Jagt på giftige stoffer i slam

Analytiske kemikere Gabriela Castro Varela og Alexandros Asimakopoulos er på jagt efter giftige og uregulerede kemiske stoffer i spildevandsslammet, der er et biprodukt fra vandbehandlingsanlæggene i Trondheim kommune.

Varela er postdoc og Asimakopoulos er lektor ved NTNUs Institut for Kemi. Deres mål er at kunne genbruge slammet på en sikker og bæredygtig måde.

Verdens naturressourcer er under stadigt stigende pres, hvilket gør det endnu vigtigere at genanvende dem mere effektivt. Det er dog en udfordring at genbruge affaldet på grund af de farlige stoffer, det indeholder.

FN's bæredygtige udviklingsmål nummer 12 understreger også behovet for effektiv håndtering af affald og kemikalier.

Udfordrende, men meget at hente

Forskere observerer problemet i især to typer affald:spildevandsslam og plast fra elektronisk affald eller e-affald. Disse to affaldskilder rummer et enormt potentiale for at genbruge næringsstoffer, grøn energi og erstatte råmaterialer.

Udfordringen ligger i niveauerne af farlige stoffer, mange af dem uregulerede, i disse affaldskilder.

• Det er vanskeligt at bruge ubehandlet spildevandsslam som gødning, fordi mennesker og dyr kan blive påvirket af de giftige stoffer, der findes i spildevandsslammet. De kan indtages gennem føde- og vandkilder, der påvirkes af afstrømning fra landbruget.
• Genbrug af plast fra e-affald er vanskelig på grund af muligheden for at genindføre farlige stoffer til miljøet og miljøemissioner under genanvendelsesprocessen.

SLUDGEFFECT-projektet har til formål at identificere og fjerne giftige kemikalier fra slammet, så det kan genbruges på forskellige måder, såsom til gødning.

Mikroplast og kemiske stoffer

Slam er restbiproduktet, når spildevandet er passeret gennem renseanlæggene. Den indeholder spor af, hvad folk har spist og drukket, rengøringsmidler og alt det andet, som husholdninger og industri bortskaffer via kloaksystemet.

Dette slam indeholder alle slags tilsætningsstoffer - regulerede og uregulerede, giftige og ikke-giftige - men hvilken slags eller hvor meget gift de indeholder er stadig relativt ukendt.

Giftige stoffer

• Mange af de kemiske stoffer i slam er farlige, fordi de efterligner kroppens fedtstoffer (lipider). Kroppen er således ikke i stand til at udskille dem, da den opfatter stofferne som naturlige.
• PFAS – en forkortelse for per- og polyfluoralkylstoffer – er særligt problematiske stoffer. Disse kemikalier har unikke vand- og fedtafvisende egenskaber og bruges i storindustri. De bør ikke genindføres i naturen gennem slambiogødning.

PFAS, benzophenoner og lignende derivater er blandt stofferne i slam, samt giftige metaller og mikroplast.

"Det, vi ved, er, at meget af slammet indeholder mikroplast udover de kemiske stoffer, som kan være ekstremt skadelige for os, hvis de ender i jorden. Og vi er i tvivl om, hvad der er i dem," siger Asimakopoulos .

Varela er ekspert i analyser. Hun modtager slamprøver fra alle de vandbehandlingsanlæg, der er involveret i projektet. Disse prøver analyseres for at identificere, hvilke stoffer de indeholder, med vægt på uregulerede giftige tilsætningsstoffer eller dem, vi ikke kender.

Af forskellige årsager svarer kemikalierne i forbrugerinformationen ikke altid til deres faktiske indhold.

Ekstremt vigtigt at vide

Når de giftige forbindelser er blevet identificeret, skal forskerne finde en måde at fjerne dem på. En løsning, der undersøges, er at bruge pyrolyse til termisk behandling af slammet. Pyrolyse er en forbrændingsteknik, der brænder ved 700 °C til 900 °C under iltfrie forhold. Dette er den samme metode, som bruges til at lave kul, og restaffaldet resulterer ligeledes i små klumper, der indeholder kulsyreholdigt biologisk affald.

Varela forklarer:"Vi analyserer det resulterende stof i et massespektrometer, så vi kan se, hvor meget af de giftige kemiske stoffer, der er væk eller ikke er forsvundet. Nogle gange gør pyrolyse faktisk et giftigt stof endnu mere skadeligt for miljøet, hvilket kan ske. når vi ikke ved, hvilke stoffer der er tale om. Det er yderst vigtigt at bestemme dette, før slammet genindføres i naturlige systemer."

Jorden har brug for genopfyldning

I Tyskland og andre steder i Europa bliver det meste af slammet fra renseanlæg behandlet og forbrændt. Men rent slam, der er blevet steriliseret, er fyldt med næringsstoffer, der er nødvendige for landbruget.

"For at bruge slammet skal vi være sikre på, at det er fri for farlige kemiske stoffer," siger Hans Peter Arp, teknisk ekspert fra Norges Geotekniske Institut (NGI) og NTNU, som leder projektet.

"Vi vil gerne se, hvad vi kan opnå med pyrolyse og kildekontrol i Norge, for genbrug er vigtigt for bæredygtigheden og godt for jorden," siger Arp. "Så det er vigtigt at finde ud af, hvad der er muligt, og hvordan vi kan gøre det økonomisk rentabelt og bæredygtigt." + Udforsk yderligere

Farmaceutiske rester i spildevandsslam og kvæggylle har ikke den frygtede effekt