T o r v f a k t a
Torvfakta ges ut av Stiftelsen Svensk Torvforskning (SST), Box 61,743 22 Storvreta, Tel 018-31 46 90,Fax 018-31 47 66

Miljökonsekvenser

Torvaska i kretslopp


Pirkka-Tapio Tammela, Dag Fredriksson och Lars-Erik Larsson

Stiftelsen Svensk Torvforskning (SST) redovisar i ett antal faktablad sammanställningar med data kring våra torvtillgångar - utnyttjande och miljökonsekvenser. Föreliggande faktablad behandlar främst torvaskans kemiska sammansättning och jämför den med trädbränsle- och kolaska.


Fig 1. Genomskärning av en svensk torvmark.

Bakgrund

Den ökande användningen av biobränsle har medfört att allt större askdeponier skapats och att ordinarie avfallsanläggningar får ett tillskott av aska. Det finns ett stort intresse av att kunna införliva dessa askor i ett naturligt kretslopp. Relativt stora insatser i detta syfte har då gjorts vad gäller trädbränsleaskor. Dock har det funnits motstånd mot att på samma sätt återföra askor från torvbränslen till naturen. En anledning till detta kan vara att torvaskans sammansättning anses mindre lämplig, då torv på grund av sin stora jonbyteskapacitet, kan anrika t.ex. metaller i vissa områden med mineraliseringar i berggrunden.
För att belysa ovanstående frågeställningar har Stiftelsen Svensk Torvforskning (SST) beslutat ge ut föreliggande faktablad om torvaskor och dess roll i det naturliga kretsloppet.

Torvmarken - en del av landskapet

Anledning till uppkomst av en torvmark är främst den goda tillgången på ytligt grundvatten. Sådana markområden koloniseras av växtarter/-samhällen som kan leva under våta förhållanden. När syret i vattnet förbrukas sker en ofullständig nedbrytning av det organiska materialet och dessa växtrester bildar successivt ett allt tjockare torvlager. Fig. 1 ovan visar en genomskärning genom en svensk torvmark och dess typiska läge i terrängen, samt hur olika växter under olika tidsperioder avsatt olika typer av torv med varierande grad av förmultning - humifiering.
Torvmarken har under sin uppbyggnadstid samlat på sig stora mängder biomassa, alltså ofullständigt nedbrutna växtdelar, det vi kallar torv. Denna biomassas kemiska sammansättning beror på flera faktorer. Den lagrade växtmassan kan vara allt från några tusen år till ett år gammalt och ackumulerats under mycket varierande yttre förhållanden. För att växterna alls skall frodas behövs förutom vatten också näring. Näringen tillförs växterna genom det översilnings- eller grundvatten som kommer från omgivande berg- och jordarter och har således likartad kemisk sammansättning. Tillgången på näringsämnen i det tillrinnande vattnet eller i nederbörden är avgörande för vilken typ av växtsamhälle och torvmark som utbildas. Andra viktiga parametrar för torvbildningen är, geografiskt läge, nederbördens storlek, temperaturförhållanden etc.
Torvmarkens kemiska sammansättning, innehållet av spår- och näringsämnen återspeglar således de naturliga förhållanden som råder på växtplatsen och i dess omgivning. Stor betydelse har om torvmarken är försörjd av nederbörd (mossar, vitmosstorv) och i vilken mån den är påverkad av vattnet som rinner ifrån omgivande mineraljord (kärr, starrtorv). Mossarna har många gånger i tidigare utvecklingsskeden genomgått kärrstadier som sålunda avspeglar sig i de avsatta torvslagen.

Tabell 1. Näringstillgång och reaktion hos olika torvslag i % av torrsubstans, enligt Kivinen 1948.

