Hvilke stoffer er der i spildevandsslam, og udgør de en trussel mod grundvandet?

Transkript

1 Sektion for Plante og Jordvidenskab Hvilke stoffer er der i spildevandsslam, og udgør de en trussel mod grundvandet? Jakob Magid Institut for Plante og Miljøvidenskab Temadage for indsatsplanlæggere, 9. Oktober 2014, Odense Dias 1

2 Enhedens navn Hvad indeholder det? Sand, flokkulerede fine partikler Levende og døde mikroorganismer Partikulært organisk materiale Plantenæringsstoffer, navnlig fosfor Uønskede tungmetaller Uønskede organiske fremmedstoffer (Xenobiotica) Ressource? Miljøproblem? Dias 2

3 Enhedens navn Spildevands slam generelt De stoffer, der tilbageholdes i spildevandsslam, er generelt mindre opløselige. De mest giftige stoffer (f.eks Tetrachlorodibenzo-p-dioxin) kan ikke påvises. De uønskede stoffer i slam påvirkes af en række mekanismer efter udbringning, der hæmmer eller forhindrer overførsel til afgrøder og fødekæden i øvrigt: (i)hurtig fordampning og tab til atmosfæren for nogle stoffer, (ii)hurtig bionedbrydning og minimal eller ingen persistens for andre, (iii) stærk adsorption af persistente forbindelser til jorden, og (iv) minimal eller ingen optagelse i planter og græssende dyr. Dias 3

4 Enhedens navn Mit seneste bidrag til debatten.. Sted og dato Dias 4

5 Enhedens navn Risikovurdering Basis: Forventet og langsigtet koncentration i landbrugsjord på baggrund af relative worstcase input. Dias 5

6 Enhedens navn Risikovurdering (II) Konsensus er at der ikke synes at være noget videnskabeligt rationale for numeriske grænser for organiske forureninger i kvalitetssikringssystemer for den landbrugsmæssige anvendelse af spildevandsslam. Endvidere er den kemiske kvalitet af slam under løbende forbedring, og koncentrationer af potentielt skadelige og persistente organiske forbindelser er tæt på baggrundsniveauet. Således vurderes genanvendelse af spildevandsslam på landbrugsjord til ikke at være begrænset af de koncentrationer af organiske fremmedstoffer, der findes i moderne slam. Dias 6

7 En nyere norsk risikovurdering Vurdering af: Tungmetaller, organiske fremmedstoffer, herunder 1400 medicin rester (for hvert enkelt stof) Risiko for: jordmiljøet, grundvandet, planteoptag, dyr og mennesker RISK ASSESSMENT OF CONTAMINANTS IN SEWAGE SLUDGE APPLIED ON NORWEGIAN SOILS Opinion from the Panel on Contaminants c in the Norwegian S i ent i fic Comi t t ee for Fod Safety Konklusion: Der er ingen signifikant risiko ved jordbrugsmæssig anvendelse af slam

8 Opinion from the Panel on Contaminants c in the Norwegian S i enti fic Comi t t ee for Fod Safety Enhedens navn Vedrørende vandmiljøet Hverken metaller, organiske forureninger eller medicinrester forventes at nå de miljømæssige PNEC-værdier (predicted no effect concentration) på kort eller lang sigt. RISK ASSESSMENT OF CONTAMINANTS IN SEWAGE SLUDGE APPLIED ON NORWEGIAN SOILS De fleste af de vurderede stoffer modeleres til at nå maksimale koncentrationer langt under de PNEC-værdier. To PAH'er ( pyren og indeno (1, 2, 3 cd) pyren), anslås at nærme sig PNEC-værdien. Panelet for forurenende stoffer anser derfor brugen af spildevandsslam som jordforbedringsmiddel for at være af ringe bekymring for vandmiljøet. Dias 8

9 Enhedens navn A level playing field..? Vi blev opmærksomme op at der var meget stor bevågenhed på risici ved recirkulering fra byerne, sammenlignet med det affald der i forvejen recirkuleres Vi så på bl.a. østrogener, fremmedstoffer og tungmetaller Dias 9

10 Enhedens navn A level playing field..? Ny estimater for ligevægtsniveauer for Cd i jord i EU generelt er på ca. 190 mg Cd pr kg P tilført Dias 10

11 Problemerne er ikke så enkle

12 Problemerne er ikke så enkle Spredning af østrogen ved dækning af N normen i vinterhvede Men brugen af slam er begrænset af P indholdet! Spredning af østrogen ved dækning af P behovet i vinterhvede Materiale Østrogenindhold Spredning af østrogen (g/ha) interval Midtværdi Kvæg µg/kg ts a 1100 µg/kg ts 5 Svinegylle µg/kg ts a 76 µg/kg ts 0,2 Slam 0,67-12,4 µg/kg ts a 6,5 µg/kg ts 0,1 Human urin 3,6-4,6 µg/l 4,2 µg/l c 1 Materiale østrogen østrogen g/ha v 20 kg P Kvæggylle 1100 µg/kg tørstof 4,23 Svinegylle 76 µg/kg tørstof 0,15 Slam 6,5 µg/kg tørstof 0,0048 Human urin 4,2 µg/liter 1,35

