4.1.1 Overordnet sammensætning

Jordene fra Lobbæk og Valby indeholdt kalk og havde derfor også et relativt højt pH. Disse jorde havde sammen med Kauslunde 2 et højt indhold af humus og total N og høje tal for K, Mg og Ca. Jordene fra Kibæk er næringsfattige med lave tal for K, Mg og Ca og havde tillige lave pH-værdier. Specielt Kibæk 1 havde et pH på et niveau, hvor mange plantearter vil mistrives. Jorden Kauslunde 1 var meget ekstrem med meget høje værdier for Na, formentlig hidrørende fra anvendte imprægneringskemikalier. Det høje indhold af Na var formentlig årsag til en for denne jord meget ubekvem (klistret) karakter.

4.1.2 Indhold af spormetaller

Jordprøvernes partielle (salpetersyreoplukning) indhold af sporelementer er angivet i tabel 4.3. Af tabellen fremgår endvidere de toksikologiske kvalitetskriterier i jord for de enkelte elementer (Nielsen et al., 1995).

Af resultaterne ses det, at prøvernes indhold af sporelementer varierer med lokaliteten og kilderne til forurening på de forskellige lokaliteter, se afsnit 3.1.

De to prøver fra Kauslunde-lokaliteten er karakteriseret ved meget høje indhold af arsen og kobber, helt op til 1,8 g As/kg og 11 g Cu/kg jord i den ene prøve. Så høje indhold af især Cu i jord må almindeligvis antages at gøre jorden uegnet til vækst af planter, hvilket også blev observeret i form af områder med ingen eller ringe plantevækst. Ud over arsen og kobber er prøverne moderat (op til faktor 2 af kriterieværdien) forurenet med bly, cadmium (kun Kauslunde 2) og krom (kun Kauslunde 2).

Prøverne fra Lobbæk indeholder middelhøje (op til faktor 5 af kriterieværdien) niveauer af cadmium og zink samt meget høje (over faktor 10 af kriterieværdien) niveauer af bly.

Prøverne fra Valby indeholder forhøjede koncentrationer af arsen, cadmium, krom, kobber, bly og zink, dvs. næsten alle analyserede metaller. I forhold til kriterieværdierne er niveauerne af cadmium og bly høje, mens de øvrige er moderate.

Prøverne fra Kibæk er udelukkende forurenet med bly, der optræder i 3 til 10 gange kriterieværdierne.

Sammenfattende viser karakteriseringen af jordprøverne, at disse repræsenterer en bred variation af jordtyper, for så vidt angår overordnet kornstørrelsessammensætning, pH, indhold af kalk og organisk stof samt plantenæringsstoffer. Med hensyn til indhold af spormetaller dækker prøverne flere af de metalforureninger, man støder ind i Danmark, både for så vidt angår koncentrationsniveauer og sammensætning.

4.2 Vækstkammerforsøg

Det høstede udbytte af planternes overjordiske dele fremgår af fig. 4.1.

Jordene fra Kauslunde var, som også jordanalyserne viste, generelt dårlige som vækstmedium for planterne. Alle de først afprøvede planter døde på Kauslunde 1, og trivslen på Kauslunde 2 var generelt meget dårlig, dog gav pilen (S. burjatica) et vist udbytte her.

Plantning af hvene (Agrostis capillaris) viste, at denne var i stand til at overleve på Kauslunde 1, og den gav på Kauslunde 2 en afgrøde af normalt udseende og med tilsyneladende normal vækst.

Det maksimale udbytte af pil og sareptasennep (B. juncea) var af samme størrelsesorden, medens udbyttet for de øvrige arter var en faktor 4-5 lavere.

Hvis der ses bort fra jordene fra Kauslunde, havde senneppen det mest stabile udbytte på de resterende jorde, medens pilen og pengeurten (T. caerulescens) og især amarant-populationerne varierede en del. De nævnte arter gav alle lave udbytter på Valby 1, og for pengeurten og amaranten (A. retroflexus) også på Kibæk 1, medens pilen gav det største udbytte på Kibæk 1.

