MILJÖRIKTIG ANVÄNDNING AV ASKOR 1229. Lakning av vedaska. Per-Erik Larsson



Relevanta dokument
RAPPORT. Översättning av resultat från asklakningsförsök i laboratorium till fältförhållanden

Vision: Kretsloppsanpassad produktion

Olle Westling Göran Örlander Ingvar Andersson

1.1 Inledning Växters mineralnäringsbehov enligt Tom Ericsson Hofgårdens golfbana 3

SWETHRO. Gunilla Pihl Karlsson, Per Erik Karlsson, Sofie Hellsten & Cecilia Akselsson* IVL Svenska Miljöinstitutet *Lunds Universitet

Bara naturlig försurning. Bilaga 2. Underlagsrapport: Utvärdering av miljötillståndet och trender i skogsmarken

Krondroppsnätet. Miljöövervakning, metodutveckling och forskning. Krondroppsnätet

SKOLFÖRSÖK Experiment i mesoskala tillsammans med Kyrkbacksskolan i Kopparberg

För Örebro läns Luftvårdsförbund

RAPPORT. Övervakning av luftföroreningar i norra Sverige och Dalarna mätningar och modellering

SKOLFÖRSÖK Experiment i mesoskala tillsammans med Kyrkbacksskolan i Kopparberg

Näringsförluster från svenskt skogsbruk begränsad åtgärdspotential i ett havsperspektiv. Göran Örlander Södra Skog

Bibliografiska uppgifter för Återvinning av P samt andra ämnen ur olika askor efter upplösning

Cecilia Akselsson och Olle Westling

Aneboda Lammhult Anslagsgivare för projektet/ Project sponsor Telefonnr/Telephone

Ser du marken för skogen?

Det är skillnad på kalk och kalk!!!

Aborter i Sverige 2008 januari juni

Övervakning av luftföroreningar i

Nyttiga verktyg vid kalkning? ph okalk Alk okalk ph

Askåterföring till skog några erfarenheter från Sverige

Inblandning av lignin från SEKAB i pellets vid Bioenergi i Luleå AB

Mätningar av tungmetaller i. fallande stoft i Landskrona

RAPPORT. Övervakning av luftföroreningar i Kronobergs län mätningar och modellering. För Kronobergs läns luftvårdsförbund

Underlagsrapport. Bara naturlig försurning. Lunds Agenda 21

Orienterande gödslingsförsök med rötade sjöpungar. Lars Olrog, Erling Christensson, Fredrik Norén

Sandningsförsök med Hyttsten

1. Sammanfattning. Innehåll. Verksamhetsberättelse Havs- och vattenmyndigheten Box GÖTEBORG

Tillståndet i skogsmiljön i norra Sverige

I korta drag. Skörd av trädgårdsväxter 2010 JO 37 SM 1101

Metallundersökning Indalsälven, augusti 2008

Metallåtervinning från avfallsaska

För Jönköpings läns Luftvårdsförbund

Eldning av spannmål för uppvärmning - presentation av projekt inom Energigården. SP Sveriges Tekniska Forskningsinstiut Enheten för Energiteknik

Applikationen kan vara olika beroende på växtens tillstånd. Groupe coopératif région centre, France (service technique)

3. Bara naturlig försurning

Tillståndet i skogsmiljön i Kronobergs län

ESKILSTUNA ENERGI & MILJÖ VATTEN & AVLOPP LABORATORIUM

Tillståndet i skogsmiljön i Kalmar län

Vattenkemi och transportberäkningar vid Hulta Golfklubb 2008

2005:1. Föräldrapenning. att mäta hälften var ISSN

MinBaS Område 2 Rapport nr 2:16 Mineral Ballast Sten

Regional kalkåtgärdsplan Kalkningsverksamheten i Kalmar län

Bedömning av kompostjord. Riktlinjer för jordtillverkning av kompost. RVF rapport 2006:11 ISSN

Ingjuten sensor för mätning av uttorkningsförlopp beräkning av inverkan av sensorns dimension och orientering. Sensobyg delprojekt D4

Isolda Purchase - EDI

Kartläggning av Derome Skog AB s råvaruinköp

Dry deposition to a surrogate surface - The total deposition of inorganic nitrogen and base cations to coniferous forests in Sweden

Användning av LB-ugnsslagg från stålverket i Smedjebacken Bakgrund och förutsättningar

Stiftelsen Allmänna Barnhuset KARLSTADS UNIVERSITET

Laboratorieundersökning och bedömning Enskild brunn

SVAVEL- OCH KALIUMGÖDSLING TILL EKOLOGISK BLANDVALL, L3-2298

Gotland nytt område i övervakningen

RAPPORT. Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län mätningar och modellering. För Kalmar läns Luftvårdsförbund

Kopparkapsel i KBS-3. Kopparkorrosion i in situ experimentet Minican

Tyresåns vattenkvalitet

BILAGA 5:5 JÄMFÖRELSE MELLAN RESULTAT AV METALLANALYSER UTFÖRDA MED XRF OCH PÅ LABORATORIUM

Datasammanställning av KOL-studie

Bilaga 1. Teknisk beskrivning av. Tångens avloppsreningsverk H2OLAND. Mark de Blois/Behroz Haidarian

Försurning. Joel Langborger. Mentor: Olle och Pernilla 20/5-10

Uppsala Ackrediteringsnummer Sektionen för geokemi och hydrologi A Ekmanhämtare Sötvatten Ja Ja. Sparkmetod Sötvatten Ja Ja

Kopparsmälta från Hagby

Mätosäkerheter ifrån provningsjämförelsedata. Bakgrund, metod, tabell och exempel Bo Lagerman Institutet för Tillämpad Miljöforskning (ITM)

Provtagning i vatten. Jens Fölster Inst. För vatten och miljö, SLU

STATISTIK FRÅN JORDBRUKSVERKET

DIAGRAM 1 - Nedfallsmätningar (krondropp) i Klintaskogen i Höörs kommun av svavel och kväve. Källa: IVL.

FÄRGARKEOLOGISK UNDERSÖKNING; FÄRGSPÅR FRÅN EN MEDELTIDA SMIDESDÖRR HÄRRÖRANDE FRÅN ÄLVESTAD KYRKA, LINKÖPINGS STIFT. S M I D E S D Ö R R 2

Askåterföringen i Sverige och Skogsstyrelsens rekommendationer vid uttag av avverkningsrester och askåterföring

HUR KAN MAN FÖRBÄTTRA ÄRTANS PROTEINVÄRDE OCH MINSKA KVÄVEFÖRLUSTERNA?

RAPPORT. Övervakning av luftföroreningar i Dalarnas och Gävleborgs län mätningar och modellering. För Länsstyrelserna i Dalarnas och Gävleborgs län

Metaller i ABBORRE från Runn. Resultat 2011 Utveckling

Laboratorier Karlskrona kommuns Laboratorium Lyckeby Ackrediteringsnummer 1042 Laboratoriet i Lyckeby A

Laboratorier Örebro kommun, Tekniska förvaltningen Örebro Ackrediteringsnummer 4420 Verksamhetsstöd VA, Laboratoriet A

CHEMICAL KEMIKALIER I MAT. 700 miljoner på ny miljöteknik. Rester i mer än hälften av alla livsmedel

Markvatten, barrkemi och trädtillväxt efter behandling med olika doser och sorter av kalk.

Stenmjöl. a) Slam som transporteras med bevattningsvatten och översvämningar.

PORTSECURITY IN SÖLVESBORG

Vindbrukskollen Nationell databas för planerade och befintliga vindkraftverk Insamling och utveckling

Questionnaire on Nurses Feeling for Hospital Odors

Styrteknik: Binära tal, talsystem och koder D3:1

NEPI - Stiftelsen nätverk för läkemedelsepidemiologi

Växthuseffekten. Kortvågig solstrålning passerar genom glaset i växthuset (jordens atmosfär).

