Etablering af pileanlæg - Baggrundsrapport

11 Miljøvurdering af pileanlæg

11.1 Stofbelastning af pileanlæg
11.2 Miljøvurdering af jord i pileanlæg
11.3 Belastning af grundvand fra pileanlæg med nedsivning
11.4 Anvendelse af pil fra pileanlæg
11.5 Referencer
  

På baggrund af de opstillede vand- og stofbalancer er der i det følgende gennemført en miljøvurderingen af pileanlæg. I vurderingen er der fokuseret på følgende områder:

  • Opgørelse af spildevandets forurening af jorden i pileanlægget i forhold til forurening fra andre kilder
  • Miljøvurdering af den jord, der indgår i pileanlæg ved nedlæggelse af anlægget med fokus på metaller
  • Den potentielle grundvandsbelastning fra pileanlæg med nedsivning
  • Anvendelse af ved fra pileanlæg til flis eller forbrænding.

Kloridproblemet i pileanlæg vurderes selvstændigt i kapitel 12

Miljøbelastningen ved etablering og bortskaffelse af pileanlæg vurderes.

Tømning af bundfældningstank og forbruget til pumpning af spildevand til anlægget at være af samme størrelsesorden som for nedsivningsanlæg, sandfiltre og rodzoneanlæg. Disse forhold indgår derfor ikke i miljøvurderingen.

Idet, der ikke sker afløb fra pileanlæg med nedsivning, indgår der heller ikke en vurdering af recipientbelastningen fra denne type af anlæg.

11.1 Stofbelastning af pileanlæg

Den massebalance, der er opgjort i figur 10.5 i kapitel 10, sammenfatter tilførslen af metaller med spildevandet, og fjernelse med høst af piletræer. Af balancen ses, at fjernelsen af metaller ved høst er mindre eller meget mindre (flere størrelsesordner) end tilførslen med spildevand. Det betyder, at der sker en ophobning af metaller i jorden i pileanlæg. På grund af metallernes ringe mobilitet gælder dette både pileanlæg og pileanlæg med nedsivning.

 

Nettotilførsel til pileanlæg (kg/ha/år)

Cl

670

S

135

Tot-N

688

Tot-P

132

Pb

0,0066

Cd

-0,0093

Cr

0,01075

Cu

0,513

Hg

0,00156

Ni

0,0124

Zn

0,845

Figur 11.1.
Nettotilførsel af metaller og salte til pileanlæg. Tallene er udregnet på baggrund af spildevandets bidrag af metaller og salte fratrukket den mængde, der fjernes ved høst. Tallene er udregnet pr. hektar af hensyn til videre sammenligning med andre kilder til metaller og salte. (efter figur 10.5, kapitel 10). Deposition fra atmosfæren indgår ikke.

En tilsvarende vurdering kan gøres gældende for de salte, der ledes til anlægget med spildevandet, idet de tilføres i langt større mængder end der fjernes ved høst. For kvælstof, fosfor, klorid og svovl gælder således:

  • Kvælstof vil næppe ophobes, idet skiftende redoxforhold og rigelig tilgængelighed af letomsætteligt organisk stof skaber ideelle betingelser for denitrifikation.
  • Fosfor vil på grund af ringe mobilitet ophobes i både pileanlæg med og uden bund.
  • Klorid vil ophobes i anlæg med bund, men udvaskes fra anlæg med nedsivning, se i øvrigt afsnit kapitel 12.
  • Svovl kan ophobes i anlægget, men kan også under anaerobe forhold fordampe som H2S.

I nedenstående figur 11.2 sammenstilles spildevandets belastning af jorden i pileanlæg med den belastning af jorden, der sker ved deposition og med den forurening, der accepteres fra spredning af gylle, slam og handelsgødning på landbrugsjord. Omfanget af belastningen er for hver af de fire kilder opgjort ved at udregne, hvor mange års belastning, der skal til, for at jordbundens koncentration af de enkelte metaller er forøget med 1 procent.

