Biokol binder DDT effektivt så att giftet inte tas upp av djur som lever i jorden. Foto: Anja Enell, Statens geotekniska institut

Tusentals platser i Sverige är fortfarande förorenade av insektsgiftet DDT. Forskare på Chalmers har under tre år testat en ny metod, som minskar giftets spridning och miljörisker genom att binda det med biokol. När de blandade ner biokol i förorenad jord på en tidigare skogsplantskola lyckades de halvera mängden DDT som togs upp av daggmaskar i jorden. Metoden kan göra det möjligt att odla vissa grödor på mark som hittills har betraktats som obrukbar på grund av miljöriskerna.

Arvet från tidigare generationers användning av insektsgiftet DDT påverkar oss fortfarande. Under 50- och 60-talen användes ämnet för att bekämpa skadedjur, och trots att det har varit förbjudet i över femtio år finns det idag över 700 DDT-förorenade tidigare skogsplantskolor i Sverige – liksom tusentals handelsträdgårdar med liknande problematik.

Giftet har kopplats till en mängd negativa hälsoeffekter hos människor och djur, och bryts ned mycket långsamt. Det utgör en miljörisk eftersom det kan tas upp av marklevande organismer såsom daggmaskar. När dessa i sin tur äts av fåglar och andra djur börjar DDT ackumuleras längs näringskedjan, vilket betyder att rovdjuren i toppen av kedjan drabbas av högst gifthalter.

Forskare på Chalmers har nu testat en ny metod för att minska miljöriskerna med giftet, på en DDT-förorenad tidigare skogsplantskola på 23 hektar i Skåne.

– I våra fältförsök har vi blandat jorden med biokol och odlat olika växter, och det har visat sig att biokolet binder DDT till sig på ett effektivt sätt så att det inte kan tas upp av marklevande organismer, säger Paul Drenning, postdoktoral forskare vid institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik och försteförfattare till studien.

Billig och miljövänlig lösning på plats

Biokol är en miljövänlig produkt som liknar träkol, och som är billig att producera. Den binder föroreningar och kan förbättra markhälsan när den tillsätts i jord. Denna åtgärd kan också göras av klimatskäl, eftersom den innebär en långsiktig inlagring av kol i marken.

I mätningar kunde forskarna se att mängden DDT som fördes vidare till daggmaskar i jorden minskade med i snitt 50 procent där jorden hade blandats med biokol. Det tyder på att DDT:s biotillgänglighet hade sänkts – vilket innebär att jorden blir mindre giftig, och orsakar en lägre spridningsrisk via bioackumulering i djurens näringskedja eller utlakning till vatten.

Dessa minskade miljörisker skulle i sin tur kunna leda till att markägare kan börja odla igen på marker som idag ligger oanvända, inför beslut om hur man ska hantera den förorenade jorden.

– Att behandla förorenad mark i så här stora volymer är kostsamt och komplicerat. En vanlig lösning är att gräva upp och sedan transportera jorden till en deponi för farligt avfall, men det innebär att fina naturjordar förstörs och är inte en möjlig lösning för stora områden, säger Paul Drenning.
– Behandling med biokol på plats skulle alltså kunna göra att marken kommer till nytta i stället för att lämnas obrukad eller tömmas på jord, och dessutom till avsevärt lägre kostnad för både markägaren och för miljön.

Långsiktig effekt förväntas

Exempel på grödor som skulle kunna odlas på testområdet är frön till tall och gran, vall till djurfoder eller energiskog som salix (sälg, pil och vide). Behandlingen med biokol gör att också växter tar upp mindre DDT ur jorden, men de tar upp väldigt lite även utan behandling.

– Anledningen till att den förorenade marken lämnas obrukad idag är inte att det skulle finnas hälsorisker med grödorna, utan att markägaren är skyldig att åtgärda miljöriskerna med DDT. I väntan på utredning och beslut om det har marken legat oanvänd, säger Jenny Norrman, biträdande professor vid arkitektur och samhällsbyggnadsteknik och ledare för forskningsprojektet.

Biokol bryts ner mycket långsamt i jorden, och forskarna förväntar sig att effekten av behandlingen håller i sig under lång tid – kanske i decennier. De kommer att fortsätta med provtagningar på platsen under flera år framöver för att följa utvecklingen. Parallellt kommer de att utforska hur man skulle kunna skala upp försöket och blanda in biokol i jorden storskaligt, utan att behöva gräva upp stora volymer.