13 Videngrundlaget Problematiske stoffer slam Bedste udnyttelse husdyr gødning husdyr gødning slam 9 april 2014, Aarhus

14 Hvor robuste er jordene? KU s fastliggende forsøg 15-17% ler representativ for den bedre halvdel af DK s landbrugsjord

15 CRUCIAL langtids forsøg Behandlinger: - Komposteret husholdningsaffald (normal og acceleret) - Spildevandsslam (normal og acceleret) - Human urin - Kvæg møg (acceleret) - Dybstrøelse - Kvæg gylle - NPK - Ugødet, undersået kløver - Ugødet - Ubrugte forsøgsparceller - Ubrugt forsøgsblok 9 april 2014, Aarhus

16 Frankenstein effekten Hvor galt kan det gå? Accelererede behandlinger I 2013 > 130 års dosis på 11 år 9 april 2014, Aarhus

17 The last frontier on earth. I et gram frugtbar jord findes milliarder af bakterier Antallet af arter er ukendt. Selman Waksman jordmikrobiolog Nobelprismodtager for bl.a. at have fundet Streptomycin og mere end 20 andre antibiotika som stadigt anvendes medicinsk

18 Enhedens navn Antibiotika resistens i jorde. DOI: / Gødningstilførsel (slam, komposteret husholdningsaffald og fast møg) havde en forbigående effekt på resistens af jordens samfund; overflod af resistente isolater faldt med tiden efter gødningstilførsel, men persistente stammer optrådte multiresistente, også i ugødet jord. Dias 18

19 Antibiotic resistance Soil sampled right after fertilizer amendment: Week Isolation of Pseudomonas from soil using selective media (NAA 1:100) - NAA, NAA+Gentamycin, NAA+Tetracycline

20 Antibiotic resistance in Pseudomonas Average CFU g -1 soil (all treatments, all sampling times): NAA 2.5*10 5 Gen 1.9*10 4 Tet 5.3*10 2 Abundance of Gentamicin-resistant Pseudomonas Abundance of Tetracycline-resistant Pseudomonas Sept Oct Nov 1,2 1,0 Sept Oct Nov ,8 % 8 % 0,6 6 0, ,2 0 Unfertilized Sludge Manure Compost 0,0 Unfertilized Sludge Manure Compost

21 Multiresistance in Pseudomonas Multiresistance of Pseudomonas in general Sept Oct Nov 60 % Unfertilized Sludge Compost Manure Resistant towards 3 or more of: gentamicin (10 μg/ml), tetracycline (10 μg/ml), streptomycin (100 μg/ml), kanamycin (50 μg/ml), ciprofloxacin (4 μg/ml) and mercury(10 μg/ml)

22 Foreløbige konklusioner Alle de resultater vi har set indtil nu viser at denne representative jord er meget robust ifht negative effekter ved recirkulering Jorden neutraliserer multi resistente bakterier fra landbrugs og bygødninger Selv efter en dosis svarende til >150 år er øgningen af tungmetal optaget i planter enten ikke målbart eller meget beskedent

23 Foreløbig konklusioner Vi ser positive effekter på jordstruktur, frugtbarhed, kulstoflagring, og mikrobielt liv Indtil nu har vi ikke set noget alarmerende Området vil kunne bruges til at efterprøve om der er problemer med nanopartikler, PFC og andre nye problemstillinger

24 Sammenfatning Der er en omfattende viden om spildevandsslam Der er ikke fundet anledning til bekymring Hvad skal vi så finde på at bekymre os om?

25 Enhedens navn Skal vi brænde slam? Ifølge EU-lovgivningen kan forsigtighedsprincippet påberåbes: I.hvor presserende foranstaltninger er nødvendige i lyset af en mulig fare for menneskers, dyrs og planters sundhed, eller II.for at beskytte miljøet, hvor de videnskabelige data ikke muliggør en fuldstændig vurdering af risikoen. Dias 25

26 Enhedens navn Kritikken af forsigtighedsprincippet: i. fokus på hvad der i øjeblikket optager os i. fokus på worst case tilfælde, hvilket fører til at spørgsmålet om sandsynlighed negligeres. i. der ses bort fra systemvirkningerne øgede drivhusgasemissioner ved slamforbrænding, miljøødelæggelser fx på grund af minedrift for at fremskaffe fosfor på lang sigt brug af en udtømmelig ressource (fosfor). der kan være negative virkninger ved alternative gødninger fx husdyrgødning? Dias 26