MÄTNING AV BRÄNSLEVED VID ENA ENERGI AB I ENKÖPING Mats Nylinder och Hans Fryk

Markvattenkemiska effekter vid spridning av aska på skogsmark

Misslyckade angrepp av granbarkborrar - Slutrapport

Tillståndet i skogsmiljön i Hallands län

Modern analytik för skoländamål

Resultatnivåns beroende av ålder och kön analys av svensk veteranfriidrott med fokus på löpgrenar

Mätprincip Principle of measurement. Provtyp Sample type. ASTM E1621:2013 XRF Koppar/Kopparlegeringar Copper/Copper Alloys

Bakgrund. Utvecklingsprojekt Metodik för provtagning och analys av förorenad betong föddes

Tillståndet i skogsmiljön i Värmland

Kadmium i mark, gröda och mat i Sverige och Europa. Jan Eriksson, Inst. för mark och miljö

Dricksvattenkvalitet Vålberg, Edsvalla och Norsbron

Studier av krusskräppans ekologi och effekter av icke kemiska kontrollåtgärder

Askor i Sverige Statistik utförts av Tyréns på uppdrag av Svenska EnergiAskor

Modellering av vattenflöde och näringsämnen i ett skogsområde med hjälp av modellen S HYPE.

Syfte Att visa på behovet av kaliumtillförsel i äldre ekologiska vallar på lättare mineraljordar vid låg nivå på stallgödseltillförsel.

Andelen personal som har en utbildning på forskarnivå fortsätter att öka

Uppsala Ackrediteringsnummer Teknikområde Metod Parameter Mätprincip Mätområde Provtyp Flex Fält Anmärkning.

Säkert dricksvatten. ProMaqua. Presenterad av Bengt Ottefjäll.

Transkript:

MILJÖRIKTIG ANVÄNDNING AV ASKOR 1229 Lakning av vedaska Per-Erik Larsson

Lakning av vedaska Laboratorie- och fältstudier Leaching of wood ash Laboratory and field studies Per-Erik Larsson Q9-738 VÄRMEFORSK Service AB 101 53 STOCKHOLM Tel 08-677 25 80 Februari 2012 ISSN 1653-1248

Abstract After almost 10 years in the forest soils there still remains large quantities of the original product. Only 10-30% of the wood ash products and 5% of the lime product has been leached. In the laboratory study the leached amount was slightly larger, at the most 35% for wood ash and 20% for lime. Both studies indicate long time for weathering of the products in forest soils. Slower leaching rate from pellets of wood ash compared to leaching rate from crushed wood ash in the laboratory study is not verified by the field study. This indicates limited possibilities to control rates of leaching in the environment. Summering Efter nästan 10 år i fält återstår mycket av de testade produkterna. Endast 10-30% av askorna och ca 5% av kalken har lakats ut. I laboratorielakningen, var den upplösta andelen något större, askorna som högst 35%, och kalken 20%. Både lakstudierna i fält och på laboratoriet indikerar att tiden för möjlig vittring av produkterna i skogen är lång. Den långsammare utlakning från pelletsprodukten i laboratorieförsöket verifieras inte i fältförsöket. Möjligheterna att styra lakningsförloppet genom t.ex. pelletering är därmed osäker eller begränsad. i

ii

Sammanfattning Hög skogsproduktion kan leda till minskning av markens förråd av baskatjoner och mikronäringsämnen genom upptag i biomassa som avlägsnas vid skörd. Dessa förluster kan kompenseras till exempel genom spridning av vedaska på skogsmarken, vilket innebär en återföring av baskatjoner och näringsämnen. Askans kemiska innehåll kan lätt bestämmas med standardiserade analysmetoder. En sådan analys beskriver dock inte vilka ämnen och i vilken takt dessa ämnen kommer att lakas ut. Under fältförhållanden tillkommer flera faktorer som påverkar askans upplösning och som inte finns i laboratoriemiljö. Detta projekt syftar till att förbättra bedömningen av olika askors långsiktiga uppträdande i skogsmark och baseras både på laboratorie- och fältstudier. I projektet ingår tre askprodukter och en kalkprodukt. Samma produkter har använts både i laboratorie- och fältförsök. Askorna har olika utlakningsegenskaper. Laboratoriemetoden bygger på upprepad lakning under 30 dygn och är ett sätt att efterlikna det långsamma förlopp som sker i naturen. Vid en jämförelse med andra lakningsmetoder utgör askan en liten del i en stor mängd lakningsmedel (1:1000). Blandningsförhållandet ger möjlighet att följa ett flertal ämnen under ett lakningsförlopp med avtagande koncentrationer. Fältförsöket är förlagt till medelålders granskog inom SLUs försökspark i Asa i Småland. Askorna och kalken lades i nätpåsar som placerades under mossan i övre delen av humusskiktet. Samtliga påsar är individuellt vägda och märkta. Påsar har samlats in 6, 12, 18, 30 och 113 månader efter försöksstart. Påsarnas innehåll har efter insamling analyserats avseende vikt och kemiskt innehåll. Redovisade analyser är Ca, Mg, Na, K och P. Från labförsöket redovisas även ph och ANC (syraneutraliserande förmåga). Efter nästan 10 år i fält återstår mycket av produkterna. Endast 10-30% av askorna och ca 5% av kalken har lakats ut. I laboratorielakningen, var den upplösta andelen något större, askorna som högst 35%, och kalken 20%. Båda lakstudierna indikerar att tiden för möjlig vittring av produkterna i skogen är lång. Lakningsstudierna i laboratorium och i fält rangordnade produkterna avseende utlakning av olika ämnen på ett likartat sätt. Från kalken lakas generellt betydligt mindre mängder än från askorna och utlakningen är jämn och uthållig. Laboratorie- och fältstudierna visar tydligt att ungefär hälften av kaliuminnehållet i de undersökta askorna är mycket lättlösligt medan andra hälften är hårdare bunden i askorna. Från askorna i fältförsöket var lakningen av Ca 13-36% och Mg 18-30%. Den långsammare utlakning från pelletsprodukten i laboratorieförsöket verifieras inte i fältförsöket. Möjligheterna att styra lakningsförloppet genom t.ex. pelletering är därmed osäker eller begränsad. Nyckelord: vedaska, kalk, lakning, fältstudier, laboratoriestudier. iii

Summary High forest production leads to diminishing amounts of base cations and micro nutrients in forest soils. This is due to uptake in, and harvest of, the trees. Losses can be compensated for by spreading stabilized wood ash on the forest ground, which means recycling of base cations and micro nutrients. Chemical composition of wood ash can easily be described by standard methods in the laboratory. However, this does not include the process of leaching in nature, such as which components and leaching rate for different compounds. During field conditions several factors are added, which are not available in the laboratory. The aim of this project is to improve estimation of long term effects of wood ash in forests. The project includes both laboratory and field studies. Three different products of wood ash, and one product of lime stone, are tested and the same products have been used in the laboratory and the field experiment. Leaching characteristics was different for the different wood ashes. The laboratory leaching study, including daily change of solution during 30 days, aims to simulate the slow and long time effects in the environment. Compared to other leaching methods the amount of wood ash in this study is small in relation to the amount of solution (1:1000). This allows possibility to follow several components during leaching with diminishing concentrations. The field leaching study is situated in a spruce stand within the forest experimental area of SLU in Asa in Southern Sweden (Småland). The different products of wood ash and lime stone was placed in small bags placed beneath the humus layer. All bags are individually marked and weighed. Bags have been collected after 6, 12, 18, 30 and 113 months and total weight and chemical composition have been analysed. Reported analyses are Ca, Mg, Na, K and P. From the laboratory study also ph and ANC (acid neutralizing capacity) are reported. After almost 10 years in the forest soils there still remains large quantities of the original product. Only 10-30% of the wood ash products and 5% of the lime product has been leached. In the laboratory study the leached amount was slightly larger, at the most 35% for wood ash and 20% for lime. Both studies indicate long time for weathering of the products in forest soils. Both the laboratory and the field study indicates similarity concerning leaching rate of different components. Leaching from the lime product was smaller and the rate was slow and persistent. Both the laboratory and the field study indicates that about half of the potassium content in studied products has a high leaching rate (easily released) while the other half had a much slower leaching rate. The field study showed that 13-36% of Ca and 18-30% of Mg was released from the ashes. Slower leaching rate from pellets of wood ash compared to leaching rate from crushed wood ash in the laboratory study is not verified by the field study. This indicates limited possibilities to control rates of leaching in the environment. Key words: wood ash, lime, leaching, field study, laboratory study. v

vi

Innehållsförteckning 1 INLEDNING... 1 1.1 BAKGRUND...1 1.2 BESKRIVNING AV FORSKNINGSOMRÅDET...1 1.3 FORSKNINGSUPPGIFTEN OCH DESS ROLL INOM FORSKNINGSOMRÅDET...2 2 METODER... 3 2.1 ASKPRODUKTER...3 2.2 LAKNING I LABORATORIUM...4 2.3 FÄLTFÖRSÖK...4 2.4 KEMISK ANALYS...7 3 RESULTAT... 8 3.1 LAKNING I LABORATORIET...8 3.2 LAKNING I FÄLT... 10 3.3 MARKVATTEN I FÄLTFÖRSÖK... 13 4 RESULTATANALYS... 14 4.1 LAKNINGSRESULTAT... 14 4.2 AVSKÄRMNING... 15 4.3 BEDÖMNING AV METODER... 17 4.4 PELLETERING... 17 5 SLUTSATSER... 18 6 LITTERATURREFERENSER... 19 Bilagor BILAGA A. LAKADE MÄNGDER BILAGA B. ANALYSRESULTAT EFTER LAKNING vii

