Biokol - från organiskt avfall till resurs för nyttiggörande av jordavfall

Projektet bestod av fyra tekniska arbetspaket med följande delmål:

• Utvärdera biokol som behandlingsteknik för att förbättra kvalitén hos lätt förorenade jordmassor och minska spridningen av miljögifter (Arbetspaket 1)
• Utvärdera möjligheterna att använda biokolstabiliserade lätt förorenade jordmassor i anläggningsarbeten (Arbetspaket 2).
• Utvärdera förutsättningarna för närproducerad biokol av organiskt avfall (Arbetspaket 3)
• Genomföra en livscykelinventering och beräkna sammantagen miljöpåverkan (klimatpåverkan, ekotoxicitet, humantoxicitet m.m.) av produktion och användning av biokol som åtgärdsteknik i en livscykelanalys (Arbetspaket 4).

Vad är biokol?

Biokol är ett jordförbättringsmaterial på stark frammarsch med stor potential i flera olika tillämpningar. Det används idag i städer vid anläggning av växtbäddar i stället för sand, torv och lera för att förbättra förutsättningarna till växtlighet i lågkvalitativ jord. Användningen av biokol för att öka bördigheten är ingen ny teknik, utan har tillämpats i tusentals år världen över t ex. genom svedjebruk. Genom sin porösa struktur kan kolet likt en tvättsvamp hjälpa till att hålla vatten, luft och näring i jorden och skapa bättre förutsättningar för växtlighet. Porositeten, och kolets stora yta, ger också goda möjligheter att fastlägga föroreningar.

Kan biokol användas för att avgifta jord?

Flera laboratorieförsök har visat att både tungmetaller och organiska miljögifter kan fastna på kolet, då det blandas med förorenad jord. Om samma effekt kan fås under naturliga förhållanden skulle det betyda lägre biotillgänglighet av föroreningarna, vilket innebär att jorden blir mindre giftig och risken för utlakning till grund- och ytvatten minskar.

Utmaningen är att kunna visa att riskerna kan minska till acceptabla nivåer med tekniken och att behandlingen är beständig så att det går att få acceptans för att lämna kvar föroreningar i marken. En annan utmaning är att hitta biokolsprodukter lämpliga för olika föroreningssituationer och markförhållanden, samt att förstå kopplingarna mellan föroreningssituation, markegenskaper och biokolets beskaffenhet.

Vad vi undersökte i forskningsprojektet

Inom projektet har vi undersökt förutsättningarna för produktion av biokol från organiskt avfall, möjligheterna att tillämpa tekniken med biokol på förorenad jord i urbana miljöer och kvantifierat miljöpåverkan av biokolsbehandling som åtgärdsmetod för sanering av förorenad jord ur ett livscykelperspektiv.

Projektet har också undersökt vilka lagar och regler som gäller då åtgärden används på samma plats som den grävts upp (on-site), eller på annan plats (off-site).

Några resultat och slutsatser från projektet

• En inblandning av 3 viktprocent biokol räcker för att radikalt minska spridningen av PAH – utlakningen minskade med 99 procent jämfört med obehandlad jord. Effekten på koppar, kvicksilver och zink var också god, men val av biokol spelar stor roll.
• Biokol fungerar sämre för anjoniska ämnen och kan öka spridning av arsenik, krom, molybden, antimon och vanadin.
• Livscykelanalysen visade att biokolbehandling har betydligt lägre miljöpåverkan jämfört med gräv-schaktsanering och deponering. Biokol som åtgärdsteknik har till och med ett negativt CO2-utsläpp under rådande svenska förutsättningar! 

Fler resultat och slutsatser hittar du i syntesrapporten: Biokol - från orniskt avfall till resurs för nyttiggörande av jordavfall.  (PDF, 5,31 MB) (PDF, 5,31 MB)

Mer forskning behövs

Ett viktigt nästa steg är att verifiera teknikens hållbarhet. Mer forskning behövs för att undersöka hur biokol i sig självt står emot nedbrytning och hur beständig själva behandlingen är med avseende på olika föroreningar och jordavfall. För att få mer kunskap om långtidseffekter kommer därför projektets fältförsök att följas upp inom forskningsprojektet Balance som pågår mellan 2022-2025.

