Tema

Kol i jorden kan rena bort gifter

Biokol kan rena förorenad mark på plats. Samtidigt kan jorden bli bördigare – och svenska mjölkkor mer klimatsmarta med biokolblandat foder. Men först måste jorden undersökas så den saneras på rätt sätt.

I Sverige beräknas omkring 80 000 markområden vara förorenade med bland annat oljerester och tungmetaller. Om man ska bygga eller anlägga något nytt måste jorden först saneras. Stora mängder jord schaktas då bort och transporteras till särskilda deponianläggningar som avfall. Nu finns hopp om ett klimatsmart alternativ, där jorden kan saneras på plats med så kallat biokol.

Biokol kan, precis som vanligt grillkol, tillverkas av trämassa, men även av exempelvis matrester eller trädgårdsavfall.

I forskningsprojektet ”Biokol – från organiskt avfall till resurs för nyttiggörande av jordavfall” grävde forskare vid Statens Geotekniska Institut ner biokol i förorenad mark. Resultaten var tydliga. För organiska miljögifter, så kallade polycykliska aromatiska kolväten (PAH:er) som finns i bland annat eldningsolja och äldre asfalt, minskade spridningsrisken med hela 99 procent. Och det redan vid en liten tillsats av biokol, berättar forskningsledaren Anja Enell vid Statens Geotekniska Institut.

Miljögifter minskade nästan helt

– Redan vid en tillsats på tre procent biokol lyckades vi få ner spridningsrisken för organiska miljögifter med 99 procent. Även för tungmetaller som koppar och zink fungerar det bra.

Kolet tar inte bort gifterna, utan binder dem till sig. De stannar där de är i stället för att lakas ur och hamna i vattendrag och grundvatten. Men det gäller inte alla föroreningar. Biokol fungerar sämre för vissa ämnen med negativ elektrisk laddning, och kan till och med öka spridningen av exempelvis arsenik, krom, molybden, antimon och vanadin.

Det är ämnen som är vanliga på gamla industriområden.

Så funkar biokol

Biokol har, liksom så kallat aktivt kol, en förmåga att både adsorbera (suga upp på ytan) och absorbera (fånga in och uppsluka) ämnen. Den porösa strukturen och stora specifika yt-arean gör att vissa giftiga ämnen ämnen tas upp.

Biokol tillverkas genom att organiskt material, som textilier, trädgårdsavfall eller trärester, förkolnas genom så kallad pyrolys (upphettning i en syrefri miljö till omkring 500–1 000 grader).

Biokol är väldigt likt det kol som kommersiellt används vid grillning, men för att kunna klassas som biokol får det inte under snabb förbränning omvandlas till koldioxid

Ger bättre jordar

Förmågan att rena bort gifter gör biokolet lämpligt som jordförbättrare. Samtidigt minskar koldioxidhalten i atmosfären. Genom att det bevaras i marken under hundratals till tusentals år utgör biokolet en stabil kolsänka. Biokolet binder fukt och näring, vilket gör odlingar mer motståndskraftiga mot torka. Genom sin porösa struktur skapar det utrymme för mikroorganismer att verka. Kolet binder även vissa skadliga ämnen som annars riskerar förorena vattendrag och grundvatten.

Biokolet kan även användas för att ersätta stenkol i industriprocesser, vilket minskar utsläppen.

– Man måste karaktärisera jorden för att veta vilken föroreningssituation som råder. Så är det med andra reningstekniker också, det finns sällan en metod som funkar för allt, säger Anja Enell.

Det unika med biokolrening är att metoden utöver att rening även kan ha en positiv klimatpåverkan. Biokol binder koldioxid och utgör på så vis en stabil kolsänka.

En kolsänka är en funktion eller process där koldioxid tas upp ur luften och lagras under en lång tid. De huvudsakliga kolsänkorna är världshaven och växande vegetation. Kolsänkor är motsatsen till kolkällor.

Med biokolrening kan jorden ligga kvar och behovet av schaktning, transport och särskilda deponiplatser försvinner. Dessutom slipper man fylla på med ny jord, eller annan fyllnadsmassa.

– Jord är en ändlig resurs som vi måste vara väldigt rädda om. Fin matjord tar det hundratals år att återbilda. Kan jorden vara kvar utan att utgöra någon risk är det bra både för miljön, klimatet och landskapet, säger Anja Enell.

