Avløpsslam – en verdifull kilde til fosfor

slamforsøk_greipsland

I Slamprosjektet har forskere undersøkt ulike slamtyper for å finne ut hvor mye plantetilgjengelig fosfor som finnes i slam. Her ser vi et bilde av noen av laboratorieanalysene som ble foretatt av slammet. Foto: Inga Greipsland, NIBIO.

Avløpsslammet som tilføres norske åkre inneholder mye fosfor som det dessverre er vanskelig for plantene å nyttiggjøre seg av. Derfor tilføres det ofte mineralsk fosfor i tillegg for å sikre plantevekst. Det er uheldig av flere årsaker, og noe forskere nå har forsøkt å gjøre noe med.

Avløpsslam er restproduktet som blir igjen etter at avløpsvann er blitt renset. Slammet inneholder store mengder organisk materiale og fungerer derfor utmerket som jordforbedringsmiddel i jord der det ellers er lavt innhold av organisk materiale.

Organisk materiale er viktig for jordens struktur. Dette har igjen stor betydning for plantenes evne til å skaffe seg vann og næring. Bedre jordstruktur reduserer dessuten risikoen for erosjon.

Tilførsel av avløpsslam i norsk jordbruk ser vi mest der det drives ensidig korndyrking med mineralgjødsel. Uten slam, blir ikke denne jorden tilført særlig mye organisk materiale, og den lille mengden som finnes, vil sakte, men sikkert minke.

Ved hjelp av slammet kan kornvekstene lettere ta til seg fosforet og de andre næringsstoffene fra tilført mineralgjødsel.

 

Store mengder fosfor i avløpsslam

Men det er altså ikke bare mineralgjødsel som inneholder mye fosfor. Det gjør også avløpsslammet.

Faktisk utgjør mengden fosfor som blir renset fra norske avløp hele 1900 tonn i året. Til sammenlikning er et årlig forbruk av fosfor i mineralgjødsel i Norges jordbruk på 8000-9000 tonn.

Så hvorfor slår man ikke to fluer i ett smekk ved å sørge for at avløpsslammet som likevel tilføres, i tillegg til å forbedre jordstrukturen, også dekker plantenes fosforbehov?

Man skulle jo tro at en slik resirkulering av fosforet fra avfallet vårt var en god idé, særlig med tanke på at mineralgjødsel inneholder ikke-fornybar fosfor fra gruver som er i ferd med å tømmes.

Dessverre er det ikke så enkelt. Seniorforsker Anne Falk Øgaard fra NIBIO, som nettopp har avsluttet et prosjekt om dette, forklarer:

– Til nå har man antatt, delvis med rette, at fosfor i avløpsslam er såpass sterkt bundet opp i kjemiske forbindelser fra renseprosessen at plantene bare i liten grad klarer å dra nytte av det. Usikkerhet omkring hvor mye plantetilgjengelig fosfor som finnes i avløpsslam er grunnen til at bønder ikke alltid reduserer tilførselen av fosfor gjennom mineralgjødsel på arealer der det også er tilført slam.

Denne praksisen er uheldig av to årsaker. For det første er det sløsing med en begrenset ressurs. For det andre kan det bli en opphopning av fosfor i jorden når det tilføres fosfor både fra mineralgjødsel og avløpsslam.

Fosfor som ikke utnyttes til plantevekst, utgjør en potensiell miljørisiko i form av fosfortap til nærliggende bekker og vassdrag.    

Slamspredning_ArneHaarr_cropped.jpg
Avløpsslam inneholder mye organisk avfall og blir derfor brukt som jordforbedrings-middel. Slammet utgjør også en potensielt betydningsfull fosforkilde, men til nå har lite av dette fosforet vært tilgjengelig for planteopptak. I et nylig avsluttet forskningsprosjekt, har forskere fra NIBIO og NMBU blant annet forsøkt å finne ut hvordan fosforet i avløpsslam kan gjøres mer tilgjengelig for planteopptak, med håp om at tilførselen av mineralsk fosforgjødsel til gjengjeld kan reduseres noe. Foto: Arne Haarr, Norsk Vann.

Slamprosjekt igangsatt

På bakgrunn av dette, ble Slamprosjektet satt i gang for fire år siden. Da hadde det lenge vært diskutert hvor tilgjengelig fosforet i avløpsslammet egentlig var for åkerplantene.

– Mens noen mente at fosforet i avløpsslammet har god plantetilgjengelighet, viste en del forskning at det faktisk ikke er tilfellet. Det har imidlertid vært dårlig med dokumentasjon på hvor mye plantetilgjengelig fosfor det faktisk finnes i avløpsslam, sier Øgaard som ledet prosjektet.

– I løpet av prosjektperioden har vi undersøkt hvordan man kan dokumentere slammets innhold av plantetilgjengelig fosfor, for slik å kunne få til en bedre tilpassing av den andre fosfortilførselen, altså den som skjer gjennom mineralgjødsel, forteller hun.

– Et annet spørsmål vi har vært opptatt av, er hvorvidt det er mulig å forbedre fosfortilgjengeligheten i slammet ved å optimalisere og endre på prosessene som foregår i renseanleggene.