De to Amarant-populationer var ikke helt identiske i reaktion over for jordene, ’Iowa’ gav sit højeste udbytte på Kibæk 2, medens ’Washington’ gav sit højeste udbytte på Lobbæk 1.

En karakteristik af planternes vækst bedømt undervejs med bemærkninger om tegn på eventuel manglende sundhed er opstillet i tabel 4.4.

Tabel 4.5 angiver højder for sennep og pil ved høst samt blomstringsstadium for sennep. Udviklingen var stærkt retarderet på Kauslunde 2. For sennep fandtes den største højde og mest fremskredne blomstringsudvikling på Valby 2, medens de største højder for pil fandtes på Kibæk-jordene.

Højder blev ikke målt på øvrige plantearter. Pengeurten var stadig på rosetstadiet, med en enkelt plante med synlig blomsterstand i hjerteskuddet, medens hvenen var i buskningsstadiet eller med nedliggende vækst. Amaranten var af noget forskelligt udseende for de to populationer. ’Iowa’ var uden synlig blomsterstandsdannelse på høsttidspunktet og var stadig busket, medens ’Washington’ havde tendens til blomsterstandsdannelse meget tidligt og havde nedliggende stængler.

4.2.2 Rodudbytte

Udbyttet af den isolerede rodmængde fremgår af tabel 4.6, dels mængden af rodtørstof pr. kar, dels i procent af den høstede topmængde (vægtprocent).

Bortset fra Kauslunde 2, blev den største rodmængde isoleret fra senneppen med 24-30 g tørstof pr. kar, som tillige var ret stort set i forhold til toppen (16-24% af topudbyttet). For pilen udgjorde rodmængden under 10% af topmængden. For pengeurten og amaranten var rodudbytterne små mængdemæssigt, men kunne udgøre over 10% af topmængden. Rodudbyttet af pengeurten synes procentvist set at være højere på de sandede Kibæk-jorde end på de øvrige jorde.

Hvenen havde en meget høj rodandel, hvilket formentlig hænger sammen med, at græsset har en trevlerod med øverligt liggende rodsystem, som bevirker, at det var let at få det meste af rodsystemet med. I praksis vil høst af stub med rodsystem betyde medtagning af en stor mængde jord, som hænger fast i græssets system af trevlerødder. Adskillelse af jord og rødder vil i praksis være vanskelig.

*) Højde målt ved høst 4. maj, dels lave rosetplanter, dels planter med lidt stængelstrækning.

4.2.3 Overførsel af udbytteresultater til markforhold

Overfladearealet på dyrkningskarrene udgør ca. 0,1 m², og en direkte arealmæssig omregning af høstudbyttet fra g tørstof pr. kar til ton tørstof pr. hektar kan således ske ved division med 10. Dette giver for senneppen og pilen

et maksimalt udbytte på 15–17 tons tørstof/ha, hvilket umiddelbart forekommer højt i løbet af den begrænsede væksttid på 2 – 2½ måneder.

Imidlertid gør flere faktorer sig gældende, som gør, at det næppe vil være muligt at opnå så høje produktionstal i en vækstsæson under markforhold. I klimakammeret voksede planterne under optimale temperatur- og lysforhold svarende til gode sommermåneder, og planterne var hele tiden velforsynede med vand. Desuden er der etableret et relativt stort plantetal, og jorden er gjort rimeligt bekvem i hele dybden. På den anden side vil en normal vækstsæson strække sig over længere tid, hvilket dog er afhængigt af afgrødens stadium ved ønsket høsttid.

Forsøg med korn i den her anvendte kartype giver almindeligvis et dobbelt så stort udbytte arealmæssigt som i marken. For senneppen, som ved høst var i et stadium med noget nær maksimalt opnåeligt udbytte, kan der formentlig ved division med 2 fås et godt skøn over det opnåelige udbytte under markforhold, dvs. 7-8 tons tørstof/ha.

