Kretslopp av växtnäring focus på stad till land –
betydelse, möjligheter och
eventuella risker
Håkan Jönsson
[email protected]
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
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):
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
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”
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
”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.”
I liv
(Nationalencyklopedien)
I åker 0-25 cm, kg/ha
(Eriksson m.fl., 1997)
Kväve
Fosfor
Kalium
Svavel
Protein
Ben, energiATP
Elektrolyt,
nerver
Aminosyror,
B1
6900
250 lättlösligt 375 utbytbart
2310 totalt
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
369
288
74
Ekonomiska reservens
livstid1
Gas 60
Olja 40
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
1. U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, kretsloppsteknik.
January 2011
http://kt-et.slu.se
Var finns växtnäringen? (ton/år)
Produkt
Urin Urin
Fekalier
Klosettvatten
BDT-vatten
Hushållsavlopp
Köksavfall
Restaurang, storköks-, &
handelsavfall
Toalett- + matavfall
Avloppsslam 2000
Konstgödsel, 2007/08
Skörderester
Naturgödsel, 2001
N
Vxttillg-N
P
K
S
Våtvikt
35900
34100
2900
7800
2300
4 913 600
4900
1500
1600
2900
500
536 000
40800
35600
4500
10700
2800
5 449 600
1700
2000
1100
326 081 700
3800
44600
35600
6200
12700
3900
7500
2300
1300
3000
700
900
300
200
500
100
49 200
38 200
6 000
14 200
3 600
7881
2561
5986
959
1962
186 500
186 500
14 600
33 500
27 700
10 000
100000
20 990
91 300
50 000
74 580
32 830
717 400
1 000 000
23 000 000
Avloppsfraktioner beräknade från folkmängd och Jönsson m.fl. 2005. Slam, naturgödsel, konstgödsel
SCB.
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
Växtnäring
Resurs mätt som ekonomiskt värde
Mots. H-göds.pris
Hgödselpris, kr/kg
Konstgödsel 2007/08
Toalettavfall
Urin
AVR-slam, allt
Gödsel
Rötrest
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
N
7,44
75%
64%
72%
19%
20%
62%
P
12,38
10%
14%
10%
73%
21%
13%
K
8,16
15%
22%
18%
8%
60%
25%
Totalt
värde
1842
408
353
101
1249
39
2010-04
milj kr/år
milj kr/år
milj kr/år
milj kr/år
milj kr/år
kr/ton
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
Växtnäring – energi och klimatutsläpp
Mots. handelsgöds,
CO2-ekv./kg näring
Urin, konc
Urin, uppmätt
Toalettavfall
AVR-slam
Gödsel
Rötrest
N
4
98%
98%
97%
86%
88%
96%
P
0
0%
0%
0%
0%
0%
0%
K
0,4
2%
2%
3%
14%
12%
4%
Summa
CO2-ekv/kg
29
CO2-kg/ton
11
CO2-kg/ton
27
CO2-kg/ton
0
CO2-kg/ton
10
CO2-kg/ton
11
CO2-kg/ton
Klimatutsläpp från litteratursammanställning av Thyselius, men med ny
lägre siffra för kväve från Yara 2010
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
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
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
Källsortering låga tungmetallhalter
(mg/kg P)
40
35
1200
Kadmium - Cd
1000
30
800
25
20
600
15
400
10
200
5
0
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
Bly - Pb
Urin
U-sala slam
KL-vatten
Cd
Nötflyt Konv
Matavfall
Koppar - Cu
Urin
KL-vatten
Matavfall
1
slam
Nötflyt Konv
Håkan U-sala
Jönsson,
prof kretsloppsteknik
[email protected]
Ref: Jönsson et al., 2005; NV 4974; Uppsala 2008
0
Urin
1200
KL-vatten
Matavfall PbU-sala slam
Nötflyt Konv
Nickel - Ni
1000
800
600
400
200
0
Urin
KL-vatten
Matavfall
1
U-sala
slam lantbruksuniversitet
Nötflyt Konv
Sveriges
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
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
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
Hormoner och läkemedelsrester
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Ref: Winker et al., 2009
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
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
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
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
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
Tack för uppmärksamheten
[email protected]
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
Mesta av näringen i urin och fekalier
100%
90%
80%
511
55
219
128
548
183
365
70%
61
60%
36500
50%
40%
4015
365
30%
876
256
20%
10%
60
543
0%
Kväve
Fosfor
Urin
Håkan
prof 2006:7
kretsloppsteknik
VärdenJönsson,
enligt NFS
Allmänna råd om små
[email protected]
avloppsanordningar; Jönsson m.fl. 2005.
Kalium
Svavel
Fekalier
BDT-vatten
Våt vikt
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
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
Konstgödsel
Totalkväve, kg/ha
Håkan Jönsson,
prof kretsloppsteknik
Ref: Jönsson
et al., 2000
[email protected]
Skörd, kg/ha
Skörd, kg/ha
1999
Urin
1998
Konstgödsel
Urin
Totalkväve, kg/ha
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
Tungmetaller
Håkan Jönsson, prof kretsloppsteknik
[email protected]
Ref: Winker et al., 2009
Sveriges lantbruksuniversitet
Institutionen för energi och teknik,
kretsloppsteknik. http://kt-et.slu.se
