Giftstoffer. Bildet viser Gabriela Castro og professor Alexandros Asimakopoulos.
Postdoktor Gabriela Castro og professor Alexandros Asimakopoulos i laboratoriet. Foto: Per Henning, NTNU

Jakten på giftstoffene

Som de rene detektiver leter kjemikere i slammet fra avløpsanlegg. De vil finne forurensninger og giftstoffer. Arbeidet skal bidra til bedre gjenbruk.

De analytiske kjemikerne Gabriela Castro Varela og Alexandros Asimakopoulos jakter på giftige og uregulerte kjemiske stoffer i slammet fra vannrenseanleggene til Trondheim kommune.

De to er henholdsvis postdoktor og førsteamanuensis ved Institutt for kjemi på NTNU. Målet er at vi kan gjenbruke slammet på en trygg og bærekraftig måte.

Verdens naturressurser er under økt press, så det er viktig at vi bruker dem mer effektivt. Men en utfordring med gjenbruk av avfallet er farlige stoffer i det.

FNs bærekraftmål nummer 12 understreker da også behovet for god håndtering av avfall og kjemikalier.

Giftstoffer. Bildet viser elektronisk avfall.

SLUDGEFFECT undersøker også også elektronisk avfall. Foto: Gabriela Castro Varela, NTNU

Vanskelig, men mye å vinne

Problemet ser vi spesielt for to typer avfall: kloakkslam og plast fra el-avfall. I disse to avfallskildene ligger det et enormt potensial for gjenbruk av næringsstoffer, grønn energi og erstatning av råvarer.

Utfordringen er nivåene av farlige stoffer, mange av dem uregulerte, i disse avfallskildene.

  • Å bruke ubehandlet avløpsslam som gjødsel er vanskelig fordi mennesker og dyr kan påvirkes av giftige stoffer i avløpsslammet. Vi kan få det i oss gjennom mat og gjennom vannkilder påvirket av avrenning fra landbruket.
  • Resirkulering av plast fra elektrisk avfall er vanskelig på grunn av resirkulering av farlige stoffer og miljøutslipp under resirkuleringen.

Men prosjektet SLUDGEFFECT skal identifisere og fjerne giftige kjemikalier fra slammet, slik at det kan gjenbrukes – for eksempel som gjødsel. (Se faktaboks.)

SLUDGEFFECT

SLUDGEFFECT: Life cycle effects from removing hazardous substances in sludge and plastic through thermal treatment. Dette er et prosjekt som involverer Norwegian Geotechnical institute (NGI), Oslo/Norge, NTNU, Trondheim/Norge, Chalmers University of Technology, Gothenburg/Sweden, IDAEA-CSIC, Barcelona/Spain.

Mikroplast og kjemiske stoffer

Slammet er restproduktet etter at avløpsvannet har gått gjennom renseanleggene.  Det inneholder spor etter hva vi har spist og drukket, vaskemidler og alt annet som vi kvitter oss med via kloakken. Dette gjelder både for husholdninger og industrien.

I dette slammet finnes alle typer tilsetningsstoffer, regulerte og uregulerte, giftige og ikke-giftige, uten at vi helt vet hvor store mengder gift og hva det er. (Se faktaboks.)

Giftstoffer

  • Mange av de kjemiske stoffene er farlige fordi de etterligner kroppens fettstoffer (lipider) Kroppen klarer dermed ikke å skille dem ut siden den tror de er naturlige.
  • Spesielt problematiske stoffer er PFAS, som står for Per- and polyfluoroalkyl substances, eller polyfluorerte alkylstoffer på norsk. Disse kjemikaliene har unike vann- og fettavisende egenskaper og brukes i storindustri.  De bør ikke gjeninnføres gjennom biogjødsel fra slam.

Stoffene er blant annet PFAS, benzophenoner og lignende preparater, samt giftige metaller og mikroplast.

Tjukt slam som blir igjen etter produksjon av biogass, og som skal brukes som gjødsel. Men er det giftstoffer i den? Foto: Gabriela Castro Varela, NTNU

– Det vi vet er at mye av slammet inneholder mikroplast, i tillegg til de kjemiske stoffene som kan være svært skadelige for oss hvis det havner tilbake i jorda. Og det kan vi ikke være bekjent av, sier Asimakopoulos.

Postdoktor Gabriela Castro Varela er eksperten på analyser. Hun får slamprøver fra alle vannrenseanleggene som er med i prosjektet. Disse prøvene analyseres for å finne hvilke stoffer som finnes i det. Dette gjelder spesielt de giftige tilsetningene som ikke er regulert eller vi ikke kjenner.

Av ulike grunner er det nemlig ikke alltid slik at de kjemikaliene som er listet opp i forbrukerinformasjonen, svarer til det faktiske innholdet.

Ekstremt viktig å vite

Når de giftige forbindelsene er identifisert, må vi finne en løsning. En løsning vi forsker på er termisk behandling av slammet ved hjelp av pyrolyse. Det er en forbrenningsteknikk, uten tilførsel av oksygen, på mellom 700-900 grader. Dette er samme metode som når vi lager kull, og restavfallet her blir også små kuler med karbonisert biologisk avfall. 

– Dette analyserer vi i et massespektrometer slik at vi ser hvor mye av de giftige kjemiske stoffene som er borte, eller som ikke forsvinner. Av og til kan det være at et giftig stoff faktisk blir enda mer miljøskadelig ved pyrolyse. Det kan skje når vi ikke vet hvilke stoffer det er snakk om. Dette er det ekstremt viktig å finne ut før slammet går tilbake til kretsløpet, sier Gabriela C. Varela.

Jorda trenger stoffene

Giftstoffer. Bildet viser slam som skal brukes under fremstilling av biogass.

Slam før prosessen med å utvinne biogass. Foto: Gabriela Castro Varela, NTNU

I Tyskland og andre steder i Europa behandles det meste av slammet fra renseanleggene og brennes. Men rent slam som er sterilisert, er fullt av næringsstoffer som er nødvendig for jordbruket.

– Skal vi kunne bruke slammet må vi altså være sikre på at det er fritt for farlige, kjemiske stoffer, sier teknisk ekspert Hans Peter Arp fra Norges Geotekniske Institutt (NGI) og NTNU.

Arp leder prosjektet.

– I Norge vil vi se hva vi kan få til med pyrolyse og kildekontroll, fordi gjenbruk er viktig for bærekraften og fordi det er godt for jorda, sier Arp. – Derfor er det viktig å finne ut hva som er mulig, og hvordan vi kan få det økonomisk lønnsomt og bærekraftig.