Notat vedr. anvendelse af renset spildevand og overfladevand fra Arlas Mejericluster Vestjylland til vanding af dyrkede arealer

Transkript

1 20. juni 2013 Notat vedr. anvendelse af renset spildevand og overfladevand fra Arlas Mejericluster Vestjylland til vanding af dyrkede arealer Fra Grontmij A/S er der fremsendt ansøgte udledningsværdier for forskellige parametre i spildevand fra det fælles renseanlæg og fra Biostyr anlægget (vedlagt som bilag). Videncentret, planteproduktion, er udbedt et fagligt notat om spildevandets egnethed til vanding af afgrøder og det årstidsmæssige aspekt mht. vandingsbehov På næringsstofsiden er indholdet af N, P og tungmetaller lave. Alle de analyserede tungmetaller ligger under grænseværdien for drikkevand (Miljøministeriet, 2011). Derimod er spildevandet angivet til at have et absolut chlorid-indhold på 600 mg/l, hvilket er et middelhøjt niveau. I dette notat redegøres der for arealers og afgrøders følsomhed overfor chlorid og praktiske betragtninger omkring vanding. Da der ikke er udført forsøg med længere tids tilførsel af chlorid til landbrugsjord, er grundlaget for notatet et litteraturstudie Resume Udvanding af renset mejerispildevand vil være begrænset af chloridindholdet, dels som et behov for fortynding ved udvanding i nogle afgrøder og dels som en maksimal anbefalet udbragt mængde chlorid på landbrugsjorden årligt, for ikke at risikere at overskride grænseværdien for chlorid i drikkevandet. Chlorid kan hæmme spiring af småfrøede arter og der bør ikke udvandes store mængder inden efterårssåning Natriumchlorid forringer jordstrukturen på lerjord, hvor udvanding derfor har begrænset anvendelse Ved udvanding af 500 kg chlorid årligt, vil ca. 2/3 af det gennemsnitlige vandingsbehov på en kvægejendom kunne dækkes. På kvægejendomme kan der være behov for vanding fra april-maj til august-september Påvirkningen af jordstruktur Tilførsel af natriumchlorid til landbrugsjord kan påvirke afgrøderne på flere måder. Der kan ske en påvirkning af jordstrukturen, der kan ske en direkte skadevirkning på afgrøderne og et højt saltindhold i jorden kan påvirke fremspiringen af afgrøder. Chlorid findes opløst i jordvæsken og udvaskes i vinterhalvåret med overskudsnedbøren. Når der ved oversvømmelser med saltvand forekommer strukturskader af jorden, skyldes det, at natrium forringer strukturstabiliteten på lerkolloider. Det gør jorden sværere at bearbejde og risikoen for slemning er større. Om chlorid i spildevandet er natrium- eller kaliumchlorid vides ikke fra den foreliggende analyse, men natrium har mest negativ effekt på aggregatstabiliteten. På de egentlige sandjorder vurderes denne effekt at være begrænset, mens det på lerjorder kan have væsentlig betydning og øge behovet for at vedligeholde en god jordstruktur ved hyppigere kalkning

