Planteoptag af miljøfremmede, organiske stoffer fra slam

5. Resultater af væksthusforsøg

5.1 Analyser for LAS og DEHP i planteprøver
5.1.1 Forsøg med byg, 1996
5.1.2 Forsøg med gulerødder, 1998
5.1.3 Forsøg med byg, 1998
5.2 Analyser for LAS og DEHP i slam, jord og jord/slamblandinger
5.2.1 Forsøg med byg, 1996
5.2.2 Forsøg med gulerødder, 1998
5.2.3 Forsøg med byg, 1998
5.3 Analyser for andre miljøfremmede stoffer i slam, jord og jord/slamblandinger
5.4 Monitering af vækstparametre
5.5 Måling af udbytte og udbyttekvalitetsparametre
5.5.1 Forsøg med byg, 1996
5.5.2 Forsøg med gulerødder, 1998
5.5.3 Forsøg med byg, 1998
5.5.4 Samlet vurdering af målinger af udbytter og udbyttekvalitetsparametre

Resultater af væksthusforsøg

5.1 Analyser for LAS og DEHP i planteprøver

Prøver af plantemateriale til analyse for LAS og DEHP blev indsamlet fra forsøg med byg 1996, forsøg med gulerødder 1998 og forsøg med byg 1998.

5.1.1 Forsøg med byg, 1996

Resultaterne af analyse for LAS i planteprøverne er vist i tabel 5.1. Den varierende detektionsgrænse i denne forsøgsserie skyldes forskellige mængder af plantemateriale til rådighed for analysen.

Tabel 5.1

Indhold af LAS i planteprøver fra forsøg med byg, 1996.

Resultaterne viste målelige indhold af LAS i en række planteprøver, men på grund af det lave udbytte af plantemateriale også værdier under analysemetodens detektionsgrænse for en del prøver. Der blev vist LAS indhold af samme størrelsesorden i planteprøver uanset slamdosering, også for bygplanter dyrket i jord uden tilsætning af slam. Dette tyder på, at de målte LAS indhold skyldes afsætning fra luften og ikke optag via rødderne. Alle koncentrationer i planterne var lave, med sikkerhed under 0,5 mg LAS/kg TS. Ved gennemgang af de enkelte potters placering henholdsvis centralt og perifert under glasoverdækningen kunne der ikke ses nogen sammenhæng imellem målt indhold af LAS og potternes placering (dvs.: sandsynlighed for støvfald).

Der kunne ikke påvises LAS i rødder fra planter dyrket uden tilsætning af slam, lave eller ikke målelige koncentrationer ved de tre laveste slamdoseringer og højere koncentrationer ved de to højeste slamdoseringer. Det er ikke muligt at afgøre, hvorvidt de målte LAS koncentrationer i rødderne skyldes LAS adsorberet til røddernes overflade eller egentligt optag i rødderne. Ligeledes skal der gøres opmærksom på, at en ufuldstændig fjernelse af slamrester fra rødderne vil kunne give anledning til høje målte koncentrationer, der ikke skyldes egentligt optag i eller binding til rødderne.

Resultaterne af analyser for DEHP er samlet i tabel 5.2. Resultaterne viste DEHP i samme størrelsesorden i de unge bygplanter for alle slamdoseringer, også for planter dyrket i jord uden tilsat slam. Dette tyder igen på en afsætning af DEHP fra luften og ikke optag via rødderne. Der var dog antydningsvis en højere koncentration af DEHP i prøver fra den højeste slamdosering.

Indholdet af DEHP var i alle tilfælde lavt, med sikkerhed under 1 mg DEHP/kg TS. Ligesom for LAS, men mindre udtalt, sås forhøjede koncentrationer af DEHP i bygrødder ved de højeste slamdoseringer.

Hverken for LAS eller DEHP kunne der påvises højere koncentrationer i planterne i de tilfælde, hvor deres rødder havde passeret direkte igennem et lag af slamklumper.

5.1.2 Forsøg med gulerødder, 1998

Resultaterne af analyser for LAS i gulerod (tabel 5.3) var for alle doseringer under analysemetodens detektionsgrænse, idet dog nogle få prøver viste et indhold på 0,5-0,6 mg LAS/kg TS. Der var ikke forskel på koncentrationsniveauet i prøver fra lave og høje slamdoseringer.