Torvslag Aska (%) N (%) CaO (%) P2O3 (%) pH C/N
S 3,7 1,2 0,5 0,8 3,6 36,9
CS 7,8 1,8 0,7 1,3 4,2 25,1
SC 8,1 2,1 0,7 1,4 4,7 22,6
eutr SC 9,7 2,3 1,2 1,3 5,0 22,5
C 8,8 2,3 1,0 1,5 5,0 19,0
BC 10,1 2,2 1,9 1,6 5,7 16,7

S=Sphagnum, vitmosstorv; C=Carex, starrtorv; B=Bryales, brunmosstorv; eutr=eutrofisk, näringsrik

Askans sammansättning

I likhet med restprodukter från andra bränslen så är askmängder och sammansättning också från torvförbränning beroende av tre faktorer, som var för sig är påverkbara.

* Förbränningsteknik
* Rökgasreningsutrustning
* Bränslets egenskaper och sammansättning

Den aska som bildas vid förbränning av fasta bränslen består i huvudsak av två typer, flygaska och bottenaska. Huvuddelen är flygaska, särskilt vid förbränning i fluidicerande bädd och vid pulvereldning. Flygaskan är vanligen mycket finkornig, men kan vid förbränning i fluidicerande bädd även innehålla nedslitna rester av den sand som används som bäddmaterial. Vid rosteldning däremot bildas mest bottenaska, som ofta liknar slagg med större förglasade partiklar. Bottenaskan innehåller också ofta relativt höga halter av oförbrännt material. Vid kalktillsats kommer inte bara mängden aska att öka utan sammansättningen ändras också då mängden gips (kalciumsulfat) ökar. Dessutom kommer de ämnen och spårmetaller som finns i kalken att tillföras askan.
Egenskaper och sammansättning hos den andel av restprodukterna som härrör från torvbränslet styrs som tidigare nämnts av valet av torvmark från vilken torven kommer. Torvmarker med förhöjda halter av t.ex. metaller sorteras vanligen bort redan vid miljöprövningen av täktärendet. Denna del av torvaskan kan sägas bestå av tre från varandra skilda delar med olika ursprung. En del kommer från själva växtsubstansen dvs näringsämnen och spårmetaller. Vidare finns i bland i torvaska sekundära utfällningar bestående av t.ex bleke (kalciumkarbonat), siderit (järnkarbonat), vivianit (järnfosfat), limonit/myrmalm (järnhydroxid), gips, sulfider etc. Den tredje delen i asksubstansen består av inslammat och inblåst jordmaterial, vilket innebär att den till sin uppbyggnad består av vanliga bergartsbildande mineral som kvarts, fältspater, plagioklas, glimmer etc samt av lermineraler.

Principiella synpunkter vid användning av askor i kretslopp

Naturvårdsverket (NV) har som ett led i diskussionen om återföring av olika askor till skogsmarken gett ut "Temafakta - Biobränsleaska i kretslopp" juni 1994, i vilket ges ett exempel på innehåll av tungmetaller i trädaskor från förbränning. Dessa värden återges i tabell 2. Tabellen har kompletterats med motsvarande värden för torv och kol.
Som bakgrund till en diskussion om askåterföring anförs följande principiella synpunkter i SNVs Temafakta.

Aska från förbränning av biobränslen bör betraktas som en resurs. Genom askanvändning skapas uthållig användning av förnybara naturresurser, näringsämnen recirculeras och mängden aska som annars borde deponeras kan minskas.

Härvid diskuteras endast översiktligt på vilka marker och i vilken omfattning aska kan spridas. Kommande försöksverksamhet får utvisa hur askan kan användas, i vilka typer av skogsbestånd och i vilka givor.
Aska från förbränning av skogsbränsle bör återföras till skogsmark för att motverka att marken utarmas. I första hand bör aska användas på skogsmark som förlorat näringsämnen genom avverkning och/eller utlakning till följd av surt nedfall.

