Industriavfall kan hjälpa till att sanera förorenad mark

Tidigare industriområden kan innehålla metaller som riskerar att spridas till mark och vatten. Sanering av dessa områden medför ofta betydande kostnader och kräver transport av stora mängder förorenad jord. Forskare vid Luleå tekniska universitet har undersökt hur restprodukter från andra branscher kan användas för att binda föroreningar i marken, vilket potentiellt skulle göra det möjligt att återanvända den behandlade jorden på ett säkert sätt.

– I stället för att alltid gräva upp och transportera bort förorenad jord kan vi i vissa fall behandla den på plats. Samtidigt kan vi utnyttja material som annars skulle betraktas som avfall, säger Sepideh Gholizadeh Khasevani, som genomförde forskningen som doktorand i avfallsteknik vid Luleå tekniska universitet.

Aska och slagg kan ersätta cement

I avhandlingen "Stabilization/Solidification of Metal-Contaminated Soil Using Residue-Based Binders: From Laboratory Performance to Field Applicability" undersöker hon hur förorenad jord kan behandlas med hjälp av restprodukter från energi- och stålindustrin.

Metoden går ut på att blanda in aska och slagg i jorden. När blandningen stelnar får den behandlade jorden mekanisk hållfasthet samtidigt som metallerna immobiliseras, vilket gör det svårare för dem att spridas via vatten.

I forskningen används förorenad jord från Näsudden-området i norra Sverige. Resultaten visar att en stor del av cementen kan ersättas med bioaska och att helt cementfria blandningar med bioaska och malen granulerad masugnsslagg kan uppnå god mekanisk hållfasthet och hållbarhet.

– Genom att använda industriavfall istället för cement kan vi minska behovet av nya råvaror samtidigt som vi utvecklar nya sätt att behandla förorenad jord, säger Sepideh Gholizadeh Khasevani.

Olika metaller kräver olika behandling

En viktig slutsats är att samma metod inte fungerar lika bra för alla föroreningar. Vissa metaller, däribland zink och kadmium, kunde immobiliseras effektivt, medan andra, såsom koppar och arsenik, visade sig vara svårare att kontrollera under vissa kemiska förhållanden.

Forskarna undersökte därför även hur aktivt kol kunde förbättra reningsresultatet, framför allt genom att minska halten av löst organiskt kol och begränsa utsläppet av koppar och nickel. Resultaten visar att saneringsmetoderna måste anpassas efter de föroreningar som förekommer och jordens kemiska egenskaper.

– Det är viktigt att förstå hur olika metaller reagerar. En reningsmetod som fungerar bra för en förorening behöver inte vara lika effektiv för en annan, säger hon.

Kan minska transportbehovet

Forskningen omfattar även en demonstration i pilotskala med cirka 100 ton förorenad jord, tillsammans med långsiktiga laboratorietester och fältövervakning. Detta är viktigt eftersom det behandlade materialet måste förbli stabilt när det utsätts för nederbörd och andra miljöförhållanden.

Om förorenad jord kan behandlas på plats skulle behovet av att transportera stora mängder jord till deponi kunna minskas. Samtidigt skulle industriella restprodukter kunna få nya användningsområden.

– Målet är att utveckla metoder som gör det möjligt att hantera förorenad jord på ett säkert sätt och samtidigt använda samhällets resurser mer effektivt, säger Sepideh Gholizadeh Khasevani.