) Kontroll Bek Mov San Bakgr*. 2 t/daa 6 t/daa 2 t/daa 6 t/daa 2 t/daa 6 t/daa Cr <0,075 <0,077 <0,078 <0,081 <0,078 <0,072 <0,075 0,51 Ni 0,14 0,15 0,20 0,13 0,15 0,14 0,19 2,1 Cu 4,2 5,2 7,5 5,1 6,1 5,4 5,9 9,8 Zn As <0,0101 <0,0091 <LD <0,0112 <0,01 <0,0088 <LD Cd 0,034 0,047 0,063 0,040 0,045 0,037 0,035 0,08 Pb <0,082 <0,087 <0,081 <0,084 <LD <0,081 <LD 0,45 *Gjennomsnittlige bakgrunnsverdier for metaller i matplanter (Amundsen 2006)

21 Analyser av organiske fremmedstoffer i slam Avløpsanlegg Median 2011 TCPP (Tri-Klor-Isopropylfosfat) mg/kg TS 1,3 1 1,5 1,2 0,62 0,68 0,55 2,60 TPhP (Tri-Fenylfosfat) mg/kg TS <0.10 <0.10 <0.10 <0.10 <0.10 <0.10 <0.10 0,15 PentaBDE (brom. flammehemmer) µg/kg TS NonaBDE µg/kg TS < < DekaBDE (PBDE-209) µg/kg TS * Sum alky-benzensulfonater mg/kg TS Tonalide (AHTN; polysyklisk musk) mg/kg TS 1,7 2,1 1,2 1,2 0,86 1,5 0,96 0,80 Galaxolide (HHCB; polysykl.musk) mg/kg TS 4,6 8,4 3,4 0,37 1,8 6,5 7,5 9,55 Galaxolide lactone mg/kg TS 33 9,2 4,2 8,2 4,7 3,1 0,54 Sum PAH-16 mg/kg TS 0,4 n,d. 1,26 1,84 0,7 0,73 4,73 Bisfenol A mg/kg TS 0,29 0,31 0,46 0,73 0,93 2,2 0,31 0,43 4-iso-Nonylfenol (tekn.) mg/kg TS 3,6 3, ,8 4,9 4,4 4-t-Oktylfenol mg/kg TS 0,11 0,12 0,29 0,33 0,11 0,15 0,15 NP1EO (nonylfenol etoksilater) mg/kg TS 2,1 2,5 1,6 7,7 2,9 6,1 2,4 Di-(2-etylheksyl)ftalat (DEHP) mg/kg TS 9,8 14 6, ,6 13 Oktametylsyklotetrasiloksan mg/kg TS 0,02 0,016 0,026 0,016 < ,011 0,02 Dekametylsyklopentasiloksan (D5) mg/kg TS 0,22 0,13 0,6 0,11 0,13 0,16 0,34 Triklosan mg/kg TS 1,9 2,2 1,9 5,1 1,2 2 1,8 *Tidligere registrert maksverdi i Norge (Thomas et al. 2011) var 1700 ug/kg (målt i Arendal)

22 Videre utnyttelse av resultater fra potteforsøket Analyser av fremmedstoffer i jord og meitemark (og planter) fra karforsøket DTPA-ekstraherbare metaller i jord sammenliknes med tilførte mengder og opptak i planter for å beskrive biotilgjengelighet

23