Resultaterne viste, at indholdet af LAS i gulerodskerne, -skræl og –top var under 1 mg/kg TS. Tilsætning af LAS som spiking gav ikke målelige koncentrationer i gulerødder.

Indholdet af DEHP i gulerodskerne var lavt (0,3 – 1,6 mg DEHP/kg TS) for alle slamdoseringer (tabel 5.4), men antydningsvist med det højeste indhold ved den højeste slamdosering (ikke statistisk signifikant på 95% konfidensniveau ved tosidet

Tabel 5.2

Indhold af DEHP i planteprøver fra forsøg med byg, 1996.

1: i beregning af analyseresultatet er tørstof % i planterne sat som for samme dosering slam findelt i jord/slam blandingen

Student’s t-test (Dansk Standard, 1980)). For gulerodsskræl var DEHP indholdet højere (0,8 – 6,2 mg DEHP/kg TS) end for gulerodskerne. I vurderingen af resultaterne for gulerodsskræl skal det også hér medtages, at en fuldstændig og ensartet fjernelse af alle jord- og slampartikler fra gulerøddernes overflade inden skrælning kan være vanskelig, således at indholdet i selve gulerodsskrællen i nogen grad kan være overvurderet. Dette er formodentlig også årsagen til de mere varierende resultater for skræl. For gulerodstop var DEHP indholdet på niveau med indholdet i gulerodskerne (0,2 – 2,3 mg DEHP/kg TS). Der var for gulerodstop ingen tendens til højere værdier ved højere slamdosering, hvilket tyder på afsætning fra luften og ikke optag igennem rødderne som den primære kilde til de målte DEHP indhold hér.

Resultaterne viste et indhold af DEHP i gulerødder, der for alle slamdoseringer var under 10 mg DEHP/kg TS, men med et højere niveau i gulerodsskræl end i top og kerne. Der ses endvidere antydningsvis lavere DEHP indhold i gulerodsskræl og –kerne dyrket i spiket jord uden slam end i jord tilsat cirka den samme mængde DEHP med slam (ikke statistisk signifikant).

Tabel 5.3

Indhold af LAS i planteprøver fra forsøg med gulerødder, 1998.

Tabel 5.4

Indhold af DEHP i planteprøver fra forsøg med gulerødder, 1998.

5.1.3 Forsøg med byg, 1998

Resultaterne af analyser af planteprøver fra forsøg med byg 1998 var for både LAS og DEHP under 0,5 mg/kg TS. Tilsætning af LAS og DEHP som spiking gav dermed ikke en målelig forøgelse af optaget i bygplanter.

Analyseresultater for prøver udtaget til analyse for LAS og DEHP fra forsøg med byg 1996, fra forsøg med gulerødder 1998 og fra forsøg med byg 1998 er illustreret i figur 5.1 - 5.6 og samlet vist i bilag 4.

5.2.1 Forsøg med byg, 1996

Det ses, at en del af LAS blev nedbrudt over den 19 dages vækstperiode, men ved forsøgets afslutning var der LAS tilbage i alle slambehandlinger. Nedbrydningen var mere effektiv, hvis der groede planter i jorden, og nedbrydningen var mindre effektiv, hvis slammet lå i klumper (figur 5.1, notér den logaritmiske afbildning).

Figur 5.1 : Se her

Indholdet af DEHP var under analysedetektionsgrænsen (0,1 mg/kg TS) i den rene jord og i de to laveste doseringer (svarende til 0,4 og 1,5 t slam TS/ha). I de højere doseringer (6, 23 og 90 t/ha) kunne ikke påvises nedbrydning over dyrkningsperiodens 19 dage. Dette understøttes af resultaterne af GC-MS multiscreeningen for jord/slam blandingen ved den højeste dosering (bilag 1).

Indhold af DEHP i jord/slam blandinger i bygforsøg 1996.Tal over søjlerne angiver koncentrationer af DEHP i prøverne. Søjler med stiplet kant er for potter, der kan være påvirkede af vandmangel.