Ved beregning er der taget udgangspunkt i normalkoncentrationer for dansk jord /4/, /5/. Ved deposition og spredning af gylle, handelsgødning og slam antages metallerne spredt i de øverste 30 cm af jordbunden. I pileanlægget, hvor tilledning af vand sker midt i anlægget, antages fuld opblanding i hele jordvolumenet (1,5 meter).

 

Pb

Cd

Cu

Cr

Hg

Ni

Zn

Deposition*

21

14

23

170

3

89

16

Gylle*

71

7

0,3

22

 

9

0,7

Handelsgødning*

9-113

6

 

24

25

79

 

Slam*

5

4

0,5

13

1

8

0,5

Pileanlæg

350

60

3

200

5

90

6

Figur 11.2.
Angivelse af hvor mange års belastning, der skal til, for at jordbundens koncentration af de enkelte metaller er forøget med 1 procent.
* På basis af /5/.

11.2 Miljøvurdering af jord i pileanlæg

Som en del af miljøvurderingen af pileanlæg indgår en vurdering af, om jorden i anlægget forurenes i et omfang, så den skal håndteres som forurenet jord.

Vurderingen gennemføres med udgangspunkt i de metalkoncentrationer, der findes i typiske danske jorde /4/, /5/ i den metalbelastning, der er beregnet i kapitel 10 og i de forureningsklasser for jord, der er opstillet af de sjællandske amter /11/. I beregningerne forudsættes metalforureningen opblandet i hele pileanlæggets jordvolumen (1,5 meter).

I figur 11.3 findes en sammenstilling af typiske metalkoncentrationer i danske jorde med forureningsklasserne 1-3. I sidste søjle findes for hvert enkelt metal en beregning af, hvor mange års belastning med spildevand, der skal til for at jorden i et pileanlæg vil ende i klasse 1. Af figuren ses, at ophobning af metaller fra husspildevand i pileanlæg ikke udgør et problem i anlæggenes levetid.

 

Baggrunds- koncen- tration i jord (mg/kg)

Tilførsel med spilde- vand (kg/ha/ år)

Klasse 1
(mg/kg)

Klasse 2
(mg/kg)

Klasse 3
(mg/kg)

Antal år før klasse 1 nås
(år)

Pb

11,3

0,007

<40

<120

<400

18222

Cd

0,18

0,0007

<0,5

<1

<5

2032

Cr

10,7

0,01225

<500

<500

<750

177524

Cu

7,8

0,5285

<500

<500

<750

4139

Ni

5,7

0,014

<30

<40

<100

7714

Zn

29

1,05

<500

<500

<1500

1994

Figur 11.3.
Typiske metalkoncentrationer i dansk landbrugsjord sammenstillet med metalbelastningen af pileanlæg fra spildevand og forureningsklasserne 1-3 for jord /11/. Søjlen længst til højre i tabellen viser, hvor mange år, der vil gå, før koncentrationen af de enkelte metaller i et pileanlæg er forøget fra de typiske jordbundskoncentrationer og til klasse 1.

Beregningerne hviler på en forudsætning om at metalbelastningen opblandes i hele jordvolumenet (1,5 meter) og at jorden har en densitet på 1,5 t/m3.

11.3 Belastning af grundvand fra pileanlæg med nedsivning

Miljøkonsekvenserne ved nedsivning findes nyligt vurderet i et projekt fra Miljøstyrelsen /1/, og nedsivningsanlæg er, forudsat de udføres efter den gældende vejledning, godkendt til bortskaffelse af husspildevand.

I pileanlæg med nedsivning bortskaffes spildevandet dels ved fordampning og dels ved nedsivning. Dimensioneringskravene til pileanlæg med nedsivning er således baseret på en vurdering af pilens fordampning i kombination med hvor meget spildevand, der på årsbasis kan nedsives i den jord, hvor anlægget er placeret. Pileanlæg med nedsivning er således tænkt som en løsning i områder, hvor jordbundens permeabilitet er for ringe til at der kan etableres anlæg efter vejledningen for nedsivningsanlæg.