1 Inledning 1.1 Bakgrund Nedfallande luftburna föroreningar av svavel och kväve kan, i kombination med en hög skogsproduktion leda till minskning av markens förråd av baskatjoner och mikronäringsämnen genom utlakning och upptag i biomassa. Dessa förluster kan kompenseras till exempel genom spridning av vedaska på skogsmarken, vilket innebär en återföring av baskatjoner och näringsämnen. I samband med återföring av vedaska till skogsmark är det angeläget att askans kemiska innehåll och egenskaper är känt. Vedaskor som produceras i t.ex. värmeverk har, när de lämnar pannan, ett högt phvärde och är starkt frätande. De utgör därför en risk för både arbetsmiljö och naturmiljö. Genom olika behandlingar kan askans egenskaper förändras. Behandlingarna bygger på att askans oxider, genom tillsats av vatten och tillgång till luftens koldioxid, bildar hydroxider och karbonater. Genom denna behandling blir askan hård, vilket ofta benämns som att askan härdar. Genom att utsätta blandningen av aska och vatten för hårt tryck, t.ex. genom valsning kan härdningsprocessen påverkas. De produkter som sprids på skogsmarken kan vara av olika karaktär såsom krossaska (hård aska som krossats till lämplig kornstorlek), granuler eller pellets. 1.2 Beskrivning av forskningsområdet Askans kemiska innehåll kan lätt bestämmas med standardiserade analysmetoder. En sådan analys beskriver dock inte vilka ämnen och i vilken takt dessa ämnen kommer att lakas ut. För att beskriva utlakningen av olika ämnen har en rad olika laboratoriemetoder använts. Resultaten har dock inte kunnat verifieras med fältstudier. Eftersom lakningsmetoder på laboratorie i många fall har blivit styrande för utformningen av askprodukter som skall spridas i skogen har det varit angeläget att utveckla möjligheterna att översätta resultaten från laboratoriestudien till fältförhållanden. Under fältförhållanden tillkommer flera faktorer som påverkar askans upplösning och som inte finns i laboratoriemiljö. Det är i dagsläget svårt att bedöma nettoeffekten av dessa faktorer och hur lakning i fält eventuellt skiljer sig från laboratoriestudier. När askan är spridd på skogsmarken exponeras den för koldioxid som på grund av normala nedbrytningsprocesser i marken kan vara förhöjd vid markskiktet. Den aska som vid lagring före spridning inte karbonatiseras, det vill säga att kalciumoxid och - hydroxid inte övergår till kalciumkarbonat, kan efter spridning karbonatiseras genom upptag av koldioxid och då övergå till det stabila mineralet kalcit. Detta kan leda till att kalcium urlakas långsammare. Bildningen av kalcit leder också till en sönderdelning av askkornen, på grund av att denna kristallstruktur har större volym, vilken kan leda till att andra ämnen till exempel kalium och klorid urlakas snabbare (Steenari m.fl., 1998). I fält kan ytterligare processer tillkomma som ökar vittringen av askkornen, till exempel frostsprängning, påverkan från humussyror och mykorrhizans aktivitet (Lundborg & Nohrstedt, 1995). Tänkbara processer som kan minska askans vittring i fält, jämfört med lakförsök i laboratorium, är till exempel komplexbindning med järn på askkornens yta. 1

Upplösning och effekter av vedaskor har studerats under fältförhållanden (se till exempel Lindqvist, 1998 och Egnell m. fl., 1999), men inte på ett sätt som gör det möjligt att jämföra lakning i laboratorium med samma aska i fält. Flera av de undersökta askorna i tidigare fältstudier är dessutom stabiliserade med metoder som inte är aktuella idag. Det gäller främst granulerad aska (stora och mycket hårda granuler ca 0,5 1,5 cm) som undersökts genom att det är möjligt att samla in och undersöka granulerna efter några år i fält. De undersökningarna visade att kalium och sulfat löstes ut snabbast ur askan (Börjesson, 1992). För dessa två ämnen kan mer än hälften av totalfraktionen lösas ut inom två till tre år från granulerad aska. Samma förhållande gäller för natrium och klorid. Fosfor hade en mycket låg lakbarhet enligt undersökningen. I askan var ph från början mycket högt och fosfor har då en låg löslighet. Krossade askor har studerats i kolonner med skogsjord under lakning med artificiellt surt regnvatten motsvarande 5 års nederbörd (Eriksson, 1996). Studien pågick i 5 månader. Den lakbara mängden i försöket var för: kalcium cirka 50 %, magnesium 20-25 % och fosfor 15-20 %. 1.3 Forskningsuppgiften och dess roll inom forskningsområdet Detta projekt syftar till att förbättra bedömningen av olika askors långsiktiga uppträdande i skogsmark och baseras både på laboratorie- och fältstudier. Detta projekt är en uppföljning på ett asklakningsprojekt som omfattade både laboratorie- och fältstudier under perioden 2001-2004 och ingick i Energimyndighetens forskningsprogram Uthållig produktion av skogsbränslen, STEM-projekt P12757-1. Laboratoriestudien prognostiserade utlakning under en halv skogsgeneration. Fältstudierna visade lakhastighet och mängd under de första 2,5 åren. Projektet omfattade tre relevanta askprodukter med olika ursprung och behandling samt en kalkprodukt. Produkterna placerades i nylonpåsar som stoppades under mosskiktet i skogsmark i juli 2001. För att undersöka mykorrhizans betydelse avskärmades en del av försöksområdet med plastbarriär. Syftet var att hindra mykorrhizan vid trädens rötter att nå vissa försöksytor. Eftersom frågeställningar kring spridning av askprodukter i skogliga miljöer är beroende av långa tidsförlopp har det varit angeläget att nu, ca 10 år efter utläggning av askprodukterna, återuppta tidigare projekt för att kunna genomföra kompletterande provtagning och utvärdering. Detta projekt avser endast fortsatta fältstudier av produkterna med en provtagning i november 2010. Därmed kan den verkliga utlakningshastigheten efter 9-10 år i fält jämförs med tidigare utförda laboratoriestudier som prognostiserat utlakning för en lång tid. 2

