kadmium i avloppsslam

Transkript

1 Resonemang kring kadmium i avloppsslam Holger Kirchmann och Karin Hamnér Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU) Institutionen för mark och miljö Box 7014, S Uppsala, Sverige holger.kirchmann@slu.se

2 Myndigheternas syn på kadmium och folkhälsa Europeiska livsmedelmyndigheten (EFSA) skrev en rekommendation Dttillåt Det tillåtna veckointaget t för kadmium (TWI tolerable weekly intake) behöver sänkas från 7 till 2,5 mikrogram kadmium per kilogram kroppsvikt. Européernas exponering idag är på en sådan nivå att den kan orsaka effekter på njurarna hos delar av befolkningen. EFSA, EFSA Journal 980, KEMI skriver... delar av befolkningen har halter av kadmium i urin som ligger vid eller över de nivåer som kan relateras till påverkan på skelett och njurar. Därför behöver kadmiumexponeringen till befolkningen minska. KEMI, Rapport 1 Gränsvärdet för kadmiumintag via födan har sänkts med 65%!

3 Kadmium i svensk åkermark Kadmiumhalt (mg Cd kg -1 jord) Procentuell fördelning <0,10 7 0,10-0,20 0, ,21-0, ,31-0,40 9 > 0,40 8 Förbud för slam 0,18 Medianvärde Eriksson Rapport MAT21, nr 1/2009. SLU, Uppsala. Ca 10% av svensk åkermark har naturligt höga kadmiumhalter

4 Kadmiumhalter i åkermark och gröda en internationell jämförelse Land Medelhalt i matjord Medelhalt i vetekärnor (mg Cd kg -1 ts) (mg Cd kg -1 ts) Australien i.u. 0,02 Sverige 024 0, ,04 Danmark 0,26 0,03 Japan 0,44 0,03 USA 0,50 0,10 Tyskland 0,80 0,04 Storbritannien i 1,00 0,0404 Eriksson 2000; SNV 5062; Kabata-Pendias CRC Press Den genomsnittliga kadmiumhalten i svensk åkermark är låg men inte lägst i svensk spannmål

5 Kadmium- och fosforhalter i svenskt avloppsslam Slaminnehåll i torrsubstans > Kadmium (mg kg -1 ) 13 1,3 10 1,0 10 1,0 08 0,8 07 0,7 08 0,8 08 0,8 Fosfor (%) 2,8 2,8 2,7 2,8 2,0 2,6 3,1 Kadmium/fosfor (mg Cd kg -1 P) SCB Miljöstatistisk årsbok Slammets innehållet av kadmium per fosfor varierar mellan mg Cd kg -1 P

6 Kadmium i avloppsslam och mineralgödsel Karakteristika Avloppsslam Mineralgödsel (NPK) Kadmium/fosfor f (mg Cd kg -1 P) Mängd P (ton P år -1 ) Mängd Cd (kg Cd år -1 ) Eriksson Rapport MAT21, nr 1/2009. SLU, Uppsala. Mängden kadmium i slam är lika stor eller större än den som tillförs med mineralgödsel idag

7 Högsta acceptabla kadmiumhalter i gödselmedel för att undvika kadmiumanrikning i svensk åkermark Nedfall 450 mg Cd ha -1 år -1 Tillförsel med Åkermark Bortförsel med skörd fosforgödselmedel mg Cd ha -1 år -1 Utlakning 400 mg Cd ha -1 år -1 Eriksson Rapport MAT21, nr 1/2009. SLU, Uppsala. För att undvika kadmiumanrikning i marken bör halten i gödselmedel inte överstiga 10 mg Cd kg -1 P vid en maximal tillförsel av 22 kg P ha -1

8 Kadmiumanrikning i åkermark vid tillförsel av avloppsslam motsvarande 22 kg P per hektar och år 0,40 0,35 Kad dmiumhalt i matjor rd ( mg Cd kg -1 jord) 0,30 0,25 0,20 0,10 Avloppsslam med 23 mg Cd kg -1 P ca 10% ökning 0,15 ca 25% ökning Avloppsslam med 30 mg Cd kg -1 P 0, År Avloppsslam ökar markens kadmiuminnehåll med % under 100 år

9 Förändringar av markens ph i Ultuna ramförsöket med bl a avloppsslam 7,0 ph i ma arken (H 2 O) ph in soil (H 2 O) 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 Gröngödsel Torv + CaNO 3 Torv Avloppsslam (NH 4 ) 2 SO 4 3, År Years Kirchmann & Kätterer 2012 (manuskript) Avloppsslam sänker markens ph värde. Avloppsslam har ingen kalkverkan!

10 Matjordens ph i relation till kadmiumhalter i spannmål (Data från miljöövervakningen) 0,30 kärnor ans) annmålsk orrsubsta -halt i spa mg kg -1 to Cd- (m 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 R 2 = 0,03; P< 0,001 n = ,00 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 ph i marken (H 2 O) Vid låga ph värden ökar kadmiumhalten i grödan Eriksson 2000; SNV 5062; 6349.

11 Korrelationen mellan kadmium i matjord och höstvetekärnor 0,30 (Data från miljöövervakningen) tekärnor stans) t i höstvet -1 torrsub miumhalt mg Cd kg Kad (m 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 R 2 = 0,24; P< 0, n = 902 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Kadmiumhalt i matjord (mgcdkg -1 torrsubstans) Eriksson 2000; SNV 5062; Det finns ett signifikant samband mellan halten kadmium i marken och i grödor

12 Kadmium mhalt (mg Cd kg -1 torrsubs stans) 0, ,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Kadmiumhalter i matjord samt höstvetekärnor (Data från långliggande försök på Lanna år 2011; start 1997) Cd-halt matjord (mg kg-1 ts) Cd-halt höstvete (mg kg-1 ts) 0.12; A 0.12; A ; A 0.026; a 0.032; a 0.026; a 0.29; B 0.059; b Ogödslat Ca(NO3)2 Rötslam Rötslam+tungm. Hamnér, opublicerad Avloppsslam har inte lett till en signifikant ökning av kadmium i grödan efter 15 år

13 Effekten av kadmium i avloppsslam på kadmiumhalt i grödor Principen Ökning i marken Cd i mark Korrelation mellan Cd i mark och gröda (miljöövervakningsdata) Ökning i grödor Cd i föda Exempel: Slamtillförsel under 50 år; 22 kg P år -1 ; 30 mg Cd kg -1 P Mark utan slam 0,23 mg Cd kg -1 jord Mark efter 50-års slamtillförsel 0,24 mg Cd kg -1 jord Korrelation mellan Cd i mark och gröda Korrelation mellan Cd i mark och gröda 0,0433 mg Cd kg -1 spannmål 0,0440 mg Cd kg -1 spannmål Beräkningen tyder på att Cd i avloppsslam ökar grödans Cd-halt med bara ca 2% efter 50 år

14 Resumé Avloppsslam är en lika stor eller större kadmiumkälla än mineralgödsel i Sverige; Genom spridning av avloppsslam anrikas marken med kadmium med 10-25% under 100 år; Spridning av mineralgödsel med kadmiumgaranti leder inte till kadmiumanrikning i marken; Kortsiktigt t ger avloppsslam l inte någon påvisbar effekt på kadmiumhalten i grödor Högre kadmiumhalter i marken leder till högre halter i grödor - beräkningen visar att ökningen av kadmium i grödor pga slamtillförsel är marginell