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 Tre perspektiver Avløpsslam som fosforressurs: 18 tonn P/år samles i avløpsslam tilsvarer -25 % av Norges forbruk av P i mineralgjødsel Miljørisiko fosfortap: Slamtilførsel etter dagens regelverk gir stor fosfortilførsel Mattrygghet: Utgjør slamtilførsel en risiko for matkvaliteten? 1

2 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: 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) 2

3 WP 1 Videreføring av tidligere feltforsøk To feltforsøk med 3 typer slam med hovedfokus på effekter på jord (7 ) Hobøl Ås Veas, Frevar og Tau P-AL («plantetilgjengelig» fosfor) og vannløselig fosfor P-AL (mg P/g) P-AL vår 7 P-AL høst 7 P-AL høst 9 P-AL høst 12 P-vann (mg P/kg) 3, 2,5 2, 1,5 1,,5 P-vann vår 7 P-vann høst 7 P-vann høst 9, Veas Frevar Tau Mingj Veas Frevar Tau Mingj Veas Frevar Tau Min.gj. Veas Frevar Tau Min.gj. Ås Hobøl Ås Hobøl Tilført 2 tonn tørrstoff/daa Innblandet til -15 cm dyp kg P/daa Veas 3 Frevar 27 Tau 14 Mineralgjødsel 1-2* *Årlig tilførsel 3

4 Jordas fosforbindingsevne - målt som oksalatløselig jern og aluminium Veas Frevar Tau Min.gj. Veas Frevar Tau Min.gj. Fe-ox + Al-ox (mmol/kg) 7, før slamtilførsel 9 Ås Hobøl Jordstruktur - Aggregatstabilitet (Viktig for motstand mot erosjon) Aggregatstbilitet % ab ab ab bc a Ås 2-6 mm,6-2 mm VEAS FREVAR TAU Husdyrgj Mineralgj a ab ab b c Aggregatstbilitet % Hobøl 2-6 mm,6-2 mm a a b b b c c c bc c VEAS FREVAR TAU Husdyrgj Mineralgj 4

5 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 P-AL og vannløselig fosfor, nytt felt Ås P-AL (mg P/g) Bekkelaget MOVAR Sandefjord NPK P-AL vår 11 P-AL høst 12 NK NK + kalk Vann-P (mg P/kg) 1,4 1,2 1,,8,6,4,2, Bekkelaget MOVAR Sandefjord NPK Vann-P vår 11 Vann-P høst 11 NK NK + kalk Tilført 1 tonn tørrstoff/daa Innblandet til -15 cm dyp kg P/daa Bekkelaget 31 Movar 23 Sandefjord 3 Mineralgjødsel 1,4* *Årlig tilførsel 5

6 Potteforsøk -Planteopptak av fosfor (P) i slam - 12 slamtyper testet - Sammenlignet med mineral-p 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 FREVAR 24 MOVAR 26 Bekkelaget 28 NRA 28 IVAR IKS 3 HIAS 34 TAU, råslam 38 VEAS 39 P effektivitet % = ((Slam Kontroll-)/(Kontroll-9 Kontroll-))* 6

7 Sammenheng mellom fosforopptak og fosforanalyse av slam Tester flere analysemetoder, eksempel: 4 4 P opptak (mg P/potte) P opptak (mg P/potte) P AL, 1: (mg P/potte) P AL, 1:5 (mg P/potte) Sammenheng mellom fosforopptak og jern og aluminium i slammet 4 4 P opptak (mg P/potte) R² =,69 P opptak (mg P/potte) R² =, Total Al (mmol/kg) Total Al +,5 *Fe (mmol/kg) 7

8 WP 3 Fosfor i avrenning, startet i 11 Øsaker (Østfold) FREVAR, MOVAR og VEAS Fosfor i avrenning % 95% 9% 85% 8% Aggregatstabilitet Bedret aggregatstabilitet kan gi mindre jordtap og dermed også mindre fosfortap 75% 7% FREVAR MOVAR VEAS Mineralgj. 8

9 Fosfor i avrenning TP/partikler % Fosfat µgp/l,25 15,2 125,15,1, Veas Movar Frevar NPK Veas Movar Frevar NPK Middel av 17 prøvetakinger og 2 gjentak Tilført 1 tonn tørrstoff/daa Innblandet til -15 cm dyp Tilført P P-AL kg/daa Veas Movar 27 8 Frevar 11 5 Mineralgjødsel 1,4* 6 *Årlig tilførsel WP 4 og 5 Potteforsøk, tungmetaller og organiske miljøgifter Bekkelaget, Movar og Sandefjord 9

10 Totalinnhold av metaller (mg/kg) Jord Bek Mov San Cr () 18 () 21 () Ni (I) 13 () 11 () Cu 23 (II) 25 (II) 14 (I) Zn (II) 48 (II) 54 (II) As 4,9 1,8 2,1 3,1 Cd,25,89 (II),76 (I),72 (I) Pb () () 12 () 15 () Ag,11 2,5 3,7 2,3 Tilstandsklasser i parentes 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 <,75 <,77 <,78 <,81 <,78 <,72 <,75,51 Ni,14,15,,13,15,14,19 2,1 Cu 4,2 5,2 7,5 5,1 6,1 5,4 5,9 9,8 Zn As <,1 <,91 <LD <,112 <,1 <,88 <LD Cd,34,47,63,4,45,37,35,8 Pb <,82 <,87 <,81 <,84 <LD <,81 <LD,45 *Gjennomsnittlige bakgrunnsverdier for metaller i matplanter (Amundsen 6)

11 Analyser av organiske fremmedstoffer i slam Avløpsanlegg Median 11 TCPP (Tri-Klor-Isopropylfosfat) mg/kg TS 1,3 1 1,5 1,2,62,68,55 2,6 TPhP (Tri-Fenylfosfat) mg/kg TS <. <. <. <. <. <. <.,15 PentaBDE (brom. flammehemmer) µg/kg TS NonaBDE µg/kg TS < < DekaBDE (PBDE-9) µg/kg TS * Sum alky-benzensulfonater mg/kg TS Tonalide (AHTN; polysyklisk musk) mg/kg TS 1,7 2,1 1,2 1,2,86 1,5,96,8 Galaxolide (HHCB; polysykl.musk) mg/kg TS 4,6 8,4 3,4,37 1,8 6,5 7,5 9,55 Galaxolide lactone mg/kg TS 33 9,2 4,2 8,2 4,7 3,1,54 Sum PAH-16 mg/kg TS,4 n,d. 1,26 1,84,7,73 4,73 Bisfenol A mg/kg TS,29,31,46,73,93 2,2,31,43 4-iso-Nonylfenol (tekn.) mg/kg TS 3,6 3, ,8 4,9 4,4 4-t-Oktylfenol mg/kg TS,11,12,29,33,11,15,15 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,2,16,26,16 <.,11,2 Dekametylsyklopentasiloksan (D5) mg/kg TS,22,13,6,11,13,16,34 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. 11) var 17 ug/kg (målt i Arendal) 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 11

12 12