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 1 % Jordskorpa 0,1 % Havvann 0,07 mg/kg Ferskvann 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 Rense-anlegg Planter Forbrenning av slam Bergverk Gjødsel og dyrefôr Grunn eller bygningsmaterialer Slakteriavfall Deponier Husdyr Stofftap fra intensivt landbruk Overflate-vann

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

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

Forbruk av fosfor Matproduksjon 90 % Annet 10 % Mineralgjødsel 79 % Fôrtilskudd 11 % Annet 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 Tilnærme oss et lukket kretsløp for fosfor Andre sektorer Gjenvinning av P i mat- og slakteriavfall – unngå deponering Utnytting av P slam

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

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

1 million dekar kornareal Fosfor i avløp Til kommunale renseanlegg 2 500 tonn Til renseanlegg fra spredt bebyggelse 600 tonn Felles ut i slam 1 700 tonn Utslipp til vann 800 tonn Felles ut i slam 200 tonn Utslipp til vann 400 tonn Kan dekke behovet til 1 million dekar kornareal 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 ikke-brukere Norges bondelag frarår sine medlemmer fra å bruke slam

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

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: 1,9 kg P Med slam: 45 kg Fullgjødsel 25-2-6: 0,7 kg P Differanse: 1,2 kg P Redusert P-mengde første 3 år: 3,6 kg 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 0-8 kg Totalt redusert P 3,6-12 kg Redusert mengde i prosent av tilført: 25 %

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

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 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