Avløpsslam som fosforressurs Arne Grønlund Bioforsk Jord og

Avløpsslam som fosforressurs Arne Grønlund Bioforsk, Jord og miljø NORVARs seminar om avløpsslam 22. november 2006 Quality Airport Hotel Gardermoen

Fosfor – et livsnødvendig næringsstoff Konsentrasjoner i ulike medier Biomasse Jordskorpa Havvann Ferskvann 1% 0, 1 % 0, 07 mg/kg 0, 02 mg/kg

Fosforets kretsløp Konsumert av dyr og mennesker Opptak i planter Ekskrementer tilbake til jord Frigjøring fra jord

Fra lukket kretsløp til ensidig gjennomstrømming Planter Renseanlegg Forbrenning av slam Bergverk Gjødsel og dyrefôr Husdyr Slakteriavfall Stofftap fra intensivt landbruk Deponier Overflatevann Grunn eller bygningsmaterialer

Konsekvenser • Forurensning av vassdrag – – – Algevekst Eutrofiering Dårlig vannkvalitet Høy politisk prioritet • Uttapping av fosforressurser Et glemt tema i Norge

Verdens reserver av forforholdig malm. Megatonn Produksjon 2002 USA Reserver totalt* Varighet dagens Økonomisk forbruk drivverdig 36 4 000 1 000 28 Australia 2, 0 1 200 77 39 Brasil 4, 9 1 200 260 53 Kina 23 13 000 6 600 287 Israel 3, 5 800 180 51 Jordan 7, 2 1 700 900 125 Marokko/Vest-Sahara 23 21 000 5 700 248 Russland 11 1 000 200 18 Sør-Afrika 2, 9 2 500 1 500 517 Andre land 22 3 600 1 583 12 138 50 000 18 000 130 Verden totalt *Omfatter også marginale, ulønnsomme og forurensede forekomster

Forbruk av fosfor • Matproduksjon – – Mineralgjødsel Fôrtilskudd • Annet 90 % 79 % 11 % 10 %

Forbruket av P ventes å øke • Forbruket av mat vil øke: – – Befolkningsøkning Omlegging av kosthold i ”nyrike regioner” • Sterk binding av fosfor i tropisk jordsmonn Fe- og Al-oksider Med 1 -2 % årlig økning: Økonomisk drivverdige ressurser vil være oppbrukt om 70 -90 år

Geopolitisk rolle • Om 20 år: Kina og Marokko/Vest-Sahara kan kontrollere 75 % fosforressursene • Kraftig prisstigning kan ventes: – – Monopolistisk marked, redusert tilbud og økende etterspørsel Høyere kostnader til utvinning av marginale forekomster • Viktigste nøkkelfaktoren i verdensøkonomien i 2020? • Ingen alternativer til fosfor som livsnødvendig næringsstoff

Hvordan unngå en ressurskrise? Landbruket • Bedre utnyttelsesgrad av P • Redusere tap av P til vann Andre sektorer • Gjenvinning av P i matog slakteriavfall – unngå deponering • Utnytting av P slam Tilnærme oss et lukket kretsløp for fosfor

Fosfor i matproduksjon Mineralgjødsel Dyrefôr 12 500 ~ 1 500 Tapsposter: Slakteriavfall ~2 000 Importert mat Sjømat/ utmarksbeite ~ 1 000 ~500 ~1 000 ~3 500 Sum input Konsumert i mat Tap ~16 000 ~3 000 ~13 000 Matavfall Avrenning til vann Sum kjent tap Rest – binding i jord Sum tap ~9 500 ~13 000

Hva skjer med konsumert fosfor? 97 -98 % 2 -3 % 0, 5 % av total input Potensial for gjenbruk/ sparing: 99, 5 % av input

Fosfor i avløp Til kommunale renseanlegg 2 500 tonn Felles ut i slam 1 700 tonn Utslipp til vann 800 tonn Til renseanlegg fra spredt bebyggelse 600 tonn Felles ut i slam 200 tonn Kan dekke behovet til 1 million dekar kornareal Utslipp til vann 400 tonn Hvor mye utnyttes?

Utnytting av fosfor i slam • Brukes av slam i jordbruket? • Er fosfor i slam tilgjengelig for planter? • Bidrar fosfor i slam til å redusere bruk av fosfor i mineralgjødsel?