Projektet utfördes i samarbete med Sveriges lantbruksuniversitet, (SLU), Örebro Universitet (ORU), Kungliga Tekniska högskolan (KTH) och Nordvästra Skånes Renhållnings AB (NSR).

Projektet har finansierats av ingående partners och med stöd av det strategiska innovationsprogrammet RE:Source som finansieras av Vinnova, Energimyndigheten och Formas.

Publikationer och rapporter

Ingrid Rijk, Alf Ekblad, A. Sigrun Dahlin, Anja Enell, Maria Larsson, Prune Leroy, Dan B. Kleja, Charlotta Tiberg, Sara Hallin, Christopher Jones (2024). Biochar and peat amendments affect nitrogen retention, microbial capacity and nitrogen cycling microbial communities in a metal and polycyclic aromatic hydrocarbon contaminated urban soil. Science of The Total Environment. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.173454.

Papageorgiou (2021). Emerging technologies for climate-neutral urban areas: An Industrial Ecology perspective. Licentiatavhandling

Papageorgiou et al. (2021). Biochar produced from wood waste for soil remediation in Sweden: Carbon sequestration and other environmental impacts. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.145953

Enell et al. (2020). Biokol – från organiskt avfall till resurs för nyttiggörande av jordavfall, Syntesrapport, Statens geotekniska institut, SGI, Linköping, 2020-09-15. 

Flyhammar, P., Hermansson, S. och Ohlsson, Y. (2020). Biokol i lätt förorenadejordar, Kritiska juridiska frågeställningar, Statens geotekniska institut, SGI, Linköping, 2020-08-31. Underlagsrapport (PDF, Okänd storlek)

Gustafsson, N., Nilsson, E. och Enell, A. (2020). Rekommendationer inför
fältstudie av biokol som åtgärdsteknik – vilket biokol är bäst? Statens geotekniska institut, SGI, Linköping, 2020-07-09. Litteraturstudie (PDF, Okänd storlek)

Sippel, F. (2020). A Comparative Assessment of the Availability and Suitability of different types of Biomass Feedstock in Skåne and Sweden for the Production of Biochar. Underlagsrapport (PDF, Okänd storlek)

Ertl, F. (2019). Summary of Different Types of Pyrolysis Concepts, PAMOJA Cleantech AB, Technical Review (PDF, Okänd storlek)

Enell, A., Tiberg, C., Larsson, M., och Berggren Kleja, D. (2019). Förädling av biokol för en effektivare användning som jordförbättrare i urban förorenad mark, Resultat och slutsatser från laboratorieförsök, Statens geotekniska institut, SGI, Linköping, 2019-09-06. Uppdragsrapport (PDF, Okänd storlek)*

 *Rapporten är framtagen i samarbete med Pamoja Cleantech AB och NSR AB inom det strategiska innovationsprogrammet BioInnovation som är en gemensam satsning av Vinnova, Formas och Energimyndigheten.

Examensarbete

Norberg, E. (2019). Effekten av olika typer av biokol på metallers löslighet i förorenad urban jord. Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Geovetenskapliga sektionen, Institutionen för geovetenskaper. Examensarbete (PDF, Okänd storlek)

Konferenser

AquaConSoil, Antwerpen 2019: Abstract (PDF, Okänd storlek), Poster (PDF, Okänd storlek)
Nätverket Renare Marks vårmöte 2020: Abstract (PDF, Okänd storlek)

Notiser och nyhetsartiklar om projektet (populärvetenskapliga)

• Bioenergi 2020-11-10, (E-tidning; https://bioenergitidningen.se), Biokol kan användas för att sanera lätt förorenade jordar
• RE:Source-SIP https://resource-sip.se , 2020-11-10, Biokol har stor potential att göra förorenad jord mindre giftig
• Avfall och Miljö nr 5:2020 (20-21) Billig lösning för förorenad jord