Miljömål

Sveriges lantbruksuniversitetInstitutionen för energi och teknik,

kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se

Håkan Jönsson, prof [email protected]

Kretslopp av växtnäring - focus på stad till land –

betydelse, möjligheter och eventuella risker

Håkan Jönsson [email protected]




Miljömål

• ”Den totala mängden genererat avfall skall inte öka och den resurs som avfall utgör skall tas till vara i så hög grad som möjligt samtidigt som påverkan på och risker för hälsa och miljö minimeras.” (Regeringens proposition 2009/10:155):




Miljömålen – och uppfyllelse

• ”Den totala mängden genererat avfall skall inte öka och den resurs som avfall utgör skall tas till vara i så hög grad som möjligt samtidigt som påverkan på och risker för hälsa och miljö minimeras. Särskilt gäller att (Regeringens proposition 2009/10:155): – …

– senast år 2010 skall minst 35 procent av matavfallet från hushåll, restauranger, storkök och butiker återvinnas genom biologisk behandling. – Vi har kommit styvt halvvägs i Sverige

– senast år 2010 skall matavfall och därmed jämförligt avfall från livsmedelsindustrier m.m. återvinnas genom biologisk behandling. - Definitionsfråga om målet anses uppfyllt

– senast år 2015 skall minst 60 procent av fosforföreningarna i avlopp återföras till produktiv mark, varav minst hälften bör återföras till åkermark.Nu, 2006, återförs 15-25%, främst som Revaq-certifierat slam. 5 år kvar”



Kväve Fosfor Kalium Svavel

I liv (Nationalencyklopedien)

Protein Ben, energi- ATP

Elektrolyt, nerver

Aminosyror, B1

I åker 0-25 cm, kg/ha (Eriksson m.fl., 1997)

6900 250 lättlösligt 2310 totalt

375 utbytbart 970

Gödsling, normal kg/ha 70-170 10-40 0-200 10-?

Konstgödsel 2007/08 ton (SCB, 2010)

186 500 14 600 33 500 27 700

Jordskorpa, kg/ton (Nationalencyklopedien)

1,1 24 0,34

Jordskorpa, hur vanligt (Nationalencyklopedien)

11:e 7:e 16:e

Ekonomiska reservens livstid1

Gas 60 Olja 40

369

288 74

1. U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2011

”den resurs som avfall utgör skall tas till vara i så hög grad som möjligt samtidigt som påverkan

på och risker för hälsa och miljö minimeras.”



Var finns växtnäringen? (ton/år) Produkt N Vxt-

tillg-N P K S Våtvikt

Urin Urin 35900 34100 2900 7800 2300 4 913 600 Fekalier 4900 1500 1600 2900 500 536 000

Klosettvatten 40800 35600 4500 10700 2800 5 449 600 BDT-vatten 3800 1700 2000 1100 326 081 700

Hushållsavlopp 44600 35600 6200 12700 3900

Köksavfall 7500 2300 1300 3000 700 717 400

Restaurang, storköks-, & handelsavfall

900 300 200 500 100

Toalett- + matavfall 49 200 38 200 6 000 14 200 3 600

Avloppsslam 2000 7881 2561 5986 959 1962 1 000 000

Konstgödsel, 2007/08 186 500 186 500 14 600 33 500 27 700

Skörderester 50 000 10 000 100000

Naturgödsel, 2001 74 580 32 830 20 990 91 300 23 000 000

Avloppsfraktioner beräknade från folkmängd och Jönsson m.fl. 2005. Slam, naturgödsel, konstgödsel SCB.




Växtnäring Resurs mätt som ekonomiskt värde

Mots. H-göds.pris N P K TotaltHgödselpris, kr/kg 7,44 12,38 8,16 värde 2010-04Konstgödsel 2007/08 75% 10% 15% 1842 milj kr/årToalettavfall 64% 14% 22% 408 milj kr/årUrin 72% 10% 18% 353 milj kr/årAVR-slam, allt 19% 73% 8% 101 milj kr/årGödsel 20% 21% 60% 1249 milj kr/årRötrest 62% 13% 25% 39 kr/ton




Växtnäring – energi och klimatutsläpp

Mots. handelsgöds, N P K SummaCO2-ekv./kg näring 4 0 0,4 CO2-ekv/kgUrin, konc 98% 0% 2% 29 CO2-kg/tonUrin, uppmätt 98% 0% 2% 11 CO2-kg/tonToalettavfall 97% 0% 3% 27 CO2-kg/tonAVR-slam 86% 0% 14% 0 CO2-kg/tonGödsel 88% 0% 12% 10 CO2-kg/tonRötrest 96% 0% 4% 11 CO2-kg/ton

Klimatutsläpp från litteratursammanställning av Thyselius, men med ny lägre siffra för kväve från Yara 2010




Källsortering kan spara mycket energi och minska utsläpp

• Urinsortering kan reningsverkets energianvändning minska från 6,25 W/pe till produktion av 1,6 W/pe.