Skogsbränsleaska med åtminstone en begränsad inblandning av torvaska bör kunna användas under förutsättning att tungmetallhalterna håller sig på acceptabel nivå. Förutsättningen är att innehållet av näringsämnen och föroreningar bör vara känt i aska som sprids.

Försöksverksamhet där man använder askan under kontrollerade former efterlyses och utveckling av system för produktkontroll förutses.

Vad som förts bort får återföras. Detta innebär att aska får spridas på marker där skog eller energigrödor avverkats. Det får dock inte ske någon nettotillförsel av metaller på lång sikt. Odlad åkermark eller potentiellt odlingsbar mark skall hållas i sådant skick att långsiktig livsmedelproduktion är möjligt.

Tabell 2. Tungmetallhalter i askor från förbränning av träd, torv och kol.

  Trädbränsleaska Torvaska Kolaska
(g/ton) Litteraturdata* Sv anläggningar*1) Litteraturdata** Sv anläggningar*** Bottenaska**** Flygaska****
As 0,2-60 2-100 2-200 2-440 1,0-250 2,3-1700
Cd 0,4-40 <1-30 0,05-8 <0,05-8,7 0,01-<250 0,01-250
Cr 15-250 42 15-250 <5-200 3,4-270 3,6-7400
Cu 15-300 25-600 20-400 5,7-650 0,01-720 30-3000
Hg 0,02-1 0,001-1 0,001-1 0,001-2 <0,01-2 <0,01-80
Ni 20-250 - 15-200 <5-700 10-700 1,8-800
Pb 15-1000 <25-500 5-150 <5-970 1,0-250 3,1-1800
Zn 15-10000 70-5300 10-600 6-2600 <8,0-1800 14-13000
V 10-120 <100 5-250 <5-590 <24-300 20-1200

*SNV Temafakta juni 1994; **Omarbetat efter THM 1985; ***STEV 1985:2, Värmeforsk 439:1992, SST enkät 1994
****Kol-Hälsa-Miljö 1983; 1)Extremvärden har uteslutits.

Hittills har restriktioner för tillåtna metallhalter i jordbruksmark utretts för rötslam.

För mark med höga bakgrundshalter, naturliga eller till följd av tidigare belastning, kan förbud mot askåterföring komma att gälla.

Två villkor måste vara uppfyllda enligt riktlinjerna om användning av askor:
-askan bör spridas på marker där skog har avverkats, högst motsvarande skördeuttaget
-tillförseln av metaller får inte vara så stor att det skadar markbiologiska processer.

I tabellen nedan anges högsta acceptabla tillförsel av tungmetaller med vedaska till produktiv skogsmark (mårskikt ³5 cm). För samtliga ämnen utom koppar och zink har använts en säkerhetsfaktor 2. Värdena avser total tillförsel av respektive metall med biobränsleaska och andra gödsling- och kalkningsmedel under en hel skogsgeneration, ca 100 år.

Tabell 3. Högsta acceptabla tillförsel av vissa tungmetaller med trädbränsleaska till produktiv skogsmark enligt SNV 1994.

(g/ha) Norra Sverige >64ºN Mellersta Sverige 60-64ºN Södra Sverige <64ºN Kritisk faktor**
As (20-30)* (40-70)* (50-120)* >3?
Cd 30 50 100 5
Cr 300 400 1000 >10
Cu 500 600 1200 3
Hg 3 5 10 3
Ni (150)* (300)* (500)* 5
Pb 500 1000 2500 3
Zn 8000 12000 20000 5
V (50-100)* (100-200)* (200-300)* 3

*Preliminära värden baserade på begränsat underlag
**Kritisk faktor är kvoten av den lägsta effektnivån enligt dagens kunskap och bakgrundshalten av respektive metall i marken

