VURDERING AV RISIKO FOR UTVASKING AV NÆRINGSSTOFFER FRA SLAMLAGER (Produktlager Agronova)
2 Bakgrunn Det er i henhold til etterbehandlingsmanual lagt opptil at Agronova AS skal produsere fire forskjellige slambaserte produkter: Agrogjødsel (SF 9010 (v/v)): utråtnet slam tilsatt 10 % Superfibral Vekstjord (TAS 403030 (v/v)): torv, Agrogjødsel og sand Anleggsjord (KAS 40 30 30 (v/v)): kompost, Agrogjødsel og sand Toppdressing (SA 70 30 (v/v)): Sand og Agrogjødsel Produktene inneholder ulike mengder organisk materiale i form av utråtnet slam. Det må naturligvis være slik at dess mer organisk materiale dess høyere gjødselverdi, og desto større er sannsynligheten for mobilisering av næringsstoffer. På grunn av at behovet/etterspørselen av jordforbedringsprodukter er sesongbetont er det forventet at man må sitte med et lager i påvente av sesongstart. Agronova AS har opparbeidet et midlertidig mellomlager for ferdig materiale. Området ligger nedstrøms anlegget på Agrosol og oppstrøms en liten bekk/elv. I tillegg til aktiviteten hos Agronova AS har også Movar avfallsrelatert aktivitet i det samme området. Moss kommune har ytret bekymring for muligheten for at slamlageret kan bidra til å forurense bekkedraget nedstrøms mellomlageret. Det er antatt at dette først og fremst er rettet mot eventuelle problemer med eutrofiering. Det er derfor fokusert på mobilisering av næringsstoffene fosfor og nitrogen. I tillegg er det også tatt med en vurdering av mobilisering av organisk karbon. Råstoffer Slam Slammet som brukes er prosessert blant annet i Søndre Follo renseanlegg. Slammet har sin opprinnelse fra mekanisk og kjemisk felling. Som fellingskjemikalium brukes PAX 18 som består av prepolymerisert Al. I tillegg brukes polyakrylamid som hjelpekoagulator. Renseanlegget er dimensjonert for en hydraulisk belastning tilsvarende 25000 PE. Det har vært problemer med påslipp fra en galvanoseringsbedrift. Dette er nå løst ved at virksomheten har installert eget renseanlegg med forbehandling før tilkobling til kommunalt nett. Slammet fra Søndre Follo utgjør ca 50 % av den totale slamleveransen. Den resterende mengden er levert fra to andre anlegg med tilsvarende behandling. Slammet prosesseres i en mesofil utråtning før avvanning til ca 25 %. For å oppnå en tilfredsstillende avvanning tilsettes polyakrylamid som hjelpekoagulant. Dette for å unngå at kreftene som slammet utsettes for under avvanning ikke skal medføre at partiklene bryter sammen. Superfibral Avisfiberen produseres som allerede nevnt av avisfiber tilsatt en andel Boraks og polyakrylamid. En strukturformel av akrylamid er vist i Figur 1. Polymeren som brukes i produksjon av Superfibral inneholder kjeder sammensatt av akrylamid monomer. I tillegg tilføres slammet polyakrylamid både via felling og avvanning. Dette er det samme produktet som brukes som hjelpekoagulator for å opprettholde stabile fnokker under utfelling av slam i renseanlegget. Totalt vil denne polymeren ha innvirkning på stabiliteten av det slambaserte jordforbedringsproduktet som produseres på Agrosol og senere legges på mellomlager. O N H 2 Figur 1. Akrylamid
3 Opparbeiding av mellomlager Etablering av mellomlager er beskrevet i internkontrollen hos Agronova AS ( IK/KS etterbehandlingsmanual slambehandling). Det er opparbeidet et område på 10000 m 2 i henhold til daglig leder. Manualen skal sikre at sluttproduktet etter hygienisering blir håndtert forskriftsmessig. I punkt 3 er det gitt en detaljert beskrivelse av hvordan området for mellomlager skal opparbeides. Det skal være etablert et topplag som består av stensand (02) i en tykkelse på 10 cm. For å hindre overflateavrenning etableres det en forhøyning i terrenget som består av torvjord. Maksimum mengde kompostmateriale på lager er 3000 tonn materiale med en TS på om lag 30 % 1. Kompostproduktene lagres i hauger og opptar ca 5000 m 2. Når materialet skal tas ut av mellomlager skrelles filterlaget og torvmassen av og blandes sammen med slamkomposten. Dette for å unngå at materiale blir liggende igjen og dermed kan bidra til ukontrollert spredning av næringsstoffer. Mellomlageret er ingen permanent ordning. Potensial for utvasking forutsetninger Utvasking av