 

Sterke kjemiske bindinger

Det som foregår i renseanleggene, er nemlig kompliserte saker. For å skille ut rent vann fra avløpsvannet, blir det tilført jernsalter og/eller aluminiumsalter som blant annet feller ut fosfor fra vannet. Dette havner i restproduktet, som altså er avløpsslammet. Disse metallene binder fosforet sterkt i slammet, og gjør at næringsstoffet blir lite tilgjengelig for planter.  

Resultatene fra forsøkene som forskerne har gjort i Slamprosjektet, viser imidlertid at det finnes løsninger på dette. Ved å unngå å bruke mer fellingskjemikalier enn absolutt nødvendig, og ved å bruke jernsalter i stedet for aluminiumsalter, kan man få et slam der fosforet er enklere for planten å ta til seg.

– Det ser nemlig ut til at fosfor binder seg hardere til aluminium enn til jern. Det betyr at hvis fellingskjemikaliene som brukes for å rense avløpsvann kun inneholder jern, så vil en større andel av fosforet i slammet være tilgjengelig for plantene, enn hvis kjemikaliene også inneholder aluminium, forteller Øgaard.

– Vi har også funnet ut at ved å tilsette kalk, vil fosforet heller binde seg til kalsiumet i stedet for aluminiumet. Kalsiumforbindelsen er ikke like sterk som aluminiumforbindelsen, noe som gjør at fosforet blir betraktelig mer tilgjengelig for plantene når slammet tilsettes jorden, sier hun.

 

Fosfortilgjengelighet gir miljørisiko

Her oppstår det imidlertid et dilemma: Jo mer plantetilgjengelig fosfor som finnes i slam, desto større risiko er det for fosfortap gjennom for eksempel avrenning fra jordene.

– God fosfortilgjengelighet og miljørisiko er dessverre to sider av samme sak. Hvis vi får til god fosfortilgjengelighet i avløpsslammet, vil dette samtidig medføre økt risiko for tap. Det betyr at hvis man har en god tilgjengelighet, så må man tilføre mindre mengder slam for å unngå fosfortap, men da blir jo også jordforbedringseffekten mindre, sier Øgaard.

– Løsningen her ligger i å ha oversikt over hvor mye fosfor som totalt er tilført jorden, slik at vi unngår overdosering med medfølgende risiko for fosfortap, sier hun.

 

Fosforregulering bør innføres

Øgaard mener at det bør innføres regler for hvor mye fosfor det er tillatt å tilføre med avløpsslam. Etter dagens regelverk for hvor mye slam som kan tilføres, kan nemlig de mest fosforrike slamtypene gi langt mer fosfor enn det som er plantenes behov.

– I Norge har vi per i dag begrensninger kun hva angår tungmetallinnholdet i slam. Sverige har derimot begrensninger knyttet til både fosfor og tungmetall, og det er på tide at vi innfører dette her i landet også, sier hun.

– Ved å endre på prosessene i avløpsanleggene, kan vi gjøre fosforet i slammet mer tilgjengelig for planteopptak, slik at tilførselen av fosfor i mineralgjødsel kan reduseres. På denne måten benytter vi oss ikke i like stor grad av de få mineralske fosforressursene som er igjen i verden.

Sammen med kollegaer fra NIBIO og NMBU, har Anne Falk Øgaard funnet frem til gode analysemetoder for hva slammet inneholder, som også sier noe om forskjellen i tilgjengelighet av fosfor.

– Resultatene fra forsøkene våre gjør at vi nå vet mer om den faktiske fosfortilgjengeligheten i dagens slam, og hvordan det er mulig å optimalisere den med dagens rense- og slambehandlingssystemer.

– Det er likevel et faktum at uansett hvor godt man optimaliserer prosessene i dagens renseanlegg, så vil fosforet aldri kunne være like tilgjengelig som det er i mineralgjødsel. Til det må det annen teknologi til, sier hun.

Til slutt har Øgaard følgende råd å gi: Har man tilført avløpsslam i jord, bør man alltid ta analyser av jorden i etterkant, for så å styre videre gjødsling ut fra eventuelle verdiendringer. Slik kan man være med å bidra til at tilførselen av mineralsk fosforgjødsel i hvert fall kan reduseres noe.

KONTAKTPERSON
Fakta om prosjektet

I prosjektet Avløpsslam til landbruksarealer – resirkulering av fosfor og mattrygghet, har hovedmålet vært å øke erstatningen av fosfor i mineralgjødsel med fosfor i avløpsslam uten å risikere negative effekter på miljø eller mattrygghet. Prosjektet hadde sitt avslutningsseminar i desember 2015. Finn mer informasjon om prosjektet og presentasjonene fra seminaret på slamprosjektets nettside.

Tekst frå www.nibio.no kan brukast med tilvising til opphavskjelda. Bilete på www.nibio.no kan ikkje brukast utan samtykke frå kommunikasjonseininga. NIBIO har ikkje ansvar for innhald på eksterne nettstader som det er lenka til.