Aska som gödselmedel

Kalkverkan hos torvaska är något lägre än hos vedaska. För att uppnå den önskade pH-nivån vid grundkalkning behövs 10-15 ton torvaska/ha. Med så stora mängder aska kan tillförseln av spårelement bli oacceptabelt stor. För underhållskalkning på t.ex. åkerjord skulle givor i stroleksordningen 1-2 ton torvaska/ha ge avsedd effekt. Gödselverkan fås främst av kväve (N), fosfor (P) och kalium (K). En askgiva på 1 ton torvaska/ha tillför 1.5-25 kg P och 10-60 kg K medan N ej ingår i askan. P och K är troligtvis mindre tillgängliga i askan än i handelsgödsel (STEV 1985:2). Användning av aska på åkerjord blir troligen inte speciellt vanlig i Sverige.
För skogsproduktion på torvmark är 20-40 kg P/ha och 40-80 kg K/ha normala gödselgivor, vilket på lämpliga markområden kan ge en tillväxtökning på 2-4 m3/ha, år under 10-20 års tid. Utöver dessa nyttiga element innehåller torvaska de flesta andra element i periodiska systemet varav önskvärda tillskott är mangan, zink, koppar, molybden, bor och selen medan den också kan innehålla exempelvis bly (Pb), kadmium (Cd), kvicksilver (Hg) och arsenik (As) som är mindre önskvärda (STEV 1985:2).

Diskussion

I allt hållbart/långsiktigt utnyttjande av natur och råvaror bör eftersträvas att ämnen och material kan ingå i naturliga kretslopp. Detta kretslopp bör vara så kort som möjligt. Anledningen är bl..a. att man vill undvika störningar i den naturliga ekologiska balans som vi alla till slut är beroende av. Det ovan sagda har varit ett tungt vägande skäl i det utvecklingsarbete som syftat till återföring av trädbränsleaska till skogsmark. Man har härvidlag sökt nyttiggöra askans positiva egenskaper (näringsämnen och kalkverkan) och minimera dess negativa egenskaper (anrikning av tungmetaller). Vad gäller torvaska torde inte kvalitetsaspekter behöva förhindra återföring till skogsmark.

Träd- och torvaska innehåller alla väsentliga näringsämnen utom kväve. Främst är det kalium och fosfor som askan kan ersätta. Största delen av bränslekvävet avgår som kvävgas vid förbränning utan att belasta miljön. Behovet av askåterföring/skogsgödsling är särskilt stor i södra och mellersta Sverige, där marken utarmas på näringsämnen genom avverkning. Delar av (södra och mellersta) Sverige belastas av ett stort nedfall av försurande ämnen, vilket kan motivera en tillförsel av aska eftersom den har en kalkningseffekt.

Askans näringsinnehåll är mycket växlande men låg för de flesta ämnen. Därför kan den nödvändiga mängden vara stor och kvantiteten svår att beräkna. För att kompensera näringsbortfall för biomassauttag krävs givor på 1-2 ton/ha medan kompensationen av försurningseffekter kan kräva större givor. Askans innehåll av tungmetaller begränsar ofta i praktiken hur mycket aska som kan återföras och på vilka marker. För att undvika chockeffekter p.g.a. askans höga pH (> 10) och tungmetallhalter bör askan granuleras och anpassas till den önskade upplösningstiden. Därigenom kan askans tungmetaller som har sitt ursprung biomassan återföras till marken.
En upplösningstid på 10-30 år motsvarar förmultningstiden för avverkningsrester.

Trädaska har en avsevärd kalkverkan. Kalkverkan är mindre hos torv- än hos trädaska. Koncentrationen av de basiska ämnena blir lägre beroende på inblandning av jord- och stenmaterial i torvaskan.

Torvaska kan innehålla ungefär lika mycket fosfor som trädaska medan kalium- och kalciuminnehållet oftast är lägre.

Torv- och trädaskans tungmetallinnehåll kan som tidigare nämnts begränsa dess användbarhet. Kadmiuminnehållet anges ofta vara den kritiska faktorn för både torv- och trädaskor. Kadmiumkoncentrationen varierar både i träd- och torvaskor, men ofta är variationen större inom samma bränsleslag än mellan olika bränslen. Det finns många torvaskor som har lägre koncentrationer än trädaskor.