5.2.2 Forsøg med gulerødder, 1998

Ved den længere vækstperiode for gulerødder (næsten 3 måneder) sås en mere vidtgående nedbrydning af LAS, idet der ved forsøgets afslutning ikke længere kunne måles indhold af LAS i de laveste doseringer af slam (figur 5.3).

Indhold af LAS i jord/slam blandinger i gulerodsforsøg 1998. Tal over søjlerne angiver koncentrationer af LAS i prøverne. Søjler med stiplet kant er for kar, der kan være påvirkede af overvanding.

Der var dog betydelige restkoncentrationer af LAS i de højere slamdoseringer. Nedbrydningen af LAS foregik for nogle doseringer hurtigst, når der groede gulerødder i jorden, ligesom LAS tilsat som spike blev nedbrudt hurtigere end LAS tilsat til omtrent den samme koncentration ved den højeste slamdosering.

I den længere dyrkningsperiode observeredes ligeledes en nedbrydning af DEHP, hvor nedbrydningen var størst i kar med gulerødder, sammenlignet med plantefri kontrolkar, og størst, når DEHP var tilsat som spike, sammenlignet med tilsætning sammen med slam (figur 5.4). For de to højeste slamdoseringer og for spiket jord var der dog stadig betydelige restkoncentrationer af DEHP ved høst af gulerødderne.

Indhold af DEHP i jord/slam blandinger i gulerodsforsøg 1998.Tal over søjlerne angiver koncentrationer af DEHP i prøverne. Søjler med stiplet kant er for kar, der kan være påvirkede af overvanding

Den mere begrænsede nedbrydning af LAS og DEHP i den højeste slamdosering kan skyldes, at der i karrenes bund er opstået vandmættede forhold og dermed anaerobe betingelser, hvilket giver dårligere vilkår for nedbrydning af disse stoffer.

På grund af stoffernes lave koncentrationer i planterne (se afsnit 4.1 og konklusionen) kan den tilsyneladende mere effektive nedbrydning af LAS og DEHP i kar med planter ikke alene skyldes optag af stofferne i planterne .

5.2.3 Forsøg med byg, 1998

Analyser for LAS og DEHP i prøver af jord og jord/slam blandinger udtaget fra forsøgene med byg i 1998 viste samme billede som for bygforsøgene i 1996 med nogen nedbrydning af LAS og begrænset nedbrydning af DEHP, men hér mest for DEHP tilsat som spiking (figur 5.5 og 5.6).

Indhold af LAS i jord/slam blandinger i byg 1998.Tal over søjlerne angiver koncentrationer af LAS i prøverne.

Indhold af DEHP i jord/slam blandinger i bygforsøg 1998. Tal over søjlerne angiver koncentrationer af DEHP i prøverne.

5.3 Analyser for andre miljøfremmede stoffer i slam, jord og jord/slamblandinger

Resultaterne af GC-MS multiscreening af jord og slam for hver opsætning af dyrkningsforsøg er vist i bilag 1 og 2. For prøver af jord/slam blandinger udtaget under væksthusforsøg kunne der ikke ses forurening af forsøgene med målelige koncentrationer af nogle af de stoffer, der er omfattet af screeningen. Screeningen viste for andre af de mængdemæssigt mere betydende stofgrupper (nonylphenoler med mono- og diethoxylater, methylnaphtalener) et nedbrydningsmønster som for LAS og DEHP med ufuldstændig nedbrydning og en positiv effekt af plantevækst på nedbrydningen.

5.4 Monitering af vækstparametre

Tørstof, glødetab og syrekapacitet af jorden ved opsætning og ved høst, samt plantefordampning er for hver forsøgsserie anført i bilag 4. Det skal bemærkes, at der for højeste slamdosering ved bygforsøg i 1996 og uden tilsat slam ved bygforsøg i 1998 kan have været tale om vandmangel, samt at der ved højeste slamdosering ved gulerodsforsøg i 1998 kan have været overvandet.

Analyser for ekstraherbart nitrat i prøver af jord/slamblandingerne udtaget efter høst af byg (1996) og gulerødder (1998) viste i alle tilfælde mere end 25 mg NO₃^- -N/kg TS, hvilket viser, at planternes vækst ikke har været hæmmet af kvælstofmangel.

