Kan avloppsslammet någonsin bli så rent att det inte leder till upplagring av tungmetaller i åkerjorden?

Sammanfattning

I diskussionen om avloppsslammet har ledande tänkare framhållit att slammets användning som gödselmedel är en "återvändsgränd". Det går av principiella skäl aldrig att få slammet så rent att inte en upplagring av metaller äger rum i odlingsmarken. Detta beror bl a på att enbart kranvattnet i avloppssystemet bidrar med så mycket metaller att en balans i åkerjorden inte kan uppnås. Man talar om ett ohjälpligt systemfel.

Naturvårdsverket har då påstått att avskiljningen av metaller kommer att minska, när metallhalterna sjunker hos inkommande vatten. Till slut påstås inkommande och utgående vatten ha samma halter och slammet blir mycket rent.

I detta arbete visas att ett renvattenverk, som i princip arbetar på samma sätt som ett avloppsverk, har lika god avskiljning som ett sådant. Detta trots att metallhalterna i vattnet ligger 10 till 50 ggr lägre. Att metallhalterna i avloppsvatten någonsin skulle komma i närheten av råvattnet i Göta Älv är osannolikt.

Vidare visas att metallhalterna i slammet från vattenreningen överskrider ett teoretiskt beräknat ekologiskt avloppsslam (metaller bara från urin och avföring) med upp till 120 ggr, trots att metallerna nästan uteslutande kommer från vattnets naturliga metallinnehåll. Vidare överskrider flera metaller i vattenverksslammet också de halter som prof Arne Andersson vid SLU fört fram som optimala för ett vattenburet avloppssystem (urin och avföring samt vatten) i SNV rapport 4251. Naturvårdsverket anser idag att dessa uppgifter är felaktiga och påstår att halterna är möjliga att underskrida.

Denna undersökning visar dock att Naturvårdsverkets påståenden saknar grund.

Gunnar Lindgren civ.ing Pl 1363, 446 00 Älvängen, tel 0303-745155, gunnar.lindgren@ale.mail.telia.com

Avskiljning av metaller vid hög och låg metallhalt i ingående vatten

I. Inledning

De flesta tycks vara överens om att dagens halter av tungmetaller i slammet egentligen är för höga för att slamspridningen skall kunna försvaras. Slammet av idag bidrar med väsentligt mer tungmetaller än andra gödselmedel vid samma fosforgiva och metallhalterna ökar särskilt snabbt i de slambehandlade åkerjordarna. Slamöverenskommelsen (LRF, VAV och SNV) har ändock utgått ifrån att det förorenade slammet kan spridas under en kort period. Under tiden skall halterna av metaller successivt minskas genom olika åtgärder ute i kommunerna, tills man kan nå balans för tungmetallerna i åkerjorden. Man har förutsatt att detta är möjligt.

Men kan slammet någonsin bli så rent från tungmetaller att det kan användas i jordbruket?

Det finns flera ledande tänkare som anser att detta inte kan uppnås i ett vattenburet avloppssystem av principiella skäl. Redan framlidne professorn Svante Odén vid Lantbruksuniversitetet konstaterade 1973 angående tungmetallerna: "Rötslammets inpassning i ett biologiskt sammanhang utgör därför en återvändsgränd i ett längre tidsperspektiv".

Professor Nils Brink vid Lantbruksuniversitetet påpekade 1987: "fortsatt bruk innebär uppladdning av jorden med tungmetaller och svårnedbrytbara organiska föreningar".

Miljövårdsberedningens rapport 1992:4 Utgångspunkter för kretsloppssamhället säger:

"Man kan lätt visa att slammet från de avloppssystem och reningsverk som vi har nu, även under ideala förhållanden, kommer att hålla så höga metallhalter att slamgödsling ofrånkomligen medför en fortgående ökning av metallhalterna i åkermarken. Detta är uppenbarligen inte uthålligt."

Även Naturvårdsverket har i princip kommit fram till samma resultat i sin rapport 4251, sid 21, där man visar att enbart kranvattnet bidrar med ca 15 ggr mer bly, 2,5 ggr mer kadmium, 30 ggr mer koppar, 8 ggr mer krom, 8 ggr mer nickel och lika mycket zink som urin och avföring. Dvs även om våra reningsverk skulle drivas under ideala förhållanden, kommer ändå slamspridning att leda till en anrikning av tungmetaller i åkerjorden. Naturvårdsverket har ändå godtagit att halterna av kadmium och andra metaller skall öka.

De senaste åren har dock en rad organisationer motsatt sig slamspridningen. Den 20/1 98 uppvaktades Kungliga Skogs och Lantbruksakademien, där Greenpeace, Konsument Forum, Miljöförbundet samt Naturskyddsföreningen förde fram kravet att slamspridning på åkermark skall upphöra.