Det har ikke været muligt inden for rammerne af dette projekt at skaffe data til en miljøvurdering af nedsivning af husspildevand i disse jordtyper. Det er dog givet, at en række forhold er anderledes ved nedsivning i pileanlæg med nedsivning end i nedsivningsanlæg. Det gælder særligt, at:

  • fladebelastningen (tilført spildevandsmængde pr. m2 anlæg) vil være mindre i pileanlæg med nedsivning
  • hvis anlægget ikke dimensioneres meget småt, kan der ikke forventes nogen væsentlig nedsivning i de måneder, hvor pilen bærer blade og fordamper vand
  • pil anvendes til phytoremediering af forurenet jord, hvor beplantning med piletræer accelererer fjernelsen af miljøfremmede organiske stoffer
  • meget tætte jorde kan til gengæld føre til opstuvning af vand og lokalt vandmættede forhold, der igen kan resultere i anaerobe betingelser og derved længere halveringstider for miljøfremmede organiske stoffer,
  • hurtig nedsivning gennem sprækker er et kendt fænomen fra bl.a. meget tætte jorde.

11.4 Anvendelse af pil fra pileanlæg

Det er kendt, at indholdet af Cd i flis fra pil, der dyrkes som energipil, kan give problemer med recirkulering af asken i jordbruget /9/. Dette skyldes en kombination af pilens evne til at akkumulere metaller (se endvidere afsnit 10.2.1) og den deposition af metaller fra luften, der sker på al vegetation.

På grund af spildevandets ringe bidrag til metalbelastningen - og derved til pilens optag af metaller – vurderes det ikke, at ved fra pil dyrket i pileanlæg er hårdere belastet med metaller end pil, der dyrkes til energiformål. Der er heller ikke fundet data i litteraturen, der kan underbygge, at pil fra pileanlæg skulle være særlig forurenet.

Endelig bør en vurdering af problemet ved spredning af asken fra forbrænding af lokalt dyrket pil ses i det perspektiv, at der snarere er tale om at flytte metaller rundt mellem forskellige steder på marken end der er tale om tilførsel af metaller udefra.

Anvendelse af pil fra pileanlæg til energiformål vil under ingen omstændigheder få nogen større betydning for anlægsejernes energiproduktion, idet den forventede høst vil udgøre 50 kg ts pr. pe pr. år, svarende til 20 liter olie pr. pe pr. år.

Mængden af Cd i asken fra forbrænding af pil fra pileanlæg vil udgøre ca. 0,05 g pr. pe pr. år, svarende til den mængde cadmium, der årligt må spredes med slam på et areal på 0,007 ha.

11.5 Referencer

/1/ Miljøkonsekvenser ved nedsivning af spildevand renset i økologiske renseanlæg sammenlignet med traditionel nedsivning, Miljøstyrelsen 2001, .
[Tilbage]
  
/2/ Miljøfremmede stoffer i husholdningsspildevand – måleprogram for udvalgte stoffer, Miljøprojekt nr. 357, Miljøstyrelsen 1997.
[Tilbage]
  
/3/ Spildevandsrensning, Henze et al., Polyteknisk forlag
[Tilbage]
  
/4/ Baggrundskoncentrationer for tungmetaller i jord jf. "Tungmetaller i jord og vand", Larsen M., Langtofte C., Bak J, Vand og Jord, 1, 1998.
[Tilbage]
  
/5/ Tungmetaller i danske jorder, DMU, Temarapport 4, 1996
[Tilbage]
  
/6/ Removal of N and P from municipal wastewater by willow – a laboratory approach, by Obarska-Pempkowiak, H. in Willow vegetation filters for municipal wastewater and sludges. Swedish university of agricultural science, Dept. of ecology and environmental research, 1994.
[Tilbage]
  
/8/ Phytooprensning af metaller, Forprojekt. Miljøprojekt Nr. 536 2000, Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening.
[Tilbage]
  
/9/ Kemiske brændselsdata for dansk energipil, Otto Sindberg, Notat EP95/468, Elsamprojekt (1995).
[Tilbage]
  
/10/ Personlig kommunikation, Uffe Jørgensen, Foulum 2002
[Tilbage]
  
/11/ "Forurenet jord på Sjælland og Lolland-Falster – Vejledning i håndtering og bortskaffelse", Kbh. amt mfl., 2000.
[Tilbage]