For de øvrige arter var der ikke opnået maksimalt udbytte for en vækstperiode, således at division med 2 er en for stærk reduktion. Formentlig kunne der ved fortsættelse af dyrkningen være opnået hen imod det dobbelte udbytte på de mest velegnede jorde for pengeurten, amaranterne og hvenen, således at det under markforhold opnåelige udbytte svarer til det høstede i karrene. For pilen er det lidt vanskeligere at vurdere udbyttepotentialet under markforhold, men i mange danske forsøg er opnået 7-9 tons tørstof/ha ved høst om vinteren uden blade. Med henblik på maksimal fjernelse af tungmetal kan det overvejes at høste pil i efteråret med blade, hvorved udbyttet vil øges med ca. 2 tons tørstof/ha.

Udbytteniveauet under markforhold vil generelt afhænge af hvor intensiv pasning afgrøden gives. Ved vanding i tørre perioder samt optimal gødskning og renholdelse for ukrudt kan forventes 50-100% merudbytte i forhold til ekstensiv pasning.

Udbytte-, etablerings- og høstmæssigt synes Brassica juncea at være en god og nem art at dyrke. Salix burjatica synes udbyttemæssigt også at være en god art, men her er etablering og høst lidt vanskeligere end for sennep. Imidlertid kan der efter plantning af pil normalt høstes på de samme planter i adskillige år. Thlaspi caerulescens, Amaranthus retroflexus og Agrostis capillaris kan forventes at give noget mindre udbytter.

4.3 Planteanalyse

Tabel 4.7 viser indholdet af de 7 sporelementer i plantematerialet.

Af tabel 4.7 fremgår det, at der som forventeligt er store forskelle mellem koncentrationerne af de forskellige metaller planter og jordprøver imellem. Forskellene viser, at visse af de metaller, som findes i forhøjede koncentrationer i jorden, kan optages af visse planter, mens andre planter ikke optager metallerne i mængder af betydning. At der sker et optag af metaller, hvor de optræder i forhøjede koncentrationer i jorden, og modsat kun sker et ubetydeligt optag af metaller, hvor de i jorden findes i lave koncentrationer, er en indikation af, at forsøgene, behandlingen og analyserne af jordprøver og plantematerialer har fungeret efter hensigten, og at der ikke har foregået tab eller tilførsel af metal til forsøgene.

I det efterfølgende er resultaterne af målingerne af de enkelte metaller gennemgået.

Resultaterne i tabel 4.7 viser, at der har foregået et vist optag af arsen i hvenen og senneppen på Kauslunde-jordene, som er meget forurenede med arsen. Jordene fra Valbyparken er let forurenede med arsen, og der ses også målbare koncentrationer af arsen i planter fra denne lokalitet, men i koncentrationer, der er mindre end 1 mg As/kg, og dermed ubetydelige i forhold til, hvad der optræder i jorden.

Koncentrationerne af Cd i store dele af plantematerialet er interessant høje, og i Thlaspi fra Lobbæk- og Valby 2-prøverne måles der mere end 100 mg Cd/kg plantemateriale, hvilket giver en opkoncentrering på ca. en faktor 100 i forhold til koncentrationerne i jordprøverne. Med henvisning til definitionerne på hyperakkumulerende planter skal indholdet i planten være på 0,1 vægtprocent, dvs. 1.000 mg Cd/kg plantemateriale. Dette kriterium kan pengeurten ikke leve op til i dette forsøg. Der er god sammenhæng med, at det er i ovennævnte jordprøver, at der findes de højeste koncentrationer af Cd. En ikke helt så høj opkoncentrering ses i pengeurten fra Valby 1-jordprøven, hvor der også findes høje koncentrationer af Cd. Det lidt reducerede planteoptag kan muligvis skyldes, at pH er så højt som 8,1 i Valby 1, hvilket dog kun er lidt højere end i de øvrige prøver med høje Cd-koncentra-tioner, der alle har pH-værdier over 7. Det vides fra litteraturen, at fordelingen mellem Cd i jord og jordvæske og dermed planteoptaget er meget pH-afhængigt, se f.eks. Holm og Christensen (1996). Dette er antagelig også forklaringen på, at der findes så relativt høje koncentrationer af Cd i pengeurten (16 og 36 mg Cd/kg), der voksede på jordprøverne fra Kibæk, som indeholder baggrundskoncentrationer af Cd, men har meget lave pH-værdier på 4,4 og 4,6.