– Det finns inget behov av kväverening och att det blir mer slam att röta

• N-tot ut ca 2-5 mg/l, utan N-reduktion, mot dagens 10-12 mg/l med N-reduktion. Ca 50% ökad kapacitet i reningsverket (Mbaya et al., 2010; Wilsenach&Loosdrecht, 2003)

• Bara BDT-vatten till reningsverk (KL-sortering) ger minskad (negativ) eutrofiering på -5 kg O2/person, år (Jönsson et al., 2005)

• Källsortering robust metod för att minska utsläppen från enskilda avlopp (Naturvårdsverket, 2009).

• Lustgasutsläppen från reningsverk 0-2,4% av avlägsnat kväve (Westling, 2011).

• Återföring av urin/KL-vatten minskar energi och lustgas från både avloppsrening och konstgödseltillverkning




Källsortering låga tungmetallhalter(mg/kg P)

Kadmium - Cd Bly - Pb

Koppar - Cu Nickel - Ni

Ref: Jönsson et al., 2005; NV 4974; Uppsala 2008

0

5

10

15

20

25

30

35

40

CdUrin KL-vatten MatavfallU-sala slam Nötflyt Konv

0

200

400

600

800

1000

1200

PbUrin KL-vatten Matavfall U-sala slam Nötflyt Konv

02000400060008000

1000012000140001600018000

1Urin KL-vatten MatavfallU-sala slam Nötflyt Konv

0

200

400

600

800

1000

1200

1Urin KL-vatten MatavfallU-sala slam Nötflyt Konv




Riskvärdering Tungmetaller - Cd• Kadmium från mat skadar idag vår hälsa

– Det finns ett samband mellan mängd tillförd Cd och halten i grödan– Gödseln i Sverige bör innehålla mindre än 15-20 mg Cd/kg P (Kemi,

2011)– Urin innehåller ca 0,6 mg Cd/kg, KL-vatten ca 12 mg Cd/kg P

(Jönsson m.fl., 2005)– Nuvarande haltgaranti för konstgödsel från Yara är 12 mg/kg P– Genomsnittet för 196 konstgödselprover inom EU var 83 mg Cd/kg P

(Nziguheba & Smolders, 2008).

• Slutsats – Gödsling med källsorterad urin minskar risken för vår hälsa




Hormoner och läkemedelsrester

Ref: Winker et al., 2009




Riskvärdering – hormoner, läkemedel• Spridning på land:

– Enstaka studier visar upptag av läkemedelsrester i gröda – vid tillförsel som ligger betydligt högre än vid gödsling med urin/KL-vatten

– Effekt på dyngbaggar från maskmedel visad (naturgödsel), men inte mycket mer.

– Jämför med dagens användning av herbicider, fungicider och insekticider!

– Uppehållstiden lång och nedbrytningsförmågan god i mark.– Läkemedelsrester och hormoner kan renas bort från urin och KL-vatten

om samhället tycker att det behövs.

• I vatten:– Hormoneffekter på fiskar och amfibier hittas utanför nästan varje

reningsverk som man tittar.– Stockholmaren får i sig mer än 10 läkemedel i mätbara mängder med

varje glas vatten.

• Slutsats: urin och fekalier bör återföras till jorden




Sammanfattning• Alla näringsämnen är viktiga • Kväve - störst mängd, störst ekonomiskt värde, mest energi och störst

klimatpåverkan, därnäst kalium• Ekonomisk livslängd – hur räkna med tider över 50 år?• Den mesta, och renaste, näringen finns i urin och fekalier• Hushållens matavfall och avloppsslam – certifierade och högst

tungmetallhalter• Källsortering av urin och klosettvatten spar energi och minskar

kraftigt utsläppen av N och P• Uringödsling minskar Cd i maten –> minskad hälsorisk• Källsortering av urin minskar miljöeffekterna av hormoner och

läkemedelsrester. • Hormoner och läkemedelsrester kan renas från urin och KL-vatten

– ytterst osäkert om detta behövs/bör rekommenderas

• Försiktighetsprincipen talar för att urin och KL-vatten bör återföras till odlingsmark och inte till vatten




Tack för uppmä[email protected]







Mesta av näringen i urin och fekalier

4015

365 876 256

543

548

183365

61

60

511 55 219128

36500

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Kväve Fosfor Kalium Svavel Våt vikt

Urin Fekalier BDT-vatten

Värden enligt NFS 2006:7 Allmänna råd om småavloppsanordningar; Jönsson m.fl. 2005.




Urin har en unikt hög växttillgänglighet

• Kväve, fosfor, kalium & svavel – samma form som konstgödsel

• Effekt och växttillgänglighet som konstgödsel• Unikt för att vara av biologiskt ursprung

1998 1999

Ref: Jönsson et al., 2000

Totalkväve, kg/ha Totalkväve, kg/ha

Sk

örd

, kg/

ha

Sk

örd

, kg/

ha

Konstgödsel

Konstgödsel

Urin

Urin




Tungmetaller

Ref: Winker et al., 2009

Documents

Miljömål