Årlig bruker norsk landbruk 8000 tonn fosfor i form av kunstgjødsel. Fosfor er nemlig en forutsetning for å kunne brødfø en voksende verdensbefolkning. Både planter og dyr trenger fosfor for å kunne vokse.

Reservene tømmes

Problemet er bare at fosforreservene – det vil si de som finnes i kunstgjødsel – er i ferd med å tømmes.

– Begrenset tilgang på kunstgjødsel og behov for mer effektiv planteproduksjon betyr at vi får en økt konkurranse om disse ressursene i fremtiden, sier Arve Heistad, førsteamanuensis ved NMBU. 

Det er dette forskerne på Ås ønsker å finne en løsning på. Det meste av fosforet vi spiser, skilles nemlig ut gjennom avføring og urin, som samles opp i avløpssystemene og renses i renseanlegg før det slippes ut i vann og hav. Selv etter rensing er det igjen en hel del fosfor, som slippes ut og i neste omgang blant annet fører til uheldig algevekst.

Så hvorfor ikke prøve å gjenvinne dette fosforet?

Mye fosfor i norsk jord

Det viser seg at fosforinnholdet i norsk jord mange steder er ekstremt høyt. Særlig der det har vært mye husdyrhold.

Generelt er norsk jord sur. Mange andre land i Europa har en mer basisk jord med mye kalk i. Norge har mye jern og aluminium i jorda som binder fosforet. Dette forsterkes når jorda tilføres avløpsslam fra renseanlegg som benytter jern og aluminium.

Ved NMBU har forskere innen vannteknologi i flere år jobbet med å finne nye kilder til fosfor, og de har blant annet sett på hvordan vi kan hente fosfor ut fra kloakk. I slammet etter rensing av kloakkvann ligger fosforet forskerne ønsker å få tak i.

I de kommunale kloakkrenseanleggene renses kloakken ved å tilsette kjemikalier, blant annet aluminium eller jern. Fosfor blir da bundet til metallene og skilles ut som slam. Dette slammet tilbakeføres til jordbruksarealet. Dermed får vi tilbakeført fosfor. 

Men forskningen har vist at dette fosforet er så sterkt bundet til kjemikaliene at plantene ikke klarer å utnytte det.

Polymerer

Doktorgradsstipendiat Lelum Manamperuma har derfor sett på måter å rense avløpsvannet på, med mindre bruk av kjemikalier. Han mener bruk av polymerer i avløpsrensingen er løsningen for å skape et bedre slam fra de store, kommunale renseanleggene.

Polymerer er ganske forskjellige fra andre stoffer på den måten at de er bygd opp av mindre molekyler som er hektet sammen i lange kjeder.

De fleste polymerer er organiske, men det finnes også uorganiske, som plast og glass. Andre kjente polymerer er DNA, cellulose og proteiner.

Studentenes avløpsvann

– For å få tak på det viktige fosforet, har jeg gjort forsøk med å tilsette ulike typer av polymerer. Polymerer griper tak i fosforet, og kan dermed bidra til at bruken av jern og aluminium kan reduseres. Vi kan altså fjerne fosfor fra avløpsvannet uten å ødelegge plantenes mulighet til å utnytte det, sier Manamperuma.

Han har testet flere typer og ulike mengder av polymerer i avløpsvann fra bebyggelse rundt Campus Ås, blant annet fra studentboliger i området.

Fosforinnholdet i kloakkslam er i overkant av 3000 tonn. Mesteparten av dette er å finne i de kommunale avløpsrenseanleggene. Hensikten med arbeidet er å få til så gode renseanlegg som mulig, der slammet utnyttes maksimalt.

God plantevekst

I disse dager tester Manamperuma avløpsvann tilsatt ulike typer polymerer på korn.

Han er på jakt etter den optimale dose med polymerer, i kombinasjon med jern og aluminium.  Nå er forsøkene, som foregår i veksthus, 14 dager gamle. De skal stå i noen uker til.

– Det ser ut til at vi kan oppnå samme renseevne på de ulike blandingene med redusert bruk av jern og aluminium, samtidig som vi får bedre vekst. Det ser også ut til at vi får bedre kvalitet på plantene der polymerer erstatter jern og aluminium. Dette lover godt med tanke på at vi ønsker å tilbakeføre fosfor fra slam fra de store kommunale renseanleggene så effektivt som mulig, sier Manamperumas.

En mangelvare

Førsteamanuensis Arve Heistad har stor tro på bedre utnyttelse av avløpsvann.

Nitti prosent av all den gjenværende fosforen som brukes i kunstgjødsel i verden, kontrolleres av bare fem ulike land, og det finnes ingen erstatning for fosfor i matproduksjon. 

– Mer effektiv gjenvinning av fosfor fra avløpsvann og tilbakeføring til dyrket mark er derfor et viktig bidrag for å unngå en fremtidig matvarekrise, sier Heistad.