2 Metoder 2.1 Askprodukter I projektet ingår tre askprodukter och en kalkprodukt. Samma produkter har använts både i laboratorie- och fältförsök. Askorna representerar olika utlakningsegenskaper som erhållits i preliminära laktester: Snabb utlakning granul/kross Långsam utlakning granul/kross Långsam utlakning pellets Krossad kalksten (CaCO 3 ) utgör en "referens" eftersom den i laboratoriestudier visat sig ha en relativt jämn och långvarig upplösning. Urvalet av askor som ingår i studien har gjorts utifrån erfarenheter av tidigare laboratorietester, fältförsök och produktionsförhållanden. De askor som ingår i studien är: Krossaska Nymölla. Askan ingår i ett dosförsök inom Asa försökspark som startade 1993. Krossaska Växjö. Aska producerad av Växjö Energi AB under vintern 1999-2000 och efter vattenbegjutning lagrad i hög. Pellets Frövi. I pelleten ingår endast aska och vatten, inga bindemedel eller restprodukter. Askan producerades under perioden maj-juli 1999. Ursprungsmaterial eldades i Frövi och askan valspelleterades i Frövi. Pelleten låg utomhus under presenning för härdning i Frövi under perioden juli-september 1999. Askpelleten siktas och lagrades därefter i plastsäckar. Förutom i denna studie har askan använts i spridnings- och i fältförsök av SkogForsk under september-oktober 1999. Den kemiska sammansättningen av dessa askor och kalk före försökets start framgår av tabell 1. Tabell 1. Kemisk sammansättning av askor och kalk före försökets start (% av TS). Table 1.Chemical composition of wood ashes and limestone product before the study (% of dry weight). Ca Mg Na K Fe Mn Al P Ti Krossaska Nymölla 15.62 2.07 1.18 2.47 2.66 0.66 4.35 0.83 3.3 Krossaska Växjö 16.65 1.96 1.32 4.28 1.82 1.10 3.16 0.94 0.1 Pellets Frövi 15.01 1.53 1.16 3.36 1.50 0.56 5.77 0.77 1.1 Kalk 35.13 0.35 <0,06 0.40 0.78 0.12 0.84 0.04 0.0 De olika askorna hade relativt likartat innehåll av olika ämnen, men krossaska Växjö hade något högre kaliumhalt. Hög halt av titan noterades i krossaska Nymölla, vilket indikerar att det fanns ett betydande inslag av bestruken kartong (titanoxid ingår i vit bestrykningsfärg) i bränslet. Till skillnad mot övriga askor var krossaska Nymölla lagrad i ca 8 år efter det att den användes i ett fältförsök 1993. Kalken hade låga halter av analyserade ämnen förutom kalcium. 3

2.2 Lakning i laboratorium Metoden bygger på upprepad lakning i laboratoriemiljö (Larsson & Westling 1998). Metoden är ett sätt att efterlikna det långsamma förlopp som sker i naturen. Laboratorieförsöken utfördes med en lakningsprocedur där ask- och kalkprodukterna lakades med en lakvätska upprepade gånger. Lakningen utfördes genom att 2 g av askan eller kalken och 2000 ml lakningsvätska (avjoniserat H 2 O ph 4,0) blandades i en 2000 ml E-kolv. Kolvarna placerades på skakbord med en horisontell rotation av 2 cm diameter och 2 varv per sekund. Askan eller kalkens rörelse i lakningsvätskan var mycket långsam. Lakningsvätskan dekanterades efter ett dygn och ny vätska tillsattes. Den dekanterade vätskan analyserades. Denna procedur med vätskebyte pågick i 30 dygn. Lakningsproceduren utfördes med tre upprepningar för varje produkt. Kemisk analys gjordes på samlingsprov av lakningsvätskan från de tre upprepningarna. Inga speciella störningar noterades under lakförsöket, med undantag för askprodukten krossaska Nymölla. Lakvätskan blev aldrig klar efter sedimentering och det medför en risk för att suspenderade partiklar dekanterades, vilket kan leda till att förluster efter lakningens slut (30 dagar) underskattas något. Som ett led i kvalitetssäkringen av metoden vägdes och analyserades resterande aska och kalk i respektive prov efter lakningsperiodens slut. Vid en jämförelse med andra lakningsmetoder utgör askan en liten del i en stor mängd lakningsmedel (1:1000). Blandningsförhållandet ger möjlighet att följa ett flertal ämnen under ett lakningsförlopp med avtagande koncentrationer inom en rimlig försöksperiod. Försöksperioden om 30 dagar motsvarar teoretiskt ca 60 år i fält, eller en halv till en skogsgeneration, beräknat utifrån tillförd vattenmängd och en spridningsdos av 3 ton/ha och 600 mm nederbörd med 50% avdunstning. 2.3 Fältförsök Försöksområdet ligger i medelålders granskog inom SLUs försökspark i Asa i Småland. Försökets mittpunkt är enligt rikets nät 633577 x 143731. Under våren och sommaren 2001 genomfördes det praktiska arbetet med att etablera och starta försöket, figur 1. Försökets utformning, där varje försöksled (produkt) har fyra upprepningar, och försöksytornas placering framgår av figur 2. Figur 1. Försöksområdet ligger i medelålders granskog inom SLUs försökspark i Asa i Småland. Figure 1.The field experimental area is situated in a spruce stand in the county of Småland, central part of southern Sweden. 4

Figur 2. Skiss över försöksområdet. Försöksytorna har måtten 2x2 m 2. I block Aa, Ab, Ac och Ad ingår samtliga fyra produkter. I de avskärmade markområdena med block Be, Bf, Bg och Bh ingår inte "krossaska Nymölla. Figure 2. Schematic view of the field experimental area. Individual experimental areas measure 2x2 m 2. Block Aa, Ab, Ac and Ad includes all four products. Block Be, Bf, Bg and Bh, whithout mycorrhiza contact, includes all products except the crushed woodash Nymölla. Askorna och kalken lades i nätpåsar (ca 10x10 cm 2 ). I juli 2001 placerades 15 nätpåsar med respektive produkt i varje försöksyta, vilket totalt blev 420 påsar. Påsarna placerades under mossan i övre delen av humusskiktet, figur 3. Innehållet (ca 10 g) i varje påse motsvarar två till tre gånger normal dos på den yta som påsen täcker. Detta är en rimlig mängd med tanke på möjlig småskalig variation vid spridning av produkten i stor skala (intill trädstammar, stenar o.s.v.) och den mängd som behövs för kemisk analys. Mellan påsarna inom försöksytan spreds respektive produkt med dosen 3 ton/ha. Mellan och bredvid försöksytorna spreds en och samma produkt, krossaska Växjö, med dosen 3 ton/ha, se figur 2. Figur 3. Nätpåsar med testprodukter placerades under mossan i den övre delen av humusskiktet. Figure 3. Litter bags with tested products were placed under the humus layer. 5

För att få delar av försöksområdet avskärmat från trädens rötter med mykorrhizasvampar (område B) grävdes en plastbarriär ned vertikalt runt större ytor, ca 5x10 m 2. Som plastbarriär användes "Platonmatta" vilken normalt används som fuktspärr på husgrunder. Barriären är nedgrävd till "fast botten", eller ca 80 cm djup. Två områden är avskärmade med en total area om ca 100 m 2. På dessa områden är hälften av försöksytorna utplacerade, se foto i figur 4. Eftersom avskärmningen kan leda till förändrade markförhållanden provtogs och analyserades markvatten från provytor inom och utanför avskärmningen. För provtagningen användes keramiska undertryckslysimetrar (typ P80) som placerats på 50 cm markdjup vid några av försöksytorna. Dessa representerar askbehandling med krossaska Växjö utanför och innanför avskärmningen, se tabell 2. Figur 4. Vänster: Plastbarriär grävs ned för att avskärma från trädrötter och mykorrhizasvampar. Höger: En etablerad avskärmad försöksyta. Plastbarriären sticker upp någon dm ovan markytan. Figure 4. To the left: A plastic barrier is applied in a ditch in order to prevent influence of roots and mycorrhiza. To the right: An established field experimental area, the ditch is refilled. The plastic barrier can be seen 1-2 dm above ground level. Tabell 2. Placering av undertryckslysimetrar. Table 2. Position of lysimeters, suction cups (P80) Lysimeter Behandling Avskärmning Aa Aska A, ej avskärmning Ac Aska A, ej avskärmning Aa kontroll Ej behandlad A, ej avskärmning Ac kontroll Ej behandlad A, ej avskärmning Be Aska B, avskärmning Bg Aska B, avskärmning Be kontroll Ej behandlad B, avskärmning Bg kontroll Ej behandlad B, avskärmning Samtliga påsar är individuellt vägda och märkta vid projektstart. Påsar från samtliga försöksled har samlats in 6, 12, 18, 30 och 113 månader efter försöksstart. Påsarnas innehåll har efter insamling analyserats avseende vikt och kemiskt innehåll. Alla påsar är vägda individuellt efter provtagning. Påsarnas innehåll analyserades separat (fyra upprepningar) efter provtagningarna i december 2001, maj 2002 och november 2010. Samlingsprov från fyra påsar analyserades efter provtagningarna i november 2002 och 6