Med hensyn til de øvrige planter skal det bemærkes, at pilen og i nogle tilfælde amaranterne indeholder høje koncentrationer af Cd, der i de fleste tilfælde er højere (op til 10 mg Cd/kg plantemateriale) end koncentrationerne i jorden. Senneps- og hveneplanterne har til sammenligning ikke optaget væsentlige mængder af Cd.

Krom optræder kun i væsentlig forhøjede koncentrationer i Kauslunde 2- og Valby 2-prøverne, hvilket da også resulterer i målbare koncentrationer af Cr i planter dyrket på disse jorde. Samlet for alle målingerne af Cr i plantemate-

rialet gælder det, at koncentrationerne ikke overstiger 1 mg Cr/kg, hvilket er uinteressant i relation til oprensning af jorden, hvor jordkvalitetskriteriet er 500 mg total Cr/kg jord.

Kobber optages i den højeste koncentration i hvene på Kauslunde 1-jorden, hvor der måles 71 mg Cu/kg. Den næsthøjeste koncentration på 54 mg Cu/kg findes i sennep fra Kauslunde 2. Disse koncentrationer er lave sammenlignet med jordens høje indhold på henholdsvis 11.000 og 1.600 mg Cu/kg. Dette gælder også for Valby 2, der er forurenet med lavere indhold af Cu, og hvorfra der også optages generelt højere koncentrationer end fra de øvrige prøver, men typisk mindre end 10 mg Cu/kg plantemateriale, hvilket ikke er væsentligt i relation til en oprensning.

De afprøvede jordprøver giver på grund af relativt lave koncentrationer af Ni ikke umiddelbart mulighed for at afprøve potentialet for oprensning af Ni fra forurenet jord. Det er pengeurten, der optager Ni i højeste koncentrationer fra Valby-prøverne, hvor der forekommer Ni i højeste koncentrationer i jorden.

Bly er det tungmetal, der oftest er størst interesse for at kunne fjerne fra forurenet jord, da det er det metal, der optræder med størst hyppighed på forurenede lokaliteter i Danmark (f.eks. Andersen 1998). Samtidig vides det, at det i relation til at anvende phytoekstraktion uden manipulation af plante og jord er yderst vanskeligt at få optaget Pb, primært på grund af dets stærke og meget lidt tilgængelige binding i jorden. De højeste koncentrationer på 158 og 177 mg Pb/kg plantemateriale måles i amaranterne fra Kibæk 1 lokaliteten. Koncentrationerne er kun ca. 4 gange højere end jordkvalitetskriteriet for Pb, men viser dog et optag fra en plante, som der var meget begrænset erfaring med i denne sammenhæng. Det er også værd at bemærke, at pilen, ligeledes fra Kibæk-prøverne, kan optage op til en koncentration på 40 mg Pb/kg. Alle jordprøver har som tidligere nævnt et forhøjet indhold af Pb, men det tydeligvis største optag fra Kibæk-prøverne er ikke direkte korreleret med koncentrationerne i jorden. Valby 1 har et højere Pb-indhold end Kibæk, men gav ikke anledning til væsentlige optag af Pb. Igen må de lave pH-værdier formodes at være den primære forklaring på den større tilgængelighed fra Kibæk-prøverne.

Som forventeligt er Zn det element, der generelt optages i de højeste koncentrationer i planterne, da det udgør et næringsstof for planterne. Pengeurten, der kan hyperakkumulere Zn, indholder koncentrationer fra 1800 til 8200 mg Zn/kg plantemateriale. Definitionen for hyperakkumulation af Zn er 1%, dvs. 10000 mg Zn/kg, hvilket således næsten er opfyldt for pengeurten dyrket på Lobbæk-lokaliteterne (ca. 8000 mg Zn/kg), hvor også koncentrationerne er højest i jorden (1900 og 2700 mg Zn/kg). I pilen og amaranterne måles også høje koncentrationer, op til henholdsvis 1400 og 1100 mg Zn/kg. Trods de betydeligt lavere koncentrationer af Zn i jorden fra Kibæk-lokaliteten måles der ikke væsentligt lavere koncentrationer i plantematerialet fra disse lokaliteter. Dette fænomen, som diskuteret for Cd og Pb, må tilskrives Kibæk-jordenes lave pH-værdier, der øger tilgængeligheden. Fænomenet er meget udtalt for Zn, hvor koncentrationerne i jorden er mindre end 100 mg Zn/kg, og der i pengeurten måles så høje koncentrationer som 3000 mg Zn/kg. En lav pH-værdi kan således bidrage til en større tilgængelighed fra jorden, og dermed til at forbedre optaget af visse spormetaller i plantematerialet.