Mineralämnena föreligger oftast i en mer svårlöslig form i torv- än i trädaska och lakas därför inte lika lätt ut. Svårlösligheten är en nackdel när det gäller gödsling av åkermark däremot är det fördelaktigt i skogsgödsling. Växternas upptag av tungmetaller blir lägre om torvaska änvänds i stället för trädaska.

Det mest lämpade användningsområdet för torvaskor torde vara i skogsbruket där aska som gödselmedel åtminstone på dränerade torvmarker skulle fylla ett stort behov. Här är behovet av mikro-/makronäringsämnen stort och kvävebehovet litet. Vid skogsgödsling anses en viss svårlöslighet av fosfor och kalium i aska vara en positiv faktor så att gödslingseffekt kan förlängas genom att utlakning av stora mängder undviks.

Den näringsekologiska skillnaden mellan torv- och vedaska verkar inte vara stor, sannolikt är de båda askslagen utbytbara.

Ur skogsekologisk synpunkt är det ett bättre utnyttjande av produktionsmedlen att gödsla med aska än att deponera den i stora mängder i särskilda avfallsplatser.

Det vore olyckligt om försöksverksamheten med askgödsling enbart skulle omfatta trädaskor. Det finns både torv- och blandaskor vilka lokalt skulle uppfylla kraven för väl balanserad återföring av spår- och mineralämnen till skogs- och torvmarker enligt Naturvårdsverkets direktiv och rekommendationer. Innehållet av näringsämnen och tungmetaller i aska från regionalt producerade skogsbränslen kan användas som referens för att kunna bedöma om askan är näringsrik eller om tungmetallhalten är normal. Eftersom en sådan försöksverksamhet och utvärdering tar tid, skulle det vara angeläget att kunna komma igång förutsättningslöst och snarast möjligt.

Sammanfattning

* Torvaskans kemiska sammansättning är påfallande lik den från trädbränsleaska.

* Tillståndsprövningen inför torvtäkt klargör eventuella metallkoncentrationer.

* Torvaska har liksom trädbränsleaska en kalkningseffekt och återföring kan bidra till att förbättra balansen i främst skogsmarken.

* Merparten av torvaskans kemiska innehåll kommer ursprungligen från omgivande fastmarker vid torvtäkten.

Litteraturförteckning:

Biobränslen för framtiden, Slutbetänkande av biobränslekommissionen, SOU 1992:90 och bilaga 1992:91
Biobränsleaska i kretslopp, SNV Temafakta, Mark och Grundvatten, juni 1994.
Burvall, J et.al., Undersökning av kemisk sammansättning och kornstorleksfördelning i torvaskor från kommersiell förbränning.,Värmeforsk, Bränsleteknik 439, 1992.
Ericsson, S-O., et al., Aska i skogen, Södra Skogsägarna och Vattenfall januari 1994.
Eriksson, J., Karaktärisering av vedaska, Vattenfall U (B) 1992/48.
Förbränning av torvbränslen, Statens Energiverk 1985:2.
Holmen, H., Torvaska som gödselmedel i skogsbruket FBA-85/14, Statens Energiverk 1985.
Kivinen, E., Suotiede, 1948.
Kol-Hälsa-Miljö, Slutrapport, Underlagsdel 1, april 1983.
Lundborg, A., Skogsbränsle, aska och ekologi, Vattenfall FUD-nr 1994/6.
Nilsson, J., Timm, B., Miljöeffekter av ved- och torvförbränning, SNV PM 1708, 1983.
PS till Torv-Hälsa-Miljö rapporten, Sammanställning av mätresultaten. Statens Energiverk 1985.
SST, enkät 1994.

Torvfakta

Till första sidan