Analytiska kemister Gabriela Castro Varela och Alexandros Asimakopoulos jagar giftiga och oreglerade kemiska ämnen i avloppsslammet som är en biprodukt från vattenreningsverken i Trondheims kommun.

Varela är postdoktor och Asimakopoulos är docent vid NTNU:s kemiavdelning. Deras mål är att kunna återanvända slammet på ett säkert och hållbart sätt.

Världens naturresurser är under ständigt ökande press, vilket gör det desto viktigare att återvinna dem mer effektivt. Det är dock en utmaning att återanvända avfallet på grund av de farliga ämnen som det innehåller.

FN:s hållbarhetsmål nummer 12 betonar också behovet av effektiv hantering av avfall och kemikalier.

Utmanande, men mycket att vinna

Forskare observerar problemet i framför allt två typer av avfall:avloppsslam och plast från elektroniskt avfall, eller e-avfall. Dessa två avfallskällor innehåller en enorm potential för att återanvända näringsämnen, grön energi och ersätta råvaror.

Utmaningen ligger i halterna av farliga ämnen, många av dem oreglerade, i dessa avfallskällor.

• Att använda obehandlat avloppsslam som gödningsmedel är svårt eftersom människor och djur kan påverkas av de giftiga ämnen som finns i avloppsslammet. De kan intas genom mat- och vattenkällor som påverkas av avrinning från jordbruket.
• Återvinning av plast från e-avfall är svårt på grund av möjligheten att återinföra farliga ämnen till miljön och miljöutsläpp under återvinningsprocessen.

SLUDGEFFECT-projektet syftar till att identifiera och ta bort giftiga kemikalier från slammet så att det kan återanvändas på olika sätt, till exempel för gödning.

Mikroplaster och kemiska ämnen

Slam är restprodukten när avloppsvatten passerat genom reningsverken. Den innehåller spår av vad folk ätit och druckit, tvättmedel och allt annat som hushåll och industri gör av med via avloppssystemet.

Detta slam innehåller alla typer av tillsatser – reglerade och oreglerade, giftiga och ogiftiga – men vilken sorts eller hur mycket gift de innehåller är fortfarande relativt okänt.

Giftiska ämnen

• Många av de kemiska ämnena i slam är farliga eftersom de efterliknar kroppens fetter (lipider). Kroppen kan alltså inte utsöndra dem eftersom den uppfattar ämnena som naturliga.
• PFAS – förkortning för per- och polyfluoralkylsubstanser – är särskilt problematiska ämnen. Dessa kemikalier har unika vatten- och fettavstötande egenskaper och används i storskalig industri. De bör inte återinföras i naturen genom slambiogödsel.

PFAS, bensofenoner och liknande derivat är bland ämnena i slam, samt giftiga metaller och mikroplaster.

"Vad vi vet är att mycket av slammet innehåller mikroplaster förutom de kemiska ämnen som kan vara extremt skadliga för oss om de hamnar i jorden. Och vi är i mörkret om vad som finns i dem", säger Asimakopoulos .

Varela är experten på analyser. Hon får slamprover från alla vattenreningsverk som är inblandade i projektet. Dessa prover analyseras för att identifiera vilka ämnen de innehåller, med tonvikt på oreglerade giftiga tillsatser eller sådana vi inte känner till.

Av olika anledningar överensstämmer inte alltid kemikalierna i konsumentinformationen med deras faktiska innehåll.

Extremt viktigt att veta

När de giftiga föreningarna har identifierats måste forskarna hitta ett sätt att ta bort dem. En lösning som studeras är att använda pyrolys för värmebehandling av slammet. Pyrolys är en förbränningsteknik som brinner vid 700 °C till 900 °C under syrefria förhållanden. Detta är samma metod som används för att tillverka kol, och restavfallet resulterar också i små klumpar som innehåller kolsyrat biologiskt avfall.

Varela förklarar, "Vi analyserar det resulterande materialet i en masspektrometer så att vi kan se hur mycket av de giftiga kemiska ämnena som är borta eller inte har försvunnit. Ibland gör pyrolys faktiskt ett giftigt ämne ännu mer skadligt för miljön, vilket kan hända när vi inte vet vilka ämnen som är inblandade. Att fastställa detta är oerhört viktigt innan slammet återinförs i naturliga system."

Jorden behöver påfyllning

I Tyskland och på andra håll i Europa behandlas och förbränns det mesta av slammet från reningsverken. Men rent slam som har steriliserats är fullt av näringsämnen som behövs för jordbruket.

– För att kunna använda slammet måste vi vara säkra på att det är fritt från farliga kemiska ämnen, säger Hans Peter Arp, teknisk expert från Norges Geotekniske Institut (NGI) och NTNU som leder projektet.

– Vi vill se vad vi kan åstadkomma med pyrolys och källkontroll i Norge, eftersom återanvändning är viktigt för hållbarheten och bra för marken, säger Arp. "Så det är viktigt att ta reda på vad som är möjligt och hur vi kan göra det ekonomiskt lönsamt och hållbart." + Utforska vidare

Läkemedelsrester i avloppsslam och boskapsgödsel har inte den befarade effekten