Bruk av slam 2005

Holdninger til slam i landbruket Undersøkelse av NILF (2004) • 3 viktigste grunner til å ta imot slam: – – – Tilfører organisk materiale som er viktig for jorstrukturen Tilfører kalk Tilfører viktige næringsstoffer • 3 viktigste grunner til ikke å ta imot slam: – – – Frykt for miljøgifter og smitterester Frykt for restriksjoner på omsetning av produkter Ikke nok informasjon om hvordan slam fungerer • Høyere kunnskapsnivå om slam blant brukere enn blant ikkebrukere • Norges bondelag frarår sine medlemmer fra å bruke slam

Rensemetoder fosfor i slam Rensemetode Renseeffekt Utfelt fosfor tonn 95 % 742 Kjemisk 90 % 864 Annen rensing 75 % 14 Biologisk 30 % 90 Mekanisk 15 % 20 Plantetilgjengelighet Kjemisk/biologisk

Plantetilgjengelighet av fosfor i slam • Kjemisk utfelling med Fe og Al gir liten plantetilgjengelighet – overskudd kan gi negativ fosforeffekt i jord • Biologisk renset slam samme gjødseleffekt som vanlig mineralgjødsel • Kalkstabilisert slam: – – Bedre gjødseleffekt enn mineralgjødsel 1. år Dårligere effekt senere år

Hva skjer med fosfor i jorda? • Anbefalt gjødselbehov: 1, 5 -3 kg P/dekar • P-innhold i slam: 0, 75 - 3% • Vanlig tilførsel - 2 tonn slam/dekar: 15 -60 kg P – – – 1 -2 ganger behovet over 10 år 10 -20 ganger behovet første år Mesteparten av overskuddet kan bli utilgjengelig

Gjødslingspraksis i landbruket Standard gjødsling til korn – 11 kg N: – Uten slam: 54 kg Fullgjødsel 21 -4 -10: – Med slam: 45 kg Fullgjødsel 25 -2 -6: – Differanse: – Redusert P-mengde første 3 år: Redusert mengde senere år avhenger av PAL-økning: – Eksempel: – 26 kg P i slam kan gi en PAL-økning på 4 -8 Redusert menge P – Totalt redusert P – Redusert mengde i prosent av tilført: 1, 9 0, 7 1, 2 3, 6 kg P kg 0 -8 kg 3, 6 -12 kg 25 %

Hvor mye går tilbake til kretsløpet? Utfelt fosfor i slam: 1700 tonn Til landbruksjord: 1000 tonn Plantetilgjengelig < 500 tonn? 25 %? Opptak i planter ~100 tonn? Til andre formål: 700 tonn Ikke tilgjengelig >500 tonn? 75 %? Bindes i jord ~900 tonn?

Tiltak for økt gjenbruk av slam • Kunnskap om virkning av slam i jord – Forskning og overvåking • Tiltak for å redusere risiko for miljøgifter og smitte • Informasjon – fjerne unødvendig frykt • Holdningsendring: – – – Økologi = kretsløp Aldri 100 % risikofritt Alternativet mer risikofylt

Tiltak for øke plantetilgjengelighet av fosfor i slam • Avløpssektoren – – – Biologisk felling – kjemisk etterpolering Kalkstabilisering • Landbruket – – Mindre og hyppigere doser Redusere bruk av mineralgjødsel

Målsetting i Sverige • Innen 2015 skal 60 % av fosfor i avløp tilbakeføres til produktiv mark, hvorav mist halvparten til åkermark • Redusert risiko for spredning av forurensning og smitte Hvordan kan to land, som ellers er så like, ha så forskjellig ressurspolitikk?

Konklusjon • Fosfor er en begrenset ressurs – økonomsk drivverdige forekomster ventes oppbrukt innen 100 år • Ca 90 % av fosfor brukes i matproduksjon • <20 % av fosfor som settes inn i matproduksjon blir konsumert av mennesker • >98 % av konsumert fosfor havner i ekskrementer/avløpsslam • Avløpsslam og slakteriavfall de viktigste kildene til gjenbruk av fosfor • Liten del av fosfor i slam blir tilbakeført til kretsløpet • Fellingsmetoder og slambehandling kan gi liten plantetilgjengelighet • Fosfor i slam tilføres i stort overskudd i forhold til plantenes behov – mesteparten bindes i jord