december 2003. Beräkning av lakförluster utgår från den viktminskning och förändring av kemiskt innehåll som skett fram till respektive provtagning. Den fortsatta utlakningen kan dokumenteras med provtagningar och analys av produkter under ytterligare en lång tid. Det finns fortfarande påsar kvar under mossan som väntar på att analyseras. Trädbeståndet i området kommer att uppnå normal avverkningsålder omkring år 2030. 2.4 Kemisk analys Lakvätskan i laboratorieundersökningen analyserades med avseende på Ca, Mg, Na, K, Mn, Fe, och Al med standardmetoder för vattenkemiska analyser (ICP). Syraneutraliserande kapacitet (ANC) bestämdes genom titrering med syra tillbaka till ursprungs ph (ph 4,0). Efter lakningensperioden slut torkades och vägdes resterande aska och kalk i respektive prov och analyserades avseende Ca, Mg, Na, K, S, Cl, P, Mn, Fe, Al efter totaluppslutning i lithium-borat smälta. Samma metod användes för att bestämma totalhalter vid försökets start. Innehållet i insamlade påsar från fältförsöket torkades (105 grader C) och vägdes för att bestämma viktförlust i fält. Aska och kalk analyserades avseende Ca, Mg, Na, K, S, Cl, P, Mn, Fe, Al efter totaluppslutning i lithium-borat smälta. Markvatten analyserades avseende ph, Ca, Mg, Na, K, Mn, Fe, Al, NH 4 -N, SO 4 -S, Cl och NO 3 -N vid två tillfällen, 5 och 12 månader efter askbehandlingen i juli 2001. 7

3 Resultat 3.1 Lakning i laboratoriet Produkternas viktminskning korrelerar väl med syraneutraliserande förmåga (ANC), med undantag för krossaska Nymölla. Krossaska Växjö har en syraneutraliserande förmåga på ca 4 kekv/ton aska och en viktminskning av ca 30% medan Pellets Frövi har knappt 2 kekv/ton och viktminskning är ca 15%. Krossaska Nymölla har förhållandevis stor viktminskning. Orsaken är troligen laboratorietekniska eftersom denna lakvätskan ofta var grumlig vilket leder till att viktförlusten blir stor i förhållande till uppmätta mängder i den kemiska analysen, jämför metodbeskrivning. Viktminskning och ANC efter 30 dygn redovisas i figur 5. 5 Krossaska Växjö 4 Kalk ANC kekv/ton 3 2 Krossaska Nymölla 1 Pellets Frövi 0 0 10 20 30 40 Viktminskning % Figur 5. Syraneutraliserande förmåga (ANC) uttryckt som kiloekvivalenter per ton hos de olika produkterna (tre upprepade lakningar per produkt) som funktion av viktminskning efter 30 dygns lakning. Figure 5. Acid Neutralizing Capacity (ANC) measured as kiloequivalents per ton for different products (three replicates) in relation to weight loss after 30 days of leaching. Lakningsförloppet för ANC visar att lakhastigheten för askorna avtar med tiden medan kalkens lakningsförlopp är linjärt under hela perioden på 30 dagar (figur 6a). Lakvätskans ph-värdet ger ett mått på hur reaktiv askan är och hur uthålligt produkten kan höja ph-värdet efter spridning. Ett högt ph-värde indikerar en risk för brännskador vid spridning. Krossaska Växjö som i figur 6a har den högsta ANC ger också de högsta ph-värdena i början av lakningsperioden, se figur 6b. ph-värdet sjunker succesivt snabbt och efter ca 8 dagar ger kalken högre ph-värde. Även lakvätskan från krossaska Nymölla och pellets Frövi har ett snabbt avtagande ph under de första dagarna. Kalkens ph-värde är stabilt under hela lakningsperioden. Det stabila ph-värdet stärker bilden av att kalken är uthållig och har ett jämnare lakningsförlopp än askorna, jämför kalkens linjära lakningsförlopp av ANC i figur 6a och kalcium i figur 7a. 8

ANC kekv/ton 5 4 3 2 Krossaska Nymölla Krossaska Växjö Pellets Frövi Kalk ph-värde 10 8 6 Krossaska Nymölla Krossaska Växjö Pellets Frövi Kalk 1 4 0 0 5 10 15 20 25 30 Dygn 2 0 5 10 15 20 25 30 Dygn Figur 6 a och 6 b. Produkternas lakningsförlopp under 30 dagar med avseende på syraneutraliserande förmåga (ANC) uttryckt som kiloekvivalenter per ton produkt. Medelvärden av tre lakningar. Figure 6a and 6b. Leaching pattern during 30 days, concerning acid neutralizing capacity (ANC), measured as kiloequivalents per ton product. Average of three replicates. Lakad mängd Ca (%) 60 50 40 30 20 Krossaska Nymölla Krossaska Växjö Pellets Frövi Kalk Lakad mängd K (%) 60 50 40 30 20 Krossaska Nymölla Krossaska Växjö Pellets Frövi Kalk 10 10 0 0 5 10 15 20 25 30 Dygn 0 0 5 10 15 20 25 30 Dygn Figur 7 a och 7 b. Utlakning av kalcium (Ca) och kalium (K) i procent av ursprunglig mängd efter 30 dygns lakning. Linjen anger lakad mängd utifrån analyser av lakvattnet. Rund markering anger lakad mängd utifrån restproduktens innehåll efter lakning. Figure 7a and 7b. Leached amount of calcium (Ca) and potassium (K) after 30 days leaching, measured as percent of original amount. Lines illustrates leached amount as given by analyse of leaching solution. Dots illustrate leached amount as given by analyse of the rest product after leaching. Utlakningsförloppet av kalcium är snabbare från askan än från kalken. Förloppet hos askorna är dock avtagande med tiden medan kalkens utlakning är konstant, se fig7a. Utlakningen av kalcium var störst från krossaska Nymölla och minst från pellets Frövi och kalk. För kalium och natrium kan det inte upprättas en fullständig utlakningskurva eftersom utlakningen var så snabb att redan efter några dagar var halterna i lakvätskan mycket låga, under detektionsgräns, se exempel med kalium i figur 7b. 9

Utlakningshastigheten som visas som linjer i figur 6a, 7a och 7b är beräknad genom analys av lakvätskan och summering under 30 dagar. I figur 7 visas även en rund markering vid 30 dagar som anger lakad mängd utifrån analys av produkternas rester efter lakningsperioden. Resultaten från de två analys- och beräkningsätten ger likvärdiga resultat. 3.2 Lakning i fält Lakningsförloppet och lakade mängder för olika ämnen och produkter redovisas i diagram i figur 8 och tabellerna 3 och 4. Grunduppgifterna till figurerna redovisas i tabell i bilaga 1. Avskärmningen med plastbarriär runt ett markområde ledde till en större utlakning från askprodukterna efter 9,5 år. I figur 8 har en produkt med beteckningen B (avskärmad) generellt större utlakning än med beteckningen A. Kalcium och magnesium har likartade lakningsförlopp med en förhållandevis jämn utlakning som avtar med tiden. Andelen kalcium i askorna uppgår till ca 15 %. Av denna andel har mellan 13-36 % lakats efter 9,5 år, se figur 8. Kalkprodukten innehåller betydligt högre kalciumhalter (35 %) men den lakade mängden utgör endast 1-3 %. Magnesiuminnehållet i askorna är 1-2%. Av denna andel har 18-30% lakats efter 9,5 år. Kalium och natrium har en mycket snabb utlakning de första två åren. Därefter är utlakningen mycket långsam. Förloppet är mycket samstämmigt för samtliga askprodukter. Askornas innehåll av kalium uppgår till 2-5 %. Redan efter 2,5 år i fält har 44-49% lakats ut. Efter ytterligare 7 år har den utlakade mängden endast ökat något, till 49-55%, se figur 8. Lakningsförloppet av fosfor varierar starkt mellan olika askor. En aska har under 9,5 år lakat 80 % medan övriga askor lakat mindre än ca 20 %. En av dessa uppvisar t.o.m. negativ lakning, d.v.s upptag av fosfor. Samtliga askor visar upptag av fosfor vid provtagning efter ca 1 år i fält. Någon förklaring till de skilda lakningsförloppen är inte känd. Produkternas viktminskning i fält liknar utlakningsförloppet av kalcium. En av de testade askorna A1, kalkkross Nymölla urskiljer sig genom att kalcium, fosfor och natrium har ett snabbare utlakningsförlopp och mer markant viktminskning. Lakade mängder och viktminskning efter 9,5 år i fält framgår av tabell 3. De ämnen i respektive produkt som signifikant lakas snabbare i det avskärmande området (B) anges i tabellen med asterisk. För krossaska Växjö skiljer utlakning av samtliga redovisade ämnen signifikant mellan område A och B. För pellets Frövi är utlakningen av kalcium signifikant skild mellan område A och B. Den lakade mängden är beräknad och angiven som kg/1000 kg av produkten och framgår av tabell 4. Av tabell 3 och 4 framgår att det lakas generellt betydligt mindre mängder från kalken än från askorna. 10