2 Afgrøders følsomhed overfor chlorid Mange plantearter er følsomme overfor chlorid, f.eks. ærter, bønner og kartofler, og i lidt mindre grad rød- og hvidkløver. Følsomme typer må ikke have et indehold af chlorid på mere end 3,5 g/kg tørvægt, mens tolerante typer kan have et indhold på op g/kg tørvægt, uden at være skadet heraf. Genotypiske forskelle i chlorid tolerancen hænger tæt sammen med tolerancen overfor salt (Marschner, 1986). I nedenstående tabel er forskellige afgrøders tolerance overfor saltvand angivet som den maksimale cloridkoncentration i udvandingsvand (efter Knudsen, L. 2006) Som det fremgår, ligger grænseværdien for kartofler lige omkring indholdet i spildevandet og noget lavere for ærter. Udvanding af spildevandet kan derfor ikke anbefales til kartofler og ærter (og dermed også til byg/ærtehelsæd) uden foregående fortynding. For kartofler er der endvidere angivet en maksimal chloridtilførsel pr. dyrkningssæson, til 200 kg chlorid pr. ha (Aslyng, 1978). Kløvergræs Kløver er middel følsom overfor chlorid, hvor det angives at rødkløver er mest følsom.. Ved vanding omkring den maksimale tilførsel af chlorid kan der forventes en kritisk koncentrationsgrænse i jordvæsken efter gentagne vandinger, hvor der ikke forekommer nedbør. Nedbør i efterårs- og vintermåneder vil udvaske eventuelt ophobet chlor ud af pløjelaget, hurtigst på sandjord Majs, lucerne og rajgræs Majs, lucerne og rajgræs har en forholdsvis stor tolerance overfor chlorid og spildevandet kan udvandes uden risiko for afgrødeskade. Bederoer Bederoer er særdeles tolerant over chlorid Tabel 1. Landbrugsafgrødernes følsomhed overfor vanding med saltholdigt vand. Tallene angiver mg Cl pr. liter. <365 <600 <730 <1460 <3640 Ærter Kartofler Rødkløver Hvidkløver Hundegræs Hvede Havre Majs Lucerne Rug Rajgræs Byg Bederoer Raps Græsarternes tolerance aftager i rækkefølgen svingel, timothe, rævehale, rajgræs, alm. rapgræs, mens rødkløver oplyses at være mere følsom end hvidkløver og lucerne 2 / 6

3 Risiko for fremspiringsproblemer Et højt saltindhold i fremspiringszonen kan give fremspriringsproblemer. Tilførsel af større saltmængder kan derfor skade fremspriringen specielt af arter, som er følsomme i fremspiringsperioden. Det gælder f.eks. roer og raps. Problemerne vil være størst i afgrøder, der etableres om efteråret, fordi chlorid bliver vasket ud af vinterens overskudsnedbør. Maksimal tilførsel i forhold til grænseværdien for chlorid i grundvandet Da chlor udvaskes til grundvandet, bør den maksimale årlige udvanding overvejes. Ifølge Miljøministeriets krav til drikkevand, må chloridkoncentrationen ikke overstige 250 mg/l (Miljøministeriet, 2011). Ved en gennemsnitlig årlig afstrømning på 400 mm vand fra rodzonen, svarer det til en maksimal tilførsel af chlorid på kg pr. ha (4.000 m 3 /ha x 0,25 kg Chlorid/m 3 ). Chlorid tilføres markerne med regnvand, mineralsk- og husdyrgødning. Regnvand indeholder gennemsnitligt 5,6 mg Chlorid pr. l (Sand-Jensen og Lindegård, 2004). Danmarks Miljøundersøgelser angiver, at tilførslen af klor fra atmosfæren er fra 15 til 90 kg klor pr. ha. De højeste værdier er fra målestationer i det vestlige Danmark, med de største nedbørsmængder, mens de laveste værdier er fra øerne. Denne tilførsel dækker afgrødernes behov (typisk omkring 20 kg pr. ha), men herudover tilføres chlorid med handels- og husdyrgødning Kaliumholdige gødninger indeholder normalt samme mængder af klor og kalium. Undtaget herfra er selvfølgelig klorfrie gødninger, der specielt anvendes til kartofler og visse specialafgrøder. Husdyrgødning indeholder i følge ældre danske undersøgelser ca. 1 kg chlor pr. ton. På gennemsnitsbruget tilføres derfor normalt 50 til 80 kg klor pr. ha årligt. Til intensive græsmarker, som både får megen husdyrgødning og ekstra kalium, kan tilførslen fra disse kilder udgøre kg pr. ha om året. For at sikre sig mod en overskridelse af grænseværdien af chlorid til grundvandet i tørre år kan man ud fra ovenstående antage, at der ikke bør udvandes mere end 500 kg chlorid pr. ha fra renset spildevand. Praktiske vinkler på vanding med renset spildevand Årsvariationer på vandingsbehov I nedenstående figur ses det årlige vandingsbehov fra 1987 til 2010 i et grovfodersædskifte. Som det ses, er der en betydelig variation, fra under 10 mm til 250 mm årligt. Som gennemsnit af hele perioden har behovet været 120 mm. Dette svarer til et vandforbrug på m 3 vand pr ha. Græs har det største behov (gnsn. 177 mm) og majs det laveste (76 mm). Hvis det antages at der samlet set må udvandes en kloridmængde på 500 kg pr. ha, svarer det til vanding med spildevand på 830 m 3 pr. ha. Da indholdet af chlorid er begrænsende for at dække det gennemsnitlige vandingsbehov, kan spildevandet som gennemsnit dække godt 2/3 af vandingsbehovet på en gennemsnitlig kvægejendom. 3 / 6

