Rust og forkullede knokler skal fjerne løsemidler fra grunnvannet

Tusenvis av grunnområder rundt i Danmark er så forurensede at det risikerer å gå ut over grunnvannet. I tillegg til sprøytemidler er den største forurensingskilden klorerte løsemidler – vanligvis fra renserier eller avfetting i for eksempel metallindustrien. De danske regionene bruker årlig 400 millioner kroner på å undersøke og rense opp i områder som er forurenset med disse skumle stoffene.

Selv små utslipp på de atskillige tusen grunnområdene hvor løsemidlene har vært brukt, er i dag en alvorlig trussel mot drikkevannsreservoarer og menneskers helse.

Problemet er at de eksisterende metodene for å fjerne klorerte løsemidler er dyre, og ikke alltid effektive. En del krever gjentatte behandlinger, og det kan dannes giftige og kreftfremkallende biprodukter.

Et nytt forskningsprosjekt vil nå prøve å rense opp Danmarks forurensede grunnområder på en effektiv, billig og miljøvennlig måte: De naturlig forekommende og ugiftige materialene beinkull (forkullede knokler) og grønn rust (jernhydroksider) skal pumpes ned i bakken, der det reagerer med forurensing i form av klorerte løsemidler.

Reaksjonen produserer en høyaktiv katalysator som forventes effektivt å bryte ned løsemidlene i forurenset jord og grunnvann.

Fra avfall til katalysator

På verdensplan er millioner av grunnområder forurenset med klorerte løsemidler, og grønn rust og knokler har vært brukt som rensemetode i blant annet USA i over 10 år, og er grundig beskrevet i vitenskapelige tidsskrifter.

Med støtte fra den danske Innovationsfonden vil forskningsprosjektet utvikle en beslektet bærekraftig, rask og billig løsning med minimal påvirkning på menneskers helse og økosystemer. Prosjektet kalles «GreenCat: Grøn katalyse og grunnvanns-remediering – fra affald til katalysator for nedbrytning av klorerte solventer». Bak tiltaket står blant annet professor Christian Bruun Hansen ved Institut for Plante- og Miljøvidenskab, Københavns Universitet (KU).

Partene bak GreenCat forventer at rensemetoden vil kunne øke antallet forurensede grunnområder som blir renset opp, og utkonkurrere mindre bærekraftige og dyrere metoder.

– Vi ser et stort potensial i GreenCat, fordi det både økonomisk og miljømessig er bedre enn de eksisterende metodene. Det kan innebære at vi kan rense flere grunnområder til fordel for hele samfunnet, sier sjefkonsulent Nina Tuxen i Region Hovedstaden.

Samfunnet vil for eksempel raskere kunne bruke tidligere forurensede grunnområder til bebyggelse og andre aktiviteter. I tillegg ligger det i sakens natur at forurensing av drikkevann reduseres, og negative effekter på menneskers helse og økosystemer begrenses.

Splitter klor-atomer

Metoden virker ifølge GreenCat-partnerne like raskt som de beste eksisterende metodene, men til en langt lavere pris og med bruk av giftfrie og naturlig forekommende ingredienser. Dessuten forventes materialet å ha en effekt som varer lengre enn de eksisterende produktene, fordi det reagerer spesifikt med klorerte løsemidler.

Rent teknisk fungerer metoden ved hjelp av en prosess som kalles «reduktiv deklorering», som kutter klor-atomer fra de klorerte løsemidlene. Det skjer ved at elektroner «pumpes» fra den grønne rusten til de klorerte løsemidlene via beinkullet.

Resultatet er ugiftig klorid i vannet og harmløse karbonforbindelser.

Artikkelen fortsetter under grafikken

Ekstern ekspert: «Veldig lovende»

Lektor Mette Martina Broholm ved Danmarks Tekniske Universitets (DTU) institutt for Vand og Miljøteknologi var med på et tidligere prosjekt sammen med KU med grønn rust til omdanning av klorerte løsemidler.

– Grønn rust viste seg ikke å være så reaktivt med de oftest forekommende klorerte løsemidlene, og det var også store utfordringer med oppskalering av produksjonen av grønn rust. I tillegg var det utfordrende å oppbevare og håndtere grønn rust i felten, siden det reagerer veldig raskt med oksygen, forteller Mette Martina Broholm.

Hun mener at det er «veldig lovende at KU har vist at beinmel kan katalysere reaksjonen, slik at de nå kan brytes ned».

– Samarbeidet med det danske katalyseselskapet Haldor Topsøe vil gjøre oppskaleringen enklere. Fordelen ved den abiotiske reaksjonen med grønn rust i forhold til stimulert bionedbrytning – som er utbredt – er at det ikke i samme grad dannes andre toksiske mellomprodukter. I forhold til null-valent jern, som brukes i dag til abiotisk reduksjon av stoffene, vil konkurranseevnen avhenge av prisen for produksjon av grønn rust og mulighetene for å håndtere den i felten, forklarer Mette Martina Broholm.

– Det er fremdeles et godt stykke igjen til en egentlig felt-applikasjon – men spennende er det, legger hun til.

Haldor Topsøe er med

Metoden er basert på forskning ved KU, Geus, og den spanske bedriften Amphos21.

Haldor Topsøe-konsernet deltar i utviklingen, og de etablerer en dansk pilotproduksjon av grønn rust og GreenCat-materialet til bruk i forsøk som utføres av ingeniørbedriften Geo og Region Hovedstaden. Regionen har i dag ansvaret for forvaltning og rensing av et stort antall forurensede grunnområder.

Til slutt vil Call (Hofor, Københavns Energi) sikre at GreenCat-materialet når ut til internasjonale interessenter som inngår i videre tester av teknologien.

Innovationsfonden støtter prosjektet med 10 av de i alt 16 millioner danske kronene (ca. 21 millioner norske) som skal brukes over fire år.

Denne artikkelen ble først publisert av Ingeniørens proff-tjeneste Water Tech, og gjøres tilgjengelig på norsk for abonnenter av TU Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale.