Miljøprojekt, 922 – Fytoremidiering af tungmetalholdigt dambrugsslam

Fytoremidiering af tungmetalholdigt dambrugsslam

Sammenfatning og konklusioner

Det slam, som fremkommer, når dambrugsbassiner renses op, anvendes normalt som gødning/jordforbedringsmiddel i landbruget med doseringer på omkring 10 t/ha om året. Imidlertid er der, især i Vestjylland, konstateret indhold af cadmium og nikkel i slammet, der overskrider de tilladte værdier. Det betyder, at slammet ikke kan anvendes på normal vis, men må deponeres eller renses, til det overholder de fastsatte grænseværdier. Deponering er en dyr løsning for dambrugerne. Der var derfor et ønske om at finde et økonomisk rentabelt alternativ. I den forbindelse var det oplagt at kombinere oprensning med produktion af energiafgrøder, hvilket i princippet kan ske ved at dyrke pilekloner, som optager cadmium og nikkel fra slammet, og derefter brændes under kontrollerede forhold i affaldforbrændingsanlæg, hvor de skadelige tungmetaller opsamles som aske, der derefter lettere kan deponeres.

Projektet "Fytoremediering af tungmetalholdigt dambrugsslam" består af et pilotprojekt, som blev gennemført i 2000/2001, og et hovedprojekt, som blev gennemført i 2001/2002.

Formålet med pilotprojektet var at screene udvalgte pilekloner for deres evne til at optage og tåle cadmium og nikkel. De seks udvalgte kloner blev dyrket i potter udendørs. Der var to doseringer af dambrugsslam, svarende til 10 og 30 t/ha, og slammet blev enten strøet på jordoverfladen eller blandet med jorden. Desuden blev pileklonerne som kontrol dyrket i jord alene. Nogle af klonerne blev desuden forsøgsvis dyrket i slam alene, idet en mulig rensemetode kunne være at dyrke pilen i slambede med membran i bunden. Pilekviste blev stukket i potterne i det tidlige forår, og den producerede biomasse blev høstet efter løvfald. Tilvækst samt indhold af cadmium og nikkel i veddet blev bestemt, hvorefter man ved en kombination af de to parametre kunne skønne de enkelte kloners potentiale som oprensere af tungmetalbelastet dambrugsslam. Det viste sig, at resultaterne for pil dyrket i jord med slam og pil dyrket i slam alene var meget forskellige. For det første groede alle kloner bedre i slam alene end i jord med slam, formentlig pga. et højere tilgængeligt næringsindhold. For det andet var det ikke de samme kloner, der havde det største potentiale for oprensning i de to dyrkningsformer. Desuden viste det sig i løbet af sommeren, at en af de leverede pilekloner var en anden end den bestilte. Ud over forsøgene med pil blev giftigheden af slammet over for jordlevende dyr estimeret ved at udføre en reproduktionstest med springhaler. Efter 3 uger i jord med slam svarende til 0-50 t/ha var der ikke signifikante effekter af slammet på springhalernes reproduktion. Det anses derfor ikke for sandsynligt, at normale slamdoseringer vil udgøre en risiko for de jordlevende dyr.

På baggrund af pilotprojektets resultater blev det besluttet at køre videre med de fem mest lovende kloner samt to nye i hovedprojektet. De syv kloner blev stukket i potter med slam alene eller halvt slam og halvt jord. Omkring løvfald blev der indsamlet blade til bestemmelse af Cd- og Ni-indhold. Efter løvfald blev den overjordiske biomasse samt nogle af rødderne høstet. Ved og rødder blev tørret og vejet, og der blev målt cadmium og nikkel. Cadmiumindholdet var ens i ved og rødder, 1-3 mg/kg, og lidt højere i bladene, 2-13 mg/kg. Nikkelindholdet i veddet var 0,3-0,9 mg/kg, indholdet i rødder 3-21 mg/kg, og indholdet i blade 1-4 mg/kg. Sammenholdt med biomassen af de forskellige organer, kan man konkludere, at en væsentlig del af de optagne metaller recirkuleres til jorden ved løvfald. Optaget af de to metaller var størst, når pilen groede i slam alene, og det samme gjaldt for jordrensningspotentialet, defineret som vedbiomassen ganget med det målte metalindhold. Hvad angår forskelle mellem de testede kloner, var der klare tendenser for cadmiums vedkommende, men dog kun få signifikante forskelle. Klonerne Jodis, Loden og Aage havde det største potentiale for cadmiumoptag. For nikkels vedkommende var forskellene mindre, men Salix alba toppede listen uanset eksponeringsform.

Hvis man ekstrapolerer projektets resultater til en normal dyrkningssituation, hvor pilen høstes fx hvert tredje år, og antager, at pilen optager de to metaller til samme vedkoncentrationer gennem alle år, kan man regne på, hvor meget Cd og Ni der kan fjernes i hver høstcyklus, og dermed hvor mange år pilen vil være om at rense slammet til grænseværdien for slams indhold af cadmium og nikkel. Ud fra vore forsøg må man konkludere, at en pileplante aldrig vil kunne rense det slam, den selv står i, hvis den gror i slambed. Hvis man derimod fordeler slam på/i jorden i lighed med almindelig dyrkningspraksis, vil det måske, hvis metoden optimeres, være realistisk for cadmiums vedkommende at rense jord og slam i løbet af den 20-årsperiode, en pileplante normalt står i jorden, inden den er udtjent. Dette forudsætter dog, at der ikke udbringes yderligere cadmiumbelastet slam eller anden form for gødning i perioden. For nikkels vedkommende er en oprensning vha. pil slet ikke realistisk under de nuværende betingelser. Muligvis vil man ved kemiske manipulationer af biotilgængeligheden og fremavl/udvælgelse af mere potente kloner kunne øge nikkelpotentialet betragteligt, men det synes ikke umiddelbart realistisk at anvende dyrkning af energipil som alternativ til deponering af nikkelholdigt slam.