40 Lakad mängd kalcium, Ca (%) 40 Lakad mängd magnesium, Mg (%) 35 30 25 20 15 10 A1 A2 A3 A4 B2 B3 35 30 25 20 15 A1 A2 A3 A4 B2 B3 5 B4 10 B4 0 0-5 20 40 60 80 100 120-10 Månad 5 0 0 20 40 60 80 100 120 Månad 60 Lakad mängd kalium, K (%) 60 Lakad mängd natrium, Na (%) 50 A1 50 40 30 20 A2 A3 A4 B2 40 30 A1 A2 A3 10 0 0 20 40 60 80 100 120-10 -20 Månad B3 B4 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 Månad B2 B3 100 Lakad mängd fosfor, P (%) 30 Viktminskning (%) 80 A1 25 A1 A2 60 40 A2 A3 A4 20 15 A3 A4 B2 20 0 0 20 40 60 80 100 120-20 -40 Månad B2 B3 B4 10 5 0 0 20 40 60 80 100 120 Månad B3 B4 Figur 8. Lakningsförlopp under 9,5 år (113 månader). Andelen lakad produkt anges som % av ursprunglig mängd vid lakningsperiodens start. Beteckningarna A och B avser olika markområden där B är avskärmat från trädens rötter. Siffrorna 1-4 avser produkterna: 1 krossaska (Nymölla), 2 krossaska (Växjö), 3 pellets (Frövi) och 4 kalk. Figure 8. Leaching pattern during 9.5 year (113 months). Amount of leached product is given in per cent of original amount at start. A and B refers to different areas, where influence of roots and mycorrizza has been excluded in B. The numbers refers to the different procucts, where 1 is crushed wood ash (Nymölla), 2 is crushed wood ash (Växjö), 3 is pellets (Frövi), and 4 is limestone. Variationen i analysresultat mellan olika påsar med samma produkt vid varje analystillfälle är liten. Den har heller inte förändrats under försöksperioden. Analysresultaten utgör därför goda underlag för beräkning av lakningsförlusterna. I tabell i bilaga redovisas analyserade medelhalter och standardfel vid den första och senaste provtagningen, december 2001 och november 2010. 11

Tabell 3. Viktminskning och lakade mängder från tre askprodukter och en kalk efter 9,5 års lakning i område A och det avskärmade området B. Mängden anges som procent av produktens innehåll vid start. Asterisk anger vilka parametrar som signifikant skiljer mellan område A och B (t-test, n=4, *=95%, ***=99,9%). Table 3. Weight loss and leached amounts from three products of wood ash and one limestone after 9.5 years in area A and B ( B with barrier to prevent influence of roots and mycorrhiza). Amounts in per cent of start value. Asterix incdicates parameters with statistically significant difference betseen area A and B (t-test, n=4, *=95%, ***=99.9%). Viktminsk. (%) Ca (%) Mg (%) K (%) Na (%) P (%) A B A B A B A B A B A B 1 Krossaska Nymölla 27 36 18 54 55 79 2 Krossaska Växjö 11 *** 18 13 * 23 22 * 30 49 * 52 40 * 44-7 * 2 3 Pellets Frövi 12 16 14 * 28 18 22 50 55 40 45 17 20 4 Kalk 4 7 1 3 7 * 11 1 5 13-2 Tabell 4. Lakade mängder efter 9,5 års lakning i område A och avskärmade området B Mängden anges som kg/1000 kg av produkten vid start.. Asterisk anger vilka parametrar som signifikant skiljer mellan område A och B (t-test, n=4, *=95%, ***=99,9%). Table 4. Leached amounts after 9.5 years leaching in area A and B ( B with barrier to prevent influence of roots and mycorrhiza). Amounts are given as kg/1000 kg of the product at experimental start. Asterix incdicates parameters with statistically significant difference betseen area A and B (t-test, n=4, *=95%, ***=99.9%). Viktminsk. Ca Mg K Na P A B A B A B A B A B A B 1 Krossaska Nymölla 270 56 4 13 7 7 2 Krossaska Växjö 110 *** 180 22 * 38 4 * 6 21 * 22 5 * 6 0,0 * 0,2 3 Pellets Frövi 120 160 21 * 42 3 3 17 18 5 5 1 2 4 Kalk 40 70 4 11 0,2 * 0,4 0,0 0,2 0,1 0,0 12

3.3 Markvatten i fältförsök Markvatten har analyserats 5 och 12 månader efter askbehandlingen. Resultaten från de två provtagningsomgångarna visar på likartade förändringar som har förstärkts till den senare provtagningen, se tabell 5. Resultaten visar på högre halter av kalium efter askbehandling. Innanför avskärmningen hade markvattnet betydligt högre kväve- och kaliumhalter, vilket troligen beror på minskat upptag i rötter. Tabell 5. Markvatten i fältförsöket (mg/l) 1 år efter behandlingarna. Table 5. Soil solution in the experimental area (mg/l). One year after treatment. Produkt NO 3 -N NH 4 -N K ph A ej avskärmning Aska <0.002 <0.01 0.7 4.49 A ej avskärmning Ref <0.002 <0.01 0.3 4.41 B avskärmning Aska 0.22 0.68 3.5 4.39 B avskärmning Ref 0.49 0.18 1.25 4.66 13

4 Resultatanalys 4.1 Lakningsresultat Kemisk analys av produkter som lakats i fält visar att olika ämnen lakas olika snabbt från en och samma produkt. Lakhastigheten av ett ämne varierar även mellan olika produkter. Eftersom det i laboratorietesten eftersträvas naturtrogna förhållanden avseende blandningsförhållandet produkt och lakvätska (1:1000) leder det till att vissa ämnen snabbt når så låga halter i lakvätskan att de inte kan analyseras. Lakningsförloppet kan därmed inte följas under hela tidsperioden. Genom att analysera restprodukten efter lakningsperioden kan dock den totala mängden som lakats ut bestämmas även för ämnen som ger låga halter i lakvätskan. En generell översättning eller beräkning av lakningstider mellan laboratorie- och fältförhållanden för flera ämnen och produkter kan inte göras eftersom lakningsförloppen skiljer sig kraftigt både avseende ämnen och produkter. Lakningsförloppet för kalcium (det dominerande ämnet i produkterna) kan dock följas under hela tidsperioden för respektive metod, figur 7a och 8. Eftersom det är en god överensstämmelse mellan beräknad totalt lakad mängd via lakvätskan och analys av restprodukten (linjen vid 30 dagar respektive rund markering i figur 5) kan lakningskurvan användas för att approximativt ange hur många laboratoriedygn som motsvarar 9,5 år i fält. Krossaska Nymölla har under fältperioden lakat 36% av kalciuminnehållet (tabell 3). Vid en jämförelse med utlakningskurvan i figur 7a motsvarar detta 10 dygn i laboratorietesten. Denna och motsvarande uppgifter för de övriga produkterna är markerade i figur 9. Av figuren framgår att fältperioden 9,5 år motsvaras av 5-12 dagar för krossaska Nymölla och krossaska Växjö. För pellets Frövi är motsvarande tidsperiod 16 dagar eller längre, och kalken 2-4 dagar. Även om variationen mellan olika produkter kan anses stor så motsvarar fältperioden 9,5 år i princip den första halvan av laboratorieperioden, 0-15 dagar. För Kalium är utlakningsförloppet annorlunda och ett motsvarande överslag kan inte göras eftersom stor del (kanske hela) av den lakbara andelen lakas på mycket kort tid. Detta gäller alla tre askorna och både i fält och på lab. Den lakbara mängden kan utifrån dessa studier bedömas till 50-60% av totala innehållet. Efter 2 år i fält har ca 40 % av totala mängden lakat ut och efter 10 år ca 50 %. I laboratoriet lakades ca 90 % av den totalt lakade mängden redan efter 5 dygn, se figur 7b och 8. Den totala mängden av olika ämnen som lakats ut är tidsberoende och en jämförelse mellan laboratorietesten och fältförsöket får värderas utifrån relativa förhållanden mellan produkterna, se figur 10 och 11. I figurerna är den lakade mängden i laboratorietesten beräknad utifrån kemisk analys av restprodukten efter lakning. 14