Biokol har gjort marken bördigare i tusentals år

Kol kan bevaras i jord i tusentals år. I Amazonas finns extremt bördiga områden med höga kolhalter, så kallad terra preta efter portugisiskans ”svart jord”. Jordbrukskulturer som verkade på platsen myllade ner kol och organiskt avfall i jorden.

Effekten är störst på dålig jord, med låg mullhalt och för tät struktur. Naturlig mull fyller en liknande funktion, med den skillnaden att den bryts ner mycket snabbare än kolet.

Det är inte bara jord som kan bli bättre genom en dos biokol. Även koldioxidutsläppen till atmosfären kan minska – med biokol i djurfoder. I ett försök att förbättra foderkvalitet och samtidigt minska utsläppen av metangas utfordras svenska kor med biokolblandat foder.

Kvigor käkade foder med biokol

Vid Sveriges lantbruksuniversitet i Uppsala pågår studien ”Den ekologiska mjölkgården som kolsänka”, där nyttan av att blanda biokol i foder undersöks. Sommaren 2020 gjorde forskarna ensilage av timotej och rödklöver blandat med 2 till 6 procent pulveriserat biokol i en laboratoriesilo – och undersökte sedan fodrets egenskaper.

Under stallperioden 2021-22 genomförs ett försök i större skala med en grupp äldre kvigor, berättar forskningsledaren Torsten Eriksson.

Ensilage mums för mjölkkor

Ensilage är foderväxter för djur, och har konserverats genom jäsning. Det viktigaste materialet är vallväxter, till exempel timotej och klöver, men ensilage av majs liksom av de vanliga sädesslagen i omoget stadium är också vanligt. Det görs i tornsilor, plansilor och i de plastade balar som syns i odlingslandskapet.

Men äter kor verkligen kol?

– Ja, det gör de definitivt, enligt de studier där det har blandats i fodret, säger Torsten Eriksson. Det finns en kontinuerlig historia ända sedan antiken av användning av biokol i veterinärmedicinskt syfte, mot alla sorters magåkommor och framförallt diarréer.

Förhoppningen är dels att tillsatsen av biokol ska förändra konsistensen på kornas avföring genom att binda fukt så den blir torrare – och djuren därmed renare. Och dels att minska metangasen. I projektet ska även mängden av ammoniak och metan från gödseln kontrolleras. Metan står näst efter koldioxid för det största bidraget till den globala uppvärmningen.

Ekonomiskt värde kan få fler att använda biokol

För en lantbrukare kan inblandningen av biokol i fodret öka effektiviteten i hela kedjan (foder-mjölkproduktion-gödselhantering-odling).

2020 blev biokol godkänt som jordförbättrings­medel i certifierad EU-ekologisk produktion.

Eftersom biokol innebär en investering, är det viktigt att kartlägga vilka värden och mervärden som finns hos produkten i alla led, menar Torsten Eriksson. Hur samhället och slutkunder värderar det klimatsmarta valet har stor betydelse. I Sverige ska Hushållningssällskapet Sjuhärad till 2023 ha tagit fram ett certifieringssystem för klimatkompensation där företag kan köpa kolsänksrätter av svenska lantbrukare som använder biokol i odlingen.

– Finns det ett ekonomiskt värde, antingen genom att kunder är beredda att betala mer eller i form av miljöpremier av något slag, så bidrar det till att fler använder biokol, säger Torsten Eriksson.

Text: Jenny Damberg på uppdrag av forskning.se

Skörd av timotej för inläggning i labsilor. Bild:Torsten Eriksson

Om forskningsprojekten

Biokol – från organiskt avfall till resurs för nyttiggörande av jordavfall genomfördes 2018-2020. Projektet är ett samarbete mellan Statens Geotekniska Institut, Nordvästra Skånes Renhållnings AB, Sveriges lantbruksuniversitet, Kungliga Tekniska Högskolan och Örebro Universitet, med stöd från det strategiska innovationsprogrammet RE:Source som finansieras av Vinnova, Energimyndigheten och Formas.

Studien visade att biokol kan vara mycket effektivt för att binda föroreningar i mark, i de fall föroreningarna utgörs av organiska ämnen och/eller tungmetaller. Resultaten ska nu följas upp i fråga om långtidsverkan.

Den ekologiska mjölkgården som kolsänka pågår till och med 2022 vid Institutionen för husdjurens utfodring och vård vid Sveriges lantbruksuniversitet i Uppsala.

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Kol i jorden kan rena bort gifter

 lästid ~ 6 min