Avløpsslam og biokull fra CCA-behandlet trevirke som jordforbedringsmidler i kobbergruveavgang : effekt på vekst og opptak av arsen, kobber og krom i raigras

Abstract

Ved tilsetning av jordforbedringsmidler blir det mulig å anlegge plantedekke på gruvedeponier, slik at de beskyttes mot vind- og vannerosjon. Formålet med arbeidet i denne oppgaven var å undersøke egnetheten av avløpsslam i tilstandsklasse III og biokull fra mikrobølgepyrolysert CCA-behandlet og ubehandlet trevirke som tilsetning i avgang fra kobbergruven Aitik i Nord-Sverige. Arbeidet ble utført som et kontrollert potteforsøk over 22 uker. Italiensk raigras (Lolium multiflorum) ble dyrket i gruveavgang fra Aitik iblandet avløpsslam og varierende mengder biokull fra ubehandlet og CCA-behandlet trevirke, samt enkelte andre tilsetninger. Plantematerialet ble høstet hver fjerde uke, og dets sammensetning av grunnstoffer ble undersøkt ved hjelp av ICP-OES og ICP-MS. Mobilitet og potensiell biotilgjengelighet av arsen, kobber og krom ble etter 14 uker undersøkt ved hjelp av en sekvensiell ekstraksjon av vekstmediet i fem trinn. Det ble gjennom tilsetning av biokull fra CCA-behandlet trevirke tilsvarende 3,2 kg/m2 tilført så mye arsen og kobber at vekstmediet med tanke på disse havnet i henholdsvis tilstandsklasse dårlig og moderat i følge Klifs helsebaserte tilstandsklasser for forurenset grunn. Samtidig viste sekvensielle ekstraksjon av vekstmedie med tilført biokull og slam at mesteparten av både arsen, kobber og krom forelå som inert. Biokull er kjent for å kunne være svært langsomt nedbrytbart, slik at sporgrunnstoffer i inert fraksjon kan tenkes å forbli immobile i vekstmediet i lang tid. Tilsetning av slam ble funnet å påvirke både plantevekst og opptak av arsen fra vekstmediet i svært stor grad. Planter i behandling med tilsatt slam hadde god vekst gjennom hele forsøket. Tilsetning av biokull ble ikke funnet å påvirke plantevekst. Konsentrasjon av arsen i plantematerialet ble funnet å øke lineært med mengde tilsatt biokull fra CCA-behandlet trevirke, uavhengig av tilsetning av fosfor, bor eller biokull fra ubehandlet trevirke. Slam ble funnet å begrense plantenes opptak av arsen i stor grad. Plantematerialets konsentrasjon av arsen havnet i de fleste behandlingene med tilsatt slam under grenseverdier for dyrefôr, dette i motsetning til plantematerialet fra behandling uten slam. Konsentrasjonen av kobber og krom i plantematerialet ble funnet å være normal eller tilnærmet normal i de fleste behandlinger, og å være uavhengig av slamtilsetning. Kobber og krom så dermed ut til å være svært stabilt i vekstmediet, samt (for kobber) å få hindret overføring til plantematerialet på grunn av plantenes egen kontroll på opptak. Det er mulig at biokullet vil ha en jordforbedrende effekt over tid, men det var ingenting i disse resultatene som tydet på det. At det ser ut til å være mulig å tilføre biokull med forhøyede konsentrasjoner av sporgrunnstoffer til gruvedeponi uten å forvolde skade kan derimot være interessant å undersøke videre. Hensikt med en slik tilsetning kan da for eksempel være benytte restfraksjonen fra biooljeproduksjon til å øke karbonlagring i jord.