Stor potential för metoden

Att använda biokol för efterbehandling av förorenad jord är ovanligt idag. Så vitt forskarna vet har metoden inte testats tidigare på skogsplantskolor i Sverige, eller internationellt i samma typ av jord och klimat.

– Det finns ett stort intresse för att använda biokol i olika situationer, och inte bara för att hantera DDT utan också för att kunna binda metaller, polyaromatiska kolväten och andra föroreningar. Därför är det positivt att vi har kunnat se god effekt i våra försök, säger Paul Drenning.

Jord är en värdefull resurs med mycket långsam återbildningstakt – en enda centimeter jord kan ta hundratals år att bilda. Inom EU beräknas 60-70 procent av jordarna ha försämrad hälsa, och markföroreningar är en viktig orsak. Nu pågår ett aktivt arbete inom EU för att kunna kontrollera dessa föroreningar bättre. EU-kommissionens kommande markdirektiv innehåller nya stramare regler för hållbar markförvaltning och sanering av förorenade områden. För Sveriges del ställer direktiven krav på nya arbetssätt för att kunna ta hänsyn till markhälsa.

Förutom behandlingens effekt på DDT har Chalmersforskarna undersökt flera andra aspekter av markhälsa, till exempel effekter på markfunktioner som näringsomsättning, vattenreglering och inlagring av kol i marken. Studien är en demonstration av en generell metodik som forskarna har utvecklat för markhälsoutvärdering. Den är utformad för att kunna användas även ute i samhället, till exempel av markägare som behöver ta ställning till olika saneringsalternativ för förorenad mark.

Flera foton och en film om forskningen kan laddas ner via den här länken

Mer om den vetenskapliga studien:

Den treåriga studien genomfördes på en 23 hektar stor DDT-förorenad före detta skogsplantskola i skånska Kolleberga. Forskarna grävde upp jord från en 50×5 meter stor sektion, lade jorden i högar och blandade hälften med biokol. Sen grävdes 24 rutor, och jorden slumpades ut i rutorna i ett randomiserat försök där hälften av rutorna hade biokol inblandat. Rutorna planterades med fyra olika slags växter: pumpa, gräs, baljväxter och salix, med och utan biokol. Forskarna använde sedan fysiska, kemiska och biologiska indikatorer för att utvärdera markhälsan och undersöka effekterna av växtlighet tillsammans med biokol.

Artikeln A method for evaluating the effects of gentle remediation options (GRO) on soil health: Demonstration at a DDX-contaminated tree nursery in Sweden har publicerats i tidskriften Science of The Total Environment.
Studien är gjord av Paul Drenning, Yevheniya Volchko, Anja Enell, Dan Berggren Kleja, Maria Larsson och Jenny Norrman. Forskarna är verksamma vid Chalmers tekniska högskola, Örebro universitet, Sveriges lantbruksuniversitet och Statens geotekniska institut.

Forskningen har finansierats av:

• Formas – ett forskningsråd för hållbar utveckling
• Tuffo (Teknikutveckling och forskning inom förorenade områden) – ett forsknings- och utvecklingsprogram som drivs av Statens geotekniska institut
• Cowifonden
• Sveriges geologiska undersökning

Samt med hjälp även från SveaSkog.

Mer om: biokol

Biokol är ett jordförbättringsmaterial med stor potential för flera olika tillämpningar. Det påminner om träkol och grillkol, men biokol produceras specifikt för att tillsättas i odlingsjord och har särskilda egenskaper som gör det lämpligt för att stabilisera föroreningar i jorden. Det framställs genom att organiskt avfall, exempelvis rester från skogs- och jordbruk, förbränns i en process utan syre – så kallad pyrolys.

Biokolets förmåga att binda till sig föroreningar liknar effekten hos aktivt kol, ett ämne som används bland annat för vattenrening och som behandling när människor har konsumerat vissa gifter.

Genom sin porösa struktur kan biokol också hjälpa till att hålla vatten, luft och näring i jord. Att öka markens bördighet med kol är en teknik som har använts i tusentals år världen över, till exempel genom svedjebruk.