Ett av skälen är just att metallhalterna i åkerjorden ökar långt snabbare vid slamspridning än vid användning av varje annat gödselmedel. Vid Naturskyddsföreningens riksmöte 1996 menade flera talare att slamspridningen måste upphöra redan nu, i och med att nuvarande vattenburna avloppssystem aldrig någonsin kommer att kunna producera ett uthålligt användbart slam. Man talade om ett ohjälpligt systemfel. Vi skall i stället så snart som möjligt övergå till källsorterande system.

Naturvårdsverket har insett att hela slamuppgörelsen riskerar att falla om man över huvud taget aldrig kan få ned metallhalterna till uthålliga nivåer. Då uppstår i stället frågan när vi måste sluta med spridningen. Man har därför nu fört fram att beräkningarna i rapport 4251, som gjorts av prof Arne Andersson vid SLU, är felaktiga samt påstår att avskiljningsgraden för metallerna i avloppsreningsverken successivt kommer att sjunka med sjunkande halter i inkommande avloppsvatten. Vid låga halter påstås därför ingående avloppsvatten och utgående avloppsvatten ha nästan samma metallhalter. Nästan inga metaller påstås fastna i slammet, som då blir förhållandevis rent.

Finns det fog för detta påstående? Kommer avskiljningsgraden att minska vid lägre metallhalter i inkommande avloppsvatten?

II. Val av metod

För att undersöka sanningshalten i Naturvårdsverkets påstående kan man jämföra avskiljningsgraden hos ett avloppsreningsverk (Ryaverket) och ett renvattenverk (Alelyckan och Lackarebäck). I båda fallen används fällning och i båda fallen alstras slam med tungmetaller. Men ingående avloppsvattnet till ett avloppsreningsverk har väsentligt högre metallhalter än ingående råvattnet till ett renvattenverk:

Metallhalterna in till vattenverket är mellan 10 och 50 ggr lägre än halterna i avloppsvattnet.

Även om metallhalterna hos ingående avloppsvatten till Rya skulle sjunka, måste det ses som ytterst osannolikt att man skulle nå ned till råvattnets halter. Detta skulle förutsätta att ledningsnät, material i hushållsmaskiner, varmvattenberedare, diskbänkar, kokkärl och bestick, kläder "svinto", folie etc etc byttes ut. I stort sett inget material som vattnet kommer i kontakt med i vårt samhälle får vara av metall. Vidare får varken anslutet eller inläckande dagvatten förekomma liksom deponier, näringsidkare, industrier etc.

Allt detta är orealistiskt. Den punkt där avskiljningsgraden enligt Naturvårdsverkets påstående skall bli försumbar, måste därför ligga någonstans mellan råvattnets halter och dagens halter vid Rya.

Om avskiljningsgraden vid de låga nivåer, som råder vid vattenverken idag, inte skulle visa sig vara försumbar, blir konsekvensen att Naturvårdsverkets påståenden är oriktiga.

För begreppet "avskiljningsgrad" finns här två beräkningssätt. Det ena (A) baserar sig på mängden inkommande metaller (i vatten och processkemikalier) och den mängd som hamnar i slammet. Den andra (B) jämför helt enkelt metallhalterna i ingående och utgående vatten. I och med att båda dessa metoder tillämpas på samma sätt och sedan jämförs vid både renvattenverket och avloppsverket kan detta godtas.

III. Beräkning av avskiljningsgrader vid Lackarebäck och Alelyckan

Andel av inkommande metaller som hamnar i hydroxidslammet beräknas på följande sätt.

Vid vattenverken Lackarebäck och Alelyckan tas ca 60 Mm3 råvatten in per år. Då metallhalterna är kända, kan inkommande metallmängder beräknas. Till detta skall de metallmängder adderas som kommer med processkemikalier (aluminiumsulfat och kalk).

Högsta metallhalter i detta finns angivet av leverantören och använda mängder redovisas i årsberättelsen. Då kan även dessa bidrag beräknas. Vidare finns de metallmängder som avskiljs och hamnar i hydroxidslammet vid de båda verken redan uppmätta och redovisas.

A. Mängd metaller i inkommande råvatten och i utgående hydroxidslam

Metall (kg) Cu Zn Cd Pb Hg Cr Ni Fe

Observera att metaller försvinner från vattenverken även på andra sätt, t ex med s k spolvatten. Detta påverkar dock inte denna beräkning.

B. Skillnad mellan ingående och utgående vatten

Det kan ligga nära till hands att jämföra metallhalterna i inkommande vatten med utgående vatten till nätet. Tyvärr ligger analyskänsligheten så högt i förhållande till utgående vattnets halter, att det bara i ett par fall är möjligt att göra denna jämförelse:

 

Metall (mg/lit)	Fe	Al
Ingående vatten	300	300
Utgående vatten	<50	<20
Avskiljningsgrad	83%	93%

IV. Beräkning av avskiljningsgraden vid Ryaverket

I Ryaverkets årsberättelse 1995 finns en metallbalans, där data direkt kan hämtas.