I forbindelse med dyrkning af byg i 1996 blev røddernes fordeling i forhold til slampartikler og klumper undersøgt kvalitativt. For alle slambehandlinger søgte rødderne igennem jorden ud til siderne og ned til bunden af potterne (figur 5.7).

Rodfordeling i potte (glasskål) med byg dyrket i jord/slam blanding.

I potter med slam lagt i et lag af klumper gik rødderne ligeledes igennem klumplaget. Der er således ikke grund til at antage, at planternes rødder i særlig grad har søgt slamklumper eller –partikler, hvor koncentrationerne af miljøfremmede stoffer kan være højere end i den omgivende jord.

5.5 Måling af udbytte og udbyttekvalitetsparametre

Opgørelser af udbytter og udbyttekvalitetsparametre i forsøg med byg 1996 og i forsøg med gulerødder 1998 er opsummeret i bilag 4. I forsøg med byg 1998 blev der registreret et begrænset antal parametre, der også er givet i oversigt i bilag 4.

5.5.1 Forsøg med byg, 1996

Samlet tyder udbytteparametrene på svagt forbedrede vækstbetingelser for planterne ved de lave slamdoseringer (op til 23 t slam TS/ha), men antydningsvis med en forringelse ved den højeste slamdosering (bilag 4). Til illustration er i figur 5.8 vist mængden af plantemateriale per potte (tørvægt) og antallet af planter per potte som % af disse størrelser i jord uden tilsat slam. Den dårligere vækst ved den højeste slamdosering kan skyldes den nævnte vandmangel forårsaget af slammets store vandbindende evne (høj markkapacitet), men en effekt af eventuelle væksthæmmende stoffer i slammet kan dog ud fra disse resultater hverken be- eller afkræftes.

Udbytte af tørt plantemateriale og antal planter per potte i % af udbytte og antal for jord uden tilsat slam, bygforsøg 1996. Søjler med stiplet kant er for potter, der kan være påvirkede af vandmangel.

5.5.2 Forsøg med gulerødder, 1998

Også for gulerødder viste udbytteparametrene forbedrede vækstbetingelser ved de lave slamdoseringer, men en forringelse ved den højeste slamdosering (figur 5.9 og 5.10).

De dårligere vækstforhold ved den højeste slamdosering kan skyldes væksthæmmende stoffer i slammet, men kan også skyldes overvanding og deraf følgende vandmættede, iltfattige (anaerobe) forhold i bunden af vækstkarrene, kombineret med udtørring af de øverste jordlag på grund af jord/slam blandingens ringe hydrauliske egenskaber. For gulerødder dyrket i jord uden slam, men med spiking skal det bemærkes, at disse for flere parametre viste bedre vækstvilkår end gulerødder dyrket i ren jord og på niveau med de gulerødder, hvor der sås en klar gødningseffekt af slamtilsætningen. Der er ikke i de målte vækstparametre oplysninger, der kan forklare dette.

Udbytte af gulerodstop (tørstof) og antal fremspirede planter per kar i % af udbytte og antal for gulerødder dyrket jord uden tilsat slam, gulerodsforsøg 1998. Søjler med stiplet kant er for kar, der kan være påvirkede af overvanding.

5.5.3 Forsøg med byg, 1998

Vækstbetingelser for byg

For byg dyrket i 1998 sås også svagt forringede vækstvilkår ved den højeste slamdosering, men der har for disse planter ikke været tale om vandmangel (figur 5.11).

Udbytte af tørt plantemateriale og antal planter per potte i % af udbytte og antal for bygplanter dyrket jord uden tilsat slam, bygforsøg 1998.

5.5.4 Samlet vurdering af målinger af udbytter og udbyttekvalitetsparametre

Gødningseffekt og hæmning af plantevæksten

Ved dyrkning af byg og gulerødder i jord opblandet med slam blev der opnået en svag gødningseffekt af slamtilsætningen, mens der for den højeste slamdosering var tegn på en hæmning af plantevæksten, der dels kan skyldes forkert vanding som følge af slammets hydrauliske egeneskaber, dels kan være forårsaget af væksthæmmende stoffer i slammet. De opnåede data for vækstparametre, udbytter og udbyttekvalitet er anvendt i modelleringen af planteoptag.