Mer om: DDT
 
Diklordifenyltrikloretan (DDT) är ett insektsgift som introducerades 1942. Det förbjöds för över femtio år sedan, men finns fortfarande kvar i relativt höga halter i mark världen över. Ett exempel på hur det användes på 50- och 60-talen för att få bukt med skadedjur var att man doppade sticklingarna i DDT, ofta i kombination med att DDT spreds ut på marken.

DDT är ett hormonstörande miljögift som har kopplats till bland annat cancer, hjärtkärlsjukdom och fortplantningsproblem hos djur och människor. Eftersom det bryts ner mycket långsamt ackumuleras det i näringskedjan och drabbar därmed de stora rovdjuren hårdast – en grupp som också kan innefatta människan.

Mer om: EU:s markdirektiv som väntas beslutas 2025

Det finns uppskattningsvis 2,8 miljoner potentiellt förorenade områden i EU. För att ta itu med detta arv från tidigare förorenande verksamheter uppmanas medlemsstaterna i det föreslagna markdirektivet att:

• identifiera alla potentiellt förorenade områden
• kartlägga dem på ett öppet sätt i ett offentligt register
• undersöka dessa områden
• åtgärda oacceptabla risker för människors hälsa och miljön

Markdirektivets långsiktiga syfte är att uppnå god markhälsa i hela EU senast år 2050, i linje med EU:s nollvision för föroreningar. För att uppnå målen innehåller direktivet:

• en harmoniserad definition av markhälsa
• en omfattande och sammanhängande övervakningsram
• riktlinjer för hållbar markförvaltning och sanering av förorenade områden.

Källor:
https://www.naturvardsverket.se/amnesomraden/fororenade-omraden/nytt-jord–och-markdirektiv-for-europa/
https://environment.ec.europa.eu/publications/proposal-directive-soil-monitoring-and-resilience_en

För mer information, kontakta:

• Paul Drenning, postdoktoral forskare, avdelningen för geologi och geoteknik, institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik, Chalmers tekniska högskola, 031-772 50 09, paul.drenning@chalmers.se
• Jenny Norrman, biträdande professor, avdelningen för geologi och geoteknik, institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik, Chalmers tekniska högskola, 031-772 21 82, jenny.norrman@chalmers.se
• Yevheniya Volchko, docent, avdelningen för geologi och geoteknik, institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik, Chalmers tekniska högskola, 031-772 21 16, yevheniya.volchko@chalmers.se

Alla forskarna talar svenska och engelska, och Yevheniya Volchko talar även ryska och ukrainska.
På Chalmers har vi podd-studior och filmutrustning på plats och kan bistå vid förfrågningar om tv-, radio- eller podd-intervjuer.

Johanna Wilde
Presskommunikatör
031-772 2029
johanna.wilde@chalmers.se

Chalmers tekniska högskola i Göteborg forskar och utbildar inom teknik och naturvetenskap på hög internationell nivå. Universitetet har 3 100 anställda, 10 000 studenter och utbildar ingenjörer, arkitekter och sjöbefäl. Med vetenskaplig excellens som grund utvecklar Chalmers kompetens och tekniska lösningar för en hållbar värld. Genom globalt engagemang och entreprenörsanda skapar vi innovationskraft, i nära samarbete med övriga samhället. Chalmers grundades 1829 och har än idag samma motto: Avancez – framåt. — Det är tillåtet att ladda ner, sprida och använda bifogade bilder och illustrationer, om inget annat anges, för publiceringar i samband med Chalmers pressmeddelanden så länge Chalmers och fotograf/illustratör står med som upphovsperson där möjlighet ges. Det är tillåtet att beskära och justera i materialet för att anpassa format för publikation men det är ej tillåtet att omarbeta originalet på ett sådant sätt att det ändrar den ursprungliga innebörden. Materialet är avsett att användas i redaktionellt syfte. Kommersiell användning, som del i marknadsföring av varor och tjänster, är inte tillåten. Vi vill att Chalmers och våra fotografer och illustratörer namnges i samband med publicering där det är möjligt enligt följande modell: Foto: Chalmers tekniska högskola| Förnamn Efternamn Grafik/Illustration: Chalmers tekniska högskola| Förnamn Efternamn