Miljøprojekt på KMC
Fytoremediering af metaller – Rensning af jord forurenet af metaller ved hjælp af planter.
Principskite for phyto- oprensning:
Ved oprensning af metalforurenet jord med planter udnyttes plantens evne til at ekstrahere, optage og akkumulere eller uskadeliggøre metaller fra jord og jordvæske. Planter kan optage og akkumulere de metaller, der er essentielle for plantens vækst, men herudover kan visse planter optage metaller, som ingen vækstmæssig eller anden funktion har for planten.
De mekanismer og faktorer, som styrer og har betydning for metallers optag i planter, er komplicerede og ikke kendt i alle detaljer, men i relation til phytoekstration er der to typer af planter, som adskiller sig ved mekanisme, hvorved metallerne optages i planterne.
Den ene type er de hyperakkumulerende planter, der er kendetegnet ved gennem aktivt optag at kunne akkumulere høje koncentrationer af visse tungmetaller. Man kalder en plante for hyperakkumulenende, hvis den indeholder mere end 1-vægt-% Zn eller Mn på tørstofbasis.
Den anden type er de ikke hyperakkumulerende planter, som gennem høj tolerence og/ eller stor biomasseproduktion kan optage væsentlige mængder af tungmetaller.
De hidtil kendte hyperakkumulerende plantearter har ofte ret begrænset vækstpotentiale, og kan være vanskelige at høste og efterbehandle. Det er derfor interessant at vurdere muligheden for phytooprensning af afgrøder med høje biomasseproduktion, og afgrøder som kan tilpasses danske klimaforhold. En velkendt flerårige biomasseafgrøde til tungmetaloptag i Danmark er arter af pil (Salix). I Danmark er pil den hurtigst voksende plante.
Analyse af jordprøver inden beplantning
Jordprøver karakteriseres med hensyn til generelle jordparametre som pH, tekstur, plante næringsstoffer samt indhold af spormetallerne, arsen, bly, cadmium, kobber, krom, nikkel og zink.
Høst
Efter høst skal plantematerialet vejes. Plantematerialets overjordiske dele, og måske i enkelte tilfælde også rødderne, analyseres efterfølgende for indholdet af metaller.
Effekten af oprensningen
Effektiviteten af phyto- oprensningen som oprensningsteknik afgøres ved at se på, hvor meget metal metoden kan fjerne i forhold til det samlede metalindhold i jorden.
Ved kendskab til koncentrationen af metaller i henholdsvis jord og planter og planternes vægt er det muligt at beregne, hvor mange metaller der er fjernet fra jorden. Beregningerne opgøres i % set i forhold til jordens totalindhold af pågældende metal.
Laboratorforsøg med oprensning af metalforurenet jord
- 4 lokaliteter og 4 plantetyper (Pengeurt, sennep, pil og amarant) (tabel 1 og 2)
- Planterne blev sået i 4 kar a ca. 30 liter, jorddybde 30 cm og overfladeareal 0,1 m2 (en planteart pr. kar)
- Forsøgene blev gennemført over en periode på 2-3 måneder
Resultater fremgår af tabel 3. Fokuser på Pil.
Cadmium er det metal, der i størst omfang optages (opkoncentreres) i planterne – set i forhold til koncentrationen i jorden. Optaget af Cadmium er meget afhæng af pH-værdien.
Som forventet er Zink det metal, der optages i højeste koncentrationer, da det udgør et næringsstof for planterne. Zink findes dog i relativt høje koncentrationer i jorden, og de optagende mængder er således ikke tilstrækkelig til at udgøre et væsentligt resultat.
For arsen, krom og kobber sås ingen rensning af betydning.
Bly er det tungmetal der optræder med størst hyppighed på forurenede lokaliteter i Danmark. Samtidig er det yderst vanskeligt at få optaget bly, primært på grund af den stærke binding og meget lidt tilgængelige form i jorden, hvilket også fremgår af forsøget.
Forsøgene giver et billede af hvor meget metal der kan fjernes i jorden i løbet af den første vækstsæson. Det er vanskeligt at vurdere effekten på længere sigt, da der kun er gennemført ganske få forsøg der strækker sig over flere vækstsæsoner. Forsøgsresultaterne kunne dog tyde på, at phyto – oprensning kan anvendes til fjernelse af relativt let tilgængelig metalforureninger.
Det vil derfor være oplagt at foretage in-situ forsøg til oprensning af metalforuretet jord, sideløbende med de planlagte udvaskningsforsøg i klasse 4 depotet, hvor der planlægges en tidshorisont på 5-10 år.
Design af in-situ forsøg
Problemstillinger som skal afklares:
- Udvælgelse af forurenet jordtype til afprøvning for forsøg
- Jordmængde/Jorddybde
- Valg af pil sort
- Hvor ofte skal pilen høste
- Vejning og analyser af pil der er høstet
- Bortskaffelse af høstet pil
Fytoremediering af forurening med olie og tjærestoffer
Metoden for ny til at kende slutresultatet
Ifølge diverse Miljøprojekter for Miljøstyrelsen er der endnu ikke et eneste in-situ forsøg som har vis en remideringsproces der har haft udgangspunkt i forurenet jord og endt med ren jord, dvs. jord der opfylder jordkvalitetskriterierne. Det skyldes at denne oprensningsteknologi kun har været anvendt i et kortere tidsrum end det kræver for en komplet remidering.
Der har dog været udført adskillige laboratorieforsøg, hvor jorden først er homoganiseret, for at gøre forureningen mere tilgængelig. Laboratorieforsøgene viser altså hurtigere resultater end in situ-forsøg.
Jorddybde
En principiel begrænsning for fytoremedering vedrører plantens roddybde. I praksis bør man vælge den planteart der får rødder der når ned i den dybde forureningen befinder sig i. Den maksimale dybde for effektiv jordrensning må anses for at ligge omkring to meter. Ifølge den nuværende viden behøver man ikke at anvende bestemte plantearter til bestemte jordforurening. Det vigtigste er at planterne vokser godt og laver mange rødder i det jordlag der er forurenet.
–