Stabilisering av tungmetaller i jord

Flere tonn metaller og metalloider som kobber (Cu), bly (Pb), sink (Zn) og antimon (Sb) fra ammunisjon deponeres årlig i norske skytefelt. Metallene som deponeres vil, i tillegg til mekanisk slitasje, korrodere når de utsettes for vær og vind og lekke ut i avrenningsbekker og andre resipienter. For å redusere utlekking av metaller fra forurenset jord kan jorda tilsettes stabiliseringsmidler. Stabiliseringsmidlene bidrar til at metallene blir mindre mobile gjennom utfellingsreaksjoner, økt sorpsjon eller ved at de blir innkapslet i mikroporer. Det er vist at effekten av et jordstabiliseringsmiddel er avhengig av jordtypen. Hvilke faktorer i jorda som styrer effekten av et stabiliseringsmiddel, er imidlertid uklart. I denne studien har vi testet effekten av jernhydroksid som stabiliseringsmiddel på tre forskjellige mineraljordtyper. Det ble benyttet et kommersielt tilgjengelig jernhydroksid (CFH-12) og et egenprodusert jernhydroksid som ble laget av jernpulver og kvartssand. Utlekking av Pb, Cu, Sb og Zn ble målt med standard kolonne- og ristetester. Faktorer som ble undersøkt var betydningen av jordas partikkelstørrelse, pH, jordas kjemiske sammensetning, innhold av organisk materiale og ledningsevne. Det var ingen direkte sammenheng mellom graden av utlekking og konsentrasjonen av ammunisjonsrester i jorda. Den generelle trenden var høyere utlekking av metaller fra jord med liten partikkelstørrelse (< 0,5 mm), men det var også en vesentlig utlekking fra jord med en grovere partikkelstørrelse (0,5 mm – 2 mm). Det betyr at man kan forvente vesentlig utlekking fra både grov- og finfraksjonen i forurenset jord. Den viktigste faktoren for utlekking var sannsynligvis pH i jorda. Jorda med lavest pH hadde høyest utlekking av Pb, Cu og Zn. Jorda med høy pH hadde høyest relativ utlekking av Sb i forhold til Pb, Cu og Zn. Innblanding av CFH12 i en konsentrasjon av 2 % (vektbasert) førte til en kraftig mobilisering av Pb i to av jordtypene, og en immobilisering av Sb i alle tre jordtyper. Dette produktet var surt (pH ~4,5) og førte til en redusert pH i jordvæsken. Redusert pH øker den positive ladningstettheten på partikkeloverflater i jorda. Det vil føre til økt adsorpsjon av Sb og økt mobilisering av Pb på grunn av frastøtingseffekter. I tillegg vil redusert pH øke løseligheten til oksidasjonsprodukter av Pb. Ved å blande det sure jernhydroksidet sammen med 2 % kalk inn i jorda for å balansere pH fikk man oppretthold immobiliseringen av Sb uten å øke utlekkingen av Pb. Tilsetting av kalk alene for å øke pH i jorda hadde en liten stabiliserende effekt på Pb- og Cu-utlekkingen, og ingen effekt på Sb-utlekkingen. Det egenproduserte jernhydroksidet reduserte også utlekkingen av Pb, Cu og Sb i de testede jordtypene. Dette produktet var ikke surt og trengte ikke ekstra innblanding av kalk. Resultatene viser at det kan anbefales å blande inn et stabiliseringsmiddel som jernhydroksider til metallforurenset jord for å redusere utlekkingspotensialet av tungmetaller og halvmetaller. Dette kan redusere spredningen av forurensingene ut i miljøet fra et skytefelt og redusere kostnadene for deponering av forurenset jord som skal avhendes. Effekten av innblandingen bør imidlertid testes med riste- eller kolonnetest på laben slik at man ikke risikerer en uønsket økt utlekking og unødvendige følgekostnader.