Analytisch chemici Gabriela Castro Varela en Alexandros Asimakopoulos jagen op giftige en ongereguleerde chemische stoffen in het rioolslib dat een bijproduct is van de waterzuiveringsinstallaties van de gemeente Trondheim.

Varela is een postdoctoraal onderzoeker en Asimakopoulos is universitair hoofddocent bij de afdeling Scheikunde van NTNU. Hun doel is om het slib op een veilige en duurzame manier te kunnen hergebruiken.

De natuurlijke hulpbronnen van de wereld staan ​​onder steeds grotere druk, waardoor het des te belangrijker is om ze efficiënter te recyclen. Hergebruik van het afval is echter een uitdaging vanwege de gevaarlijke stoffen die het bevat.

De duurzame ontwikkelingsdoelstelling nummer 12 van de VN benadrukt ook de noodzaak van een effectieve omgang met afval en chemicaliën.

Uitdagend, maar veel te winnen

Onderzoekers observeren het probleem in het bijzonder bij twee soorten afval:rioolslib en kunststoffen uit elektronisch afval, of e-waste. Deze twee afvalbronnen bevatten een enorm potentieel voor hergebruik van nutriënten, groene energie en vervanging van grondstoffen.

De uitdaging ligt in de niveaus van gevaarlijke stoffen, waarvan vele niet gereguleerd, in deze afvalbronnen.

• Het gebruik van onbehandeld zuiveringsslib als meststof is moeilijk omdat mens en dier kunnen worden aangetast door de giftige stoffen die in het zuiveringsslib aanwezig zijn. Ze kunnen worden ingenomen via voedsel- en waterbronnen die worden beïnvloed door landbouwafval.
• Het recyclen van plastic uit e-waste is moeilijk vanwege de mogelijkheid om gevaarlijke stoffen opnieuw in het milieu te brengen en de milieu-emissies tijdens het recyclingproces.

Het SLUDGEFFECT-project heeft tot doel giftige chemicaliën uit het slib te identificeren en te verwijderen, zodat het op verschillende manieren kan worden hergebruikt, zoals voor kunstmest.

Microplastics en chemische stoffen

Slib is het bijproduct dat overblijft nadat het afvalwater door de zuiveringsinstallaties is gestroomd. Het bevat sporen van wat mensen hebben gegeten en gedronken, wasmiddelen en al het andere dat huishoudens en de industrie via het riool afvoeren.

Dit slib bevat allerlei additieven - gereguleerd en ongereguleerd, giftig en niet-toxisch - maar wat voor soort of hoeveel gif ze bevatten, is nog relatief onbekend.

Giftige stoffen

• Veel van de chemische stoffen in slib zijn gevaarlijk omdat ze de lichaamsvetten (lipiden) nabootsen. Het lichaam kan ze dus niet uitscheiden omdat het de stoffen als natuurlijk waarneemt.
• PFAS - een afkorting voor per- en polyfluoralkylstoffen - zijn bijzonder problematische stoffen. Deze chemicaliën hebben unieke water- en vetafstotende eigenschappen en worden gebruikt in de grootschalige industrie. Ze mogen niet opnieuw in de natuur worden geïntroduceerd via slibbiomest.

PFAS, benzofenonen en soortgelijke derivaten behoren tot de stoffen in slib, evenals giftige metalen en microplastics.

"Wat we wel weten, is dat veel van het slib naast de chemische stoffen ook microplastics bevat die zeer schadelijk voor ons kunnen zijn als ze in de bodem terechtkomen. En we tasten in het duister over wat erin zit", zegt Asimakopoulos. .

Varela is dé expert op het gebied van analyses. Ze ontvangt slibmonsters van alle waterzuiveringsinstallaties die bij het project betrokken zijn. Deze monsters worden geanalyseerd om te bepalen welke stoffen ze bevatten, met de nadruk op niet-gereguleerde giftige additieven of op stoffen die we niet kennen.

Om verschillende redenen komen de chemicaliën die in de consumenteninformatie worden vermeld niet altijd overeen met hun werkelijke inhoud.

Extreem belangrijk om te weten

Zodra de giftige verbindingen zijn geïdentificeerd, moeten de onderzoekers een manier vinden om ze te verwijderen. Een oplossing die wordt onderzocht, is het gebruik van pyrolyse voor de thermische behandeling van het slib. Pyrolyse is een verbrandingstechniek die in zuurstofvrije omstandigheden bij 700 °C tot 900 °C verbrandt. Dit is dezelfde methode als bij het maken van steenkool, en het restafval resulteert eveneens in kleine klontjes die koolzuurhoudend biologisch afval bevatten.

Varela legt uit:"We analyseren de resulterende materie in een massaspectrometer, zodat we kunnen zien hoeveel van de giftige chemische stoffen al dan niet verdwenen zijn. Soms maakt pyrolyse een giftige stof zelfs nog schadelijker voor het milieu, wat kan gebeuren wanneer we niet weten om welke stoffen het gaat. Het bepalen hiervan is van groot belang voordat het slib weer in natuurlijke systemen wordt geïntroduceerd."

De aarde moet worden aangevuld

In Duitsland en elders in Europa wordt het meeste slib van zuiveringsinstallaties behandeld en verbrand. Maar puur slib dat is gesteriliseerd zit vol voedingsstoffen die nodig zijn voor de landbouw.

"Om het slib te gebruiken, moeten we er zeker van zijn dat het vrij is van gevaarlijke chemische stoffen", zegt Hans Peter Arp, de technisch expert van het Noorse Geotechnisch Instituut (NGI) en NTNU die het project leidt.

"We willen kijken wat we kunnen bereiken met pyrolyse en broncontrole in Noorwegen, want hergebruik is belangrijk voor duurzaamheid en goed voor de bodem", zegt Arp. "Het is dus belangrijk om uit te zoeken wat er allemaal mogelijk is en hoe we het financieel rendabel en duurzaam kunnen maken." + Verder verkennen

Geneesmiddelenresten in zuiveringsslib en rundermest hebben niet het gevreesde effect