4 Vandingsbehov, mm Gns. Figur 1 Vandingsbehov i grovfodersædskifte med 35% græs, 35% majs og 30% vårsæd (Hvid, S.K, 2011) Vandingsperioder Vandingsperioderne varierer med afgrøden. Således kan der være behov for markvanding af vårsæd, typisk i maj til juli, mens vandingsbehovet til majs kan strække sig ind i august og græsmarkerne kan have vandingsbehov frem til september måned. Øvrigt Det er uklart om de angivne indhold af organisk materiale kan føre til tilstopning af vandingsdyser eller andet Størst fordel for landmænd som har vandingsbehov, men som ikke kan få vandingstilladelse fra kommunen eller hvor vandingstilladelsen ikke dækker det fulde behov for vanding Anbefalinger: Landmanden bør informeres om, at der kan være risiko for fremspiringsproblemer, specifikt i småfrøede arter, hvis de sås om efteråret hvor der forinden har været udvandet store mængder renset spildevand Endvidere bør der gøres opmærksom på, at der kan opstå problemer ved en miljøtilladelse på grund af grundvandspåvirkningen fra chlorid Skal spildevandet udvandes på afgrøder uden vandingsbehov bør det ske til græsarealer på let jord, dvs. med lang vækstperiode og med minimal risiko for opkoncentrering af chlor. Litteraturliste Aslyng, H. C., 1978: Vanding i jordbruget, Kulturteknik II, 4. udgave. DSR Forlag, KVL. Hvid, S.K., 2011: Markvandingsbehov , LandbrugsInfo 616, 2011: 4 / 6

5 Knudsen, L., 2006: Skader efter oversvømmelser med havvand, LandbrugsInfo, Planteavlsorientering : else_med_havvand.aspx Marschner, H. 1986: Mineral Nutrition of higher plants. PP 340: Chlorid Requirement and Toxicity. Academic Press Miljøministeriet, 2011: BEK nr 1024 af 31/10/11: Bekendtgørelse om vandkvalitet og tilsyn med vandforsyningsanlæg, bilag 1A og bilag 1B Sand-Jensen og Lindegaard, 2004: Ferskvandsøkologi, pp 17-18, Gyldendal A/S Venlig hilsen Specialkonsulent Annette Vibeke Vestergaard, Tlf / Bilag: Udledningsvilkår For det fælles renseanlæg søges om følgende udlederkrav: Parametre Kravværdi Kontroltype Vandmængde m³/dg BI5 6 mg/l 30 mg/l COD *50 mg/l Transport 225 mg/l SS 10 mg/l 45 mg/l NH 3 /HN N 4 mg/l 12 mg/l Total-N 4 mg/l Transport Total-P 0,3 mg/l Transport ph 6,5 8,5 Vejledende Iltmætning > 60% Vejledende Temperatur 25 C Vejledende 5 / 6

6 Chlorid Bly (opløst) 580 mg/l 600 mg/l 3,7 µg/l 2,0 µg/l Chrom (opløst) 2,2 µg/l 1,5 µg/l Kobber (opløst) 9,7 µg/l 4,0 µg/l Zink (opløst) 30,0 µg/l 21,5 µg/l Biostyr anlægget på Arinco Udledningsvilkår, der søges om for Biostyr anlægget, 2020: Nr. Parameter Kravværdi Kontrol 1 Vandmængde 2500 m 3 /døgn 2 BI5 mod <7 mg/l <21 mg/l 3 COD <75 mg/l <225 mg/l 4 Suspenderet stof <10 mg/l <30 mg/i Transport 5 Total N <4 mg/i Variabel transport 6 NH3+NH4-N <1 mg/l <3 mg/l 7 Total P <0,3 mg/l Variabel transport 8 ph 6,5-8,5 Vejledende 9 Iltmætning >60 % Vejledende 10 Temperatur x C Vejledende 6 / 6