Lakad mängd Ca (%) 60 50 40 30 20 10 Krossaska Nymölla Krossaska Växjö Pellets Frövi Kalk 0 0 5 10 15 20 25 30 Dygn Figur 9. Lakningsförloppet av kalcium (Ca) i laboratoriet (linje) och lakade mängder i fältstudien. Ringar anger den lakade mängden efter 9,5 år i fält för respektive produkt. Exempel: Krossaska Nymölla har lakat 36% kalcium i fält (tabell 3) vilket motsvarar 10 dygn i laboratorieförsöket (grön ring). Krossaska Växjö har i fält lakat 13% i område A och 23% i område B (tabell 3), vilket motsvarar 6 resp. 12 dygn i laboratorieförsöket (röda ringar). Figure 9. Leaching pattern of calcium (Ca) in the laboratory study (line) and leached amounts in the field study. Rings indicate leached amounts after 9.5 years in the field study for each product. Example: Crushed wood ash from Nymölla has leached 36% of calcium in the field study (table 3), which equals to 10 days in the laboratory study (green circle). Crushed wood ash from Växjö has leached 13% in area A and 23% in area B (table 3), which equals to 6 and 12 days respectively in the laboratory study (red circles). Resultaten från Lab och Fält överensstämmer relativt väl. Ca 50% av askornas kaliuminnehåll är mycket lättlösligt. Lakad mängd kalcium överensstämmer mycket väl med viktminskningen för samtliga produkter, jämför figur 10 och 11. I laboratorietesten lakar pelletsprodukten generellt mindre än krossaskorna. Vid en jämförelse mellan krossaska Växjö och pellets Frövi är utlakningen från pellets av Ca, Mg, K och Na i genomsnitt 67% av krossaskan, se figur 10. I fältförsöket (A och B) är lakhastigheten för pellets densamma som för krossaskan. Utlakningen från pellets är i genomsnitt 99% av utlakningen från krossaskan, se figur 10. För att få ett mått på vad som kan betraktas som normal variation kan man jämföra Fält A och Fält B. Det är samma förutsättningar förutom att olika markförhållanden har skapats under försöksperioden. Skillnaderna är dock inte större än att denna variation i markförhållanden förekommer helt normalt vid praktisk spridning på skogsmark. Skillnaden mellan Fält A och Fält B är i samma storleksordning som mellan Fält och Lab 4.2 Avskärmning Område B som avskärmats har under försökstiden förändrats. Markprofilen som ursprungligen var av podsolkaraktär har omvandlats till en brunjordliknande profil. Avsaknad av trädrötter har lett till högre markfuktighet. Skogsmossor har ersatts av gräs och örter. Markvattenkemiska analyser som genomfördes under fösta året visade på högre kväve- och kaliumhalter innanför avskärmningen, troligen beroende på mindre. 15

Lakad mängd (%) 60 50 40 30 20 Kalcium, Ca Lakad mängd (%) 60 50 40 30 20 Magnesium, Mg Krossaska (Nymölla) Krossaska (Växjö) Pellets (Frövi) Kalk 10 10 0 Lab Fält A Fält B 0 Lab Fält A Fält B 60 Kalium, K 60 Natrium, Na Lakad mängd (%) 50 40 30 20 Lakad mängd (%) 50 40 30 20 10 10 0 Lab Fält A Fält B 0 Lab Fält A Fält B Figur 10. Lakade mängder i laboratorietest och fältförsök. Lakade mängder i laboratorietesten är beräknade utifrån kemisk analys av restprodukten efter lakning. Beteckningarna A och B avser olika markområden där B är avskärmat från trädens rötter. Figure 10. Leached amounts in laboratory ande field study. Leached amounts in the laboratory study estimated from chemical analysis of the residual after leaching. Labels A and B refers to the different areas where a plastic barrier is applied in area B in order to prevent influence of roots and mycorrhiza. Viktminskning (%) 60 50 40 30 20 10 Viktminskning Krossaska (Nymölla) Krossaska (Växjö) Pellets (Frövi) Kalk 0 Lab Fält A Fält B Figur 11. Viktminskning av produkterna i laboratorietest och fältförsök. Beteckningarna A och B avser olika markområden där B är avskärmat från trädens rötter. Figure 11. Weight loss of products in laboratory and field study. Labels A and B refers to the different areas where a plastic barrier is applied in area B in order to prevent influence of roots and mycorrhiza. 16

upptag från rötter. I markvatten från ytor som tillförts aska var kaliumhalterna ytterligare förhöjda Syftet med avskärmningen var att förhindra att trädens rötter med mykorrhizasvampar skulle påverka utlakningen från produkterna. Frågeställningen var om avsaknaden av mykorrhizasvamparna skulle leda till långsammare utlakning. De förändrade miljöförhållandena ledde dock till motsatt effekt, utlakningen ökade. En eventuell effekt av mykorrhizan maskerades av förändrade markförhållanden. Huruvida mykorrhizasvampen ökar utlakningen fick vi således inget svar på. Resultaten från den avskärmade delen exemplifierar vikten av fältförsök under lång tid. Resultaten efter 2,5 år i fält visade inga tecken på skillnader mellan område A och B. Efter 9,5 år är skillnaden avseende lakförlust av kalcium så stor att den kan säkerställas statistiskt. 4.3 Bedömning av metoder Bedömningen av lakmetoden på laboratoriet är att den är robust. Oavsett om lakresultatet avseende lakade mängder beräknas per dygn efter analys av lakvätskan eller via analys av resterande produkt efter lakningen erhålls likvärdiga resultat, figur 5a. En felkälla är grumlingar i lakvätskan. Om produkten ger grumling finns en risk att suspenderade partiklar dekanteras, vilket kan leda till att lakförlusterna är större än de förluster som beräknas via lakvätskan. I fältförsöket är variationen i analysresultat från olika påsar med samma produkt vid varje analystillfälle liten. Den har heller inte förändrats under försöksperioden, tabell i bilaga 2. Analysresultaten utgör därför goda underlag för beräkning av lakförluster. 4.4 Pelletering Pelletering av askan genomförs ibland för att minska utrymmesbehovet och för att förkorta tiden för hantering av askan. Motivet kan också vara att minska utlakningshastigheten. Idén bygger på att en hårdare produkt som bildats under hårt tryck har härdat mer och därigenom har en långsammare utlakning. Dessa två lakningsstudier stödjer inte denna idé på något avgörande sätt. Den långsammare utlakning från pelletsprodukten i laboratorieförsöket (figur 6 och 7) verifieras inte i fältförsöket (figur 8). Möjligheterna att styra lakningsförloppet genom t.ex. pelletering är därmed osäker eller begränsad. Liknande resultat har erhållits vid laboratorielakning (samma metod som beskrivits här) av en och samma produkt som krossats till olika storleksfraktioner. Skillnad i utlakning mellan olika storleksfraktioner var relativt liten (Larsson, opubl.). Åtgärder såsom pelletering och granulering kan med fördel användas för att underlätta hantering och spridning av produkten men är osäker för att ändra utlakningshastigheten från produkten i skogen. 17