4.3.2 Indhold af sporelementer i rødder

I tabel 4.8 er vist indholdet af sporelementer i udvalgte rodprøver fra forsøgene.

Koncentrationer af spormetaller i udvalgt rodmateriale fra forsøgene med de forskellige jordprøver.

Som det fremgår af tabel 4.6, udgør rodudbyttet vægtmæssigt 5-15% af det overjordiske plantemateriale for pilen, pengeurten og amaranterne, mens det er højere (20-85%) for Brassica og Agrostis. Hvis optaget i rødderne skal bidrage væsentligt til fjernelsen af metaller fra jorden, skal koncentrationerne af de forskellige metaller således gerne være væsentligt højere end koncentrationerne i de overjordiske plantedele, da det generelt er vanskeligere at fjerne de underjordiske plantedele.

Koncentrationerne af metal i de udvalgte rodprøver er umiddelbart mest interessante for bly, da de højeste koncentrationer i rodmaterialet (500-1000 mg Pb/kg) er ca. en faktor 5 højere end de højeste koncentrationer af Pb i det overjordiske plantemateriale (150-180 mg Pb/kg). Denne erkendelse er i overensstemmelse med indikationer fra litteraturen af, at Pb specifikt ikke translokeres fra plantens underjordiske til overjordiske grønne plantedele.

Med hensyn til As, Cr, Cu og Ni er koncentrationer i rodmaterialet moderat højere end i de overjordiske dele, men stadigt ikke så høje, at det forventes at kunne bidrage væsentligt til det samlede optag af metallerne fra jorden, hvilket vil blive kommenteret nærmere i afsnit 5. Det bemærkes dog, at koncentrationen af Cr i pengeurt- og pilerødderne fra Valby 2 samt koncentrationen af Cu i pilerødderne også fra Valby 2 er højere end de øvrige prøver af både over- og underjordisk plantemateriale.

Cadmium og zink optræder generelt i lidt lavere koncentrationer i rodmaterialerne end de overjordiske plantematerialer, hvilket antageligt hænger sammen med, at netop disse to metaller nemt kan translokeres op i planternes overjordiske dele.

Til analyse af plantematerialet blev valgt samme oplukningsmetode som til jordprøverne, dvs. kogning med halvkoncentreret salpetersyre. Denne metode er udviklet til oplukning af slam, og vil således nødvendigvis ikke frigive prøvens totale indhold af metaller, f.eks. metaller bundet i silikater i jordmatricen. Metoden med salpetersyre er imidlertid anvendt, fordi danske jordkvalitetskriteriet, og dermed koncentrationer bestemt ved forureningsundersøgelser, er angivet på baggrund af denne metode. Det har været overvejet om der skulle anvendes en anden metode til analyse af plantematerialet, idet en ikke fuldstændig oplukning af materialet vil kunne betyde, at planternes optag af metaller underestimeres. Af hensyn til laboratoriesikkerheden og analysetekniske årsager er det imidlertid hensigtsmæssigt at anvende metoden med salpetersyre. Desuden er metoden som nævnt netop velegnet til oplukning af organisk stof, hvilket bekræftes af, at alle destruerede prøver har været klare opløsninger. I de 3 rodprøver: Thlaspi, Kibæk 1; Thlaspi, Lobbæk 2 og Pil, Valby 2 blev der dog konstateret bundfald efter destruktionen med salpetersyre. Bundfaldet havde karakter af partikler og var således sandsynligvis jordpartikler, som har siddet på rødderne. Samlet er der således ikke grund til at tro, at plantematerialet kun har været partielt destrueret.