næringsstoffer vil avhengig av nedbørsmengde og tilgjengeligheten for utvasking av de respektive næringsstoffer. Det er hentet ut nedbørsdata fra den meteorologiske stasjonen på Rygge. I 2005 var den totale mengden nedbør målt på denne stasjonen 735 mm. Vi antar at produktene lagres i 6 måneder. Det betyr at lagret utsettes for 368 mm nedbør eller 368 l/m 2. Vi antar videre at overflaten som eksponeres er 5000 m 2 og at det er produktet Agrogjødsel SF 9010 som er på mellomlager. Dette innebærer en worst case situasjon som utgangspunkt for beregning av utlekking. Dette på grunn av den høye konsentrasjonen av slam i produktet. Næringsstoffer kan mobiliseres både i løst form og via partikler. I og med etablering av torvvoll og stensand som underlag er det antatt at SS (suspendert stoff) ikke vil bidra til transport av næringsstoffer. Det er derfor kun potensialet for spredning av næringsstoffer i løst form som er betraktet i denne vurderingen. Dette innebærer at det ikke er tatt hensyn til adsorpsjonskapasiteten for løst materiale i torv og stensand. I JOVAprogrammet (Jordog vannovervåkning i landbruket) er ulike nedbørsfelt med ulik driftspraksis studert med hensyn på avrenning av næringsstoffer. Det er felt hvor det dyrkes korn, gras, grønnsaker og poteter 2. Potensiell avrenning fra mellomlager er sammenlignet med JOVA. Mobilisering av Fosfor Slammet som brukes i produktene som produseres på Agrosol er basert på et slam som er felt med Aluminium. Salter etablert mellom fosfater og aluminium regnes som sterke/stabile interaksjoner. I forhold til plantetilgjengelighet er dette uheldig. Vurdert i forhold til utvasking er det en fordel. Det er gjennomført analyser både med hensyn på totalt innhold av fosfor i produktet og hva som kan tenkes å lekke ut. Sistnevnte er et mål på mengden vannløselig fosfor i produktet. 1 Agronova AS, varedeklarasjon SF 9010, (2005) 2 S. M. Vandsemb, M. Bechmann, H. O. Eggestad, L. Øygarden, J. Deelstra, Erosjon og næringsstofftap fra jordbruksarealer resultater fra jord og vannovervåkning i landbruket (JOVA) 2002/03, Jordforsk rapport 102/03, desember (2003)
4 Tabell 1. Fordeling av P i forskjellige faser Parameter/metode Fosfor (g/kg TS) Referanse Total 12 16 Varedeklarasjon SF 9010 Vannløselig ** 0,009 NOV01928505 Vannløselig** 0,9 mg/l Analysedata er manuelt overført fra rapporter og til regneark. Det tas derfor forbehold om mulige feil. * Plantetilgjengelig P ** Bestemt ved utlekkingstest (L/S=10) Som det fremgår av tabellen er potensialet for utvasking via vannfase fra Agronovagjødsel 0,064 % av den totale mengden fosfor i materialet. Sammenlignes nivået med mineralgjødsel måtte dette regnes å være svært lavt. Med bakgrunn i en utlekking som tilsvarer 0,9 mg/l vil det med antatt areal og nedbør kunne vaskes ut maksimalt 1,7 kg P/år eller 340 g/dekar. I JOVA programmet fant man en avrenning som varierte mellom 20 til 200 g/dekar fra kornområdene. Dette er i følge programmet lavere enn gjennomsnittet. Fra et område med korn og grasproduksjon ble det registrert en avrenning på 650 g/dekar 2. Dette betyr at den potensielle avrenningen fra mellomlageret er på størrelse med fosforavrenning fra et jordbruksareal. Mobilisering av Nitrogen Nitrogenet foreligger på forskjellig oksidasjonsnivå og representerer på den måten ulike problemer i miljøet. Slammet som utnyttes på Agrosol er som allerede nevnt basert på utråtning. Det betyr at uorganisk nitrogen vil foreligge i stor grad på redusert form nemlig NH 4 + når det prosesseres på anlegget. Dette fremgår også av Tabell 2. Når nitrogenet foreligger på formen NH 4 + vil dette kunne skape større problemer i miljøet fordi oksidasjon til NO 3 representerer et oksygenkrav. Som nitrat representerer nitrogenet næring for plantene. Tabell 2. Fordeling av nitrogen i ulike faser Parameter/metode Nitrogen Referanse Total 1721 g/kg TS Varedeklarasjon SF 9010 NO 3 0,034 g/kg TS Varedeklarasjon SF 9010 + NH 4 1,2 g/kg TS Varedeklarasjon SF 9010 Vannløselig* NO 3 < 1 mg N/kg TS NOV01928505 Vannløselig* NO 2 1,35x10 4 g/kg TS NOV01928505 + Vannløselig* NH 4 0,37 g/kg TS NOV01928505 Vannløselig* NO 3 <0,10 mg N/l NOV01928505 Vannløselig* NO 2 0,0041 mg N/l NOV01928505 + Vannløselig* NH 4 29 mg N/l NOV01928505 Analysedata er manuelt overført fra rapporter og til regneark. Det tas derfor forbehold om mulige feil. * Bestemt ved utlekkingstest (L/S=10) Tar vi utgangspunkt i antagelsene over og konsentrasjonene i Tabell 2 vil utlekking av nitritt være 7,5 g/år. På formen ammonium vil det maksimalt kunne lekke ut 53 kg/år via