5 Slutsatser Efter nästan 10 år i fält återstår mycket av produkterna. Endast 10-30% av askorna och ca 5% av kalken har lakats ut. I laboratorielakningen, var den upplösta andelen något större, askorna som högst 35%, och kalken 20%. Båda lakstudierna indikerar att tiden för möjlig vittring av produkterna i skogen är lång. Lakningsstudierna i laboratorium och i fält rangordnade produkterna med avseende på relativ utlakning av olika ämnen på ett likartat sätt. Kemisk analys av produkter som lakats i fält eller i laboratoriet visar att olika ämnen lakas olika snabbt från en och samma produkt. Lakhastigheten av ett ämne varierar även mellan olika produkter. Dock kan man konstatera att från kalken lakas generellt betydligt mindre mängder än från askorna och utlakningen är jämn och uthållig. Tydliga exempel på detta är ANC, ph och kalciumutlakningen i laboratoriestudien och viktminskningen i fältförsöket. Laboratorie- och fältstudierna visar tydligt att ungefär hälften av kaliuminnehållet i de undersökta askorna är mycket lättlösligt medan andra hälften är hårdare bunden i askorna. Fältstudien visade att efter 2,5 år har 44-49% lakats ut och efter 9,5 år har andelen endast ökat till 49-55%. Laboratorielakningen visade att produkternas viktförlust korrelerade väl med den ackumulerade syraneutraliserande förmågan (ANC, acid neutralising capacity) Den långsammare utlakning från pelletsprodukten i laboratorieförsöket verifieras inte i fältförsöket. Möjligheterna att styra lakningsförloppet genom t.ex. pelletering är därmed osäker eller begränsad. Avskärmningen av markområden (vars egentliga syfte var att förhindra trädens rötter och mykorrhizasvampar) ledde till en gradvis förändring av markförhållandena. Markfuktigheten ökade, mossor ersattes av gräs och örter. I avskärmade områden var utlakningen större efter 9,5 år. Skillnaderna är dock inte större än att denna variation i markförhållanden förekommer helt normalt vid praktisk spridning på skogsmark. Bedömningen av lakmetoden på laboratoriet är att den är robust. Oavsett om lakresultatet avseende lakade mängder beräknas per dygn efter analys av lakvätskan eller via analys av resterande produkt efter lakningen erhålles likvärdiga resultat. I fältförsöket är variationen i analysresultat från olika påsar med samma produkt vid varje analystillfälle liten. Den har heller inte förändrats under försöksperioden. Analysresultaten utgör därför goda underlag för beräkning av lakförluster. I fältförsöket som startade 2001 vid SLU, Asa försökspark kan den fortsatta utlakningen dokumenteras med provtagningar och analys av produkter under ytterligare en lång tid. Det finns fortfarande påsar kvar under mossan som väntar på att analyseras. Trädbeståndet i området kommer att uppnå normal avverkningsålder omkring år 2030. 18

6 Litteraturreferenser Börjesson, P. 1992. Granulerade askors upplösning i skogsmark. Vattenfall FUD- Rapport 1992/17. Vällingby. Egnell G., Nohrstedt H-Ö., Weslien J., Westling O., & Örlander G. 1998, Miljökonsekvensbeskrivning av skogsbränsleuttag, asktillförsel och övrig näringskompensation. Skogsstyrelsen, Rapport 1. Jönköping. Eriksson J. 1996. Härdade vedaskors upplösning i skogsjord. En studie i kolonnförsök. Ramprogram askåterföring, R 1996:50. ISSN 1102-2574. Stockholm. Larsson P-E. & Westling O. 1998. Leaching of wood ash and lime products. Scand. J. For. Res. Suppl.2: 17-22. Larsson P-E. & Westling O. 1999. Lakning av vedaska en laboratoriestudie. Institutet för Vatten och Luftvårdsforskning (IVL), B 1325. Aneboda. Larsson P-E. Resultat från lakningstester av ask- och kalkprodukter. IVL Svenska Miljöinstitutet AB. Opubl. Lindqvist O. (edit.) 1998. Recycling of Wood Ash; Selected Results from a Swedish R&D Programme. Scand. J. For. Res. Suppl.2: 1-95. Lundborg A. & Nohrstedt H-Ö. 1995. Effekter av askspridning i skogen. Rapport till NUTEK 1995-09-15. Stockholm. Steenari B-M., Marsic N., Karlsson L-G., Tomsic A. & Lindqvist O. 1998. Long term leaching of stabilised wood ash. Scand. J. For. Res. Suppl.2: 3-16. 19

Bilagor 1

Bilaga A. Lakade mängder Lakade mängder efter 6, 11, 17, 30 och 113 månader. Andelen lakad produkt anges som % av ursprunglig mängd vid lakningsperiodens start. Beteckningarna A och B avser markområdet där B är avskärmat från trädens rötter. Siffrorna 1-4 avser produikterna: 1 krossaska (Nymölla), 2 krossaska (Växjö), 3 pellets (Frövi) och 4 kalk. Leached amounts after 6, 11, 17, 30, and 113 months. Amount of leached product is given in per cent of original amount at start. A and B refers to different areas, where influence of roots and mycorrizza has been excluded in B. The numbers refers to the different procucts, where 1 is crushed wood ash (Nymölla), 2 is crushed wood ash (Växjö), 3 is pellets (Frövi), and 4 is limestone. Produkt Kalcium, Ca Magnesium, Mg 6 11 17 30 113 6 11 17 30 113 A1 Krossaska Nymölla 7 19 18 29 36 6 12 12 15 18 A2 Krossaska Växjö 1 5 2 6 13 5 10 11 13 22 A3 Pellets Frövi 5 10 4 8 14 9 14 13 15 18 A4 Kalk 1 0-4 -2 1 4 3 6 8 7 B2 Krossaska Växjö 3 4 0 9 23 6 11 10 17 30 B3 Pellets Frövi 4 9 4 7 28 9 14 15 16 22 B4 Kalk 0 1-3 0 3 4 3 8 7 11 Kalium, K Natrium, Na 6 11 17 30 113 6 11 17 30 113 A1 Krossaska Nymölla 35 33 44 49 54 44 44 50 51 55 A2 Krossaska Växjö 40 35 44 46 49 33 32 38 39 40 A3 Pellets Frövi 35 29 40 44 50 34 31 37 37 40 A4 Kalk -2-15 -3 3 1 B2 Krossaska Växjö 40 40 42 47 52 34 35 35 37 44 B3 Pellets Frövi 36 35 40 44 55 36 34 36 38 45 B4 Kalk 0-9 0 2 5 Mangan, Mn Fosfor, P 6 11 17 30 113 6 11 17 30 113 A1 Krossaska Nymölla 2 4 4 25 27 9-26 57 53 79 A2 Krossaska Växjö 0-1 -3 18 19 2-3 12 4-7 A3 Pellets Frövi 3 4 2 21 20 5-27 13 5 17 A4 Kalk -2-5 -4 19 18 14 12-8 10 13 B2 Krossaska Växjö 1 3-5 19 24 3-34 11 9 2 B3 Pellets Frövi 2 3 1 23 25 3-30 13 6 20 B4 Kalk -2-5 -4 19 20-9 2 5 18-2 Aluminium, Al Kisel, Si 6 11 17 30 113 6 11 17 30 113 A1 Krossaska Nymölla 3 5 7 7 10 2 7 6 10 10 A2 Krossaska Växjö 0 2 2 1-2 1 6 4 7 5 A3 Pellets Frövi 2 6 2 1-1 2 5 5 6 3 A4 Kalk 1-1 0 2 0-3 1 2 8 5 B2 Krossaska Växjö 0 3 0 1 3 0 7 2 6 11 B3 Pellets Frövi 3 8 1 0 3 4 7 5 6 7 B4 Kalk 6 1 3 3 5 2 0 5 3 9 Järn, Fe Viktminskning 6 11 17 30 113 6 11 17 30 113 A1 Krossaska Nymölla 1 4 13 9 10 8 15 18 22 27 A2 Krossaska Växjö 0-3 4 8 3 3 5 6 6 11 A3 Pellets Frövi -16-16 -8-9 -10 7 8 9 9 12 A4 Kalk -9-18 14 14 10 0 1 1 1 4 B2 Krossaska Växjö 2-1 -5 8 8 4 5 6 8 18 B3 Pellets Frövi -11-14 -15-9 -4 6 9 9 9 16 B4 Kalk -9-8 13 8 15 0 1 1 2 7 2