A. Mängd metaller i inkommande avloppsvatten och i utgående avloppsslam

Metall (Ton)	Cu	Zn	Cd	Pb	Hg	Cr	Ni
Råvatten till vattenverk	7,5	19,0	0,037	0,9	0,02	0,7	1,2
Med fällningskemikalier	0,2	0,04	0,2	8	0,2	7	11
Summa inkom. metaller	7,5	19,2	0,037	0,94	0,02	0,7	1,4
Avskillda metaller i slamet	5,5	9,3	0,022	0,58	0,023	0,47	0,25
Avskiljningsgrad	73%	48%	60%	62%	100%	67%	18%

B. Skillnad mellan ingående och utgående vatten vid Ryaverket 1995

 

Metall (mg/liter)	Cu	Zn	Cd	Pb	Hg	Cr	Ni
Ingående avloppsvatten	69	160	0,4	8	0,2	7	11
Utgående avloppsvatten	13	<40	<0,2	<3	<0,2	<3	10
Avskiljningsgrad	81%	>75%	>50%	>63%	>0%	>57%	9%

V. Metallhalter i vattenverkens slam

Är det så att enbart metallerna i vattnet kan ödelägga användningen av slam i jordbruket, eftersom metallerna avskiljs effektivt och koncentreras i slammet?

Det kan därför vara av intresse att jämföra metallhalterna i vattenverkets slam med de halter som skulle finnas i avloppsslam, om endast metaller från urin och avföring skulle finnas där. Endast ett sådant slam förtjänar att kallas ekologiskt och är möjligt att använda i ett kretslopp.

Med ledning av uppgifter från SNV Rapport 4251 kan metallhalterna i detta ideala slam beräknas. Detta jämförs sedan med de halter som mätts upp i renvattenverkens slam - ett slam som nästan uteslutande innehåller "naturliga" metaller från vattnet .

Jämförelse av metallhalter i ett ekologiskt rent slam med renvattenverkens slam.

Metall (mg/Kg TS)	Cu	Zn	Cd	Pb	Hg	Cr	Ni
Ekologiskt rent slam	20	115	0,13	0,36	0,08	0,26	1,33
Renvattenverkets slam	40	150	1,1	43	0,3	15	13
Förhöjning	2ggr	1,5ggr	8ggr	120ggr	4ggr	58ggr	10ggr

VI. Resultat

Dessa resultat visar att avskiljningsgraden är ungefär lika stor vid den lägre som vid den högre nivån när det gäller metallhalter. Det finns inget stöd för att avskiljningsgraden skulle sjunka vid lägre metallhalter. Än mindre att skillnaden mellan metallhalterna i in och utgående vatten skulle jämnas ut. Tvärtom kan man se samma tendens i båda fallen där exempelvis nickel avskiljs sämst, vilket är väl känt.

Renvattenverkens slam innehåller upp till 120 ggr högre metallhalter än ett ekologiskt användbart slam. Vattnets innehåll av naturliga metaller koncentreras i slammet. Även de halter som prof Arne Andersson beräknat som optimala överskrids av mer än hälften av metallerna.

VI. Diskussion

Resultatet är inte oväntat. Normalt är den största mängden metaller i vatten bunden till partiklar, som i båda fallen följer med till slammet vid fällningen. Då mängden organiska ämnen och partiklar även i framtiden kommer att finnas i riklig mängd i avloppsvatten, kommer rimligen utfällningen (avskiljningsgraden) av metaller till slammet även i framtiden att ligga på ungefär samma nivå som idag - oavsett metallhalterna hos ingående vatten.

Även om jämförelsen mellan avloppsslam och renvattenverkens slam kanske haltar, visar den att enbart vattnet ger upphov till förhållandevis höga halter i slammet. Vid Ryaverket har man kommenterat detta på följande sätt: "Av detta kan man möjligen dra slutsatsen att metallhalterna i Ryaslammet i vissa fall närmar sig vad som är möjligt i dagens samhälle". Även detta emotsäger Naturvårdsverkets påstående om sjunkande metallhalter och avskiljningsgrad samt att ett användbart slam kan uppnås.

Även andra företrädare för va-sidan menar att kurvorna nu planar ut, exempelvis kadmiumhalten. Det finns därför skäl att vänta att kurvorna snart vänder upp igen, eftersom gruvorna oavbrutet levererar nya metaller. Dessa byggs in i teknosfären och ökar den mängd som eroderar från samhällskroppen och följer med avloppsvattnet. Något annat skulle strida mot entropilagen? Hos Ryaverket kan man se att inkommande vatten 1995 hade högre halter för några metaller än under slutet av 80-talet.

1998.04.07 Gunnar Lindgren civ.ing

Källor:

1. "Renare slam" SNV Rapport 4251

2. "Miljörapport 1995" Ryaverket

3. "Vattenverksslammets bidrag till föroreningshalterna i Ryaverkets slam". GRYAAB

4. Vattenanalyser Göta Älv (Alelyckan), Institutionen för miljöanalys, SLU

5. Vattenanalyser utgående renvatten, VA-verket Gbg

6. Produktblad för processkalk, Nordkalk

7. Produktblad för aluminiumsulfat, Kemira och Konvex AB

8. Personlig kommunikation med företrädare för VA-verket och GRYAAB