5 regnevannet. Totalt nitrogentap vil derfor maksimalt være 53,01 kg/år eller 10,6 kg/dekar. På grunn av at det er bare de øverste lagene i overflaten som vil bidra til mobilisering er det forventet at utlekkingen er vesentlig lavere. I JOVA programmet fant man en avrenning som varierte mellom 1,8 til 4,6 kg N/dekar fra to av kornområdene. Dette er på nivå med tidligere målinger. I det tredje kornfeltet ble det målt 6 kg N/dekar. I et område hvor man har et noe mer variert bruk hvor også grønnsaker og poteter inngår fant man en avrenning på 12 kg N/dekar 2. Potensiell avrenning fra mellomlageret er derfor i det øvre sjiktet sammenlignet med nitrogenavrenning fra resultatene i JOVAprogrammet, men innenfor den situasjonen som jordbruket representerer. Mobilisering av organisk karbon Basert på analyser av glødetap er nivået av organisk innhold 60 til 70 % av TS 1. Måling av DOC viser at mobilisering av karbon er 0,38 g/kg TS eller 0,19 g/l i en L/S 10 utlekkingstest. Målinger i sigevann fra komposteringssprosser har vist svært varierende resultater. Fra et reaktorkomposteringsanlegg er det målt nivåer av BOF som ligger på 860 mg O 2 /l mens KOFnivået var vesentlig høyere 3. Dette er imidlertid fra den intensive fasen og en må påregne langt mindre avrenning fra et stabilt materiale på et mellomlager. Vurderes utlekkingsnivået i henhold til forslag til nytt Vedlegg II i avfallsforskriftens kapittel 9 er nivået satt til 0,5 g/kg TS for deponering på et inert deponi. Utlekkingsnivået fra mellomlageret er lavere enn denne grenseverdien og kan derfor betraktes som inert i en slik sammenheng. Tar vi utgangspunkt i antagelsene over, og et målt utlekkingsnivå på 0,19 g/l vil det mobiliseres i løpet av året 349 kg organisk karbon eller 69,8 kg/dekar. Konklusjon Forutsatt at utlekkingstesten representerer produkt SF 9010 er det beregnet en worst case utlekking med hensyn på nitrogen, fosfor og organisk karbon på løst form. Det er forutsatt at det kun er denne typen materiale som er lagret. Videre er det antatt at hele lageret blir vasket igjennom av regnvann. Dette er en betydelig overestimering. Utlekking med hensyn på nitrogen og fosfor er derfor antatt å være lavere enn de nivåene som er satt opp i denne rapporten. Det samme resonnementet er brukt for å beregne utlekking av karbon. Det bør gjennomføres verifiserende utlekkingstester av hele produktspekteret på Agrosol. Biologisk stabilitet av fiber er ikke kjent men kan påvirke utlekkingsregimet på sikt. Det er forventet at torvvollen bidrar til å holde tilbake SS og løste næringsstoffer Adsorpsjonseffekten i stensand er ikke kjent Potensiell avrenning av P er sammenlignbar med avrenning fra et jordbruksareal. Potensiell avrennig av N er innenfor resultatene funnet i avrenning fra jordbruksarealer Potensiell utlekking av løst organisk karbon er lavere enn kravene foreslått for deponering på inert deponi. Uttak fra mellomlageret bør overvåkes/gjennomgås for å redusere sannsynligheten for et ekstremutslipp. 3 B. E. Berg, O. Bergersen, K. E. Ødegård, Utslipp fra komposteringsanlegg, SINTEF rapport, STF80 A04116, (2005)
6 Videre arbeid For sikre at resultatene er representative bør det lages en prøvetakingsplan som har til hensikt å overvåke/verifisere situasjonen. Denne bør blant annet inkludere utlekkingstester av hele produktspekteret på Agrosol. Sistnevnte er viktig fordi en må forvente at produktene som inneholder mindre slam, vil representere mindre avrenning, og dermed bidra til en redusert risiko for forurensning. I tillegg bør det gjennomføres prøveuttak for å verifisere tilbakeholdelse i det etablerte underlaget adsorpsjonseffekten i stensand. I henhold til sistnevnte kan materialet bygges inn i en utlekkingstest og dermed direkte verifiseres i laboratoriet. Prøvetakingsplanen bør oversendes miljømyndigheten før denne iverksettes.