På E16 Sandvika-Skaret etableres nå Norges første fullskala renseanlegg for nitrogenavrenning fra sprengstein.
– Hensikten med nitrogenrenseanlegget er å rense avrenningsvann fra sprengsteinsfyllingen for å redusere utslipp av nitrogen til nærliggende vassdrag, sier Ida Viddal Vartdal, ytre miljø-koordinator i Statens vegvesen.
– Formålet med å etablere rensetrinnet for nitrogenavrenning er også å innfri kravene fra Statsforvalteren i utslippstillatelsen, samtidig som vi vil bidra med økt kunnskap om nitrogenrensing. Vi jobber for å finne gode rensetiltak, i vårt tilfelle et renseanlegg. Kunnskapen fra prosjektet er overførbar til infrastrukturprosjekter som har utfordring med nitrogenavrenning, forklarer Vartdal.
Statens vegvesen er oppdragsgiver for prosjektet som utføres i tett samarbeid med Norsk institutt for bioøkonomi (NIBIO).
Utslipp av nitrogen er en kjent «trussel» for vannmiljøer
E16 Bjørum-Skaret prosjektet pågår tett inntil to store vassdrag, Holsfjorden (drikkevannsforsyning til store områder rundt Oslo) og Sandvikavassdraget med tre-fire mindre sideelver/bekker, alle er vassdrag i områder med store naturverdier og stor fiskebestand. Nitrogen brukes i kunstgjødsel og er et nødvendig næringsstoff planter og organismer trenger for å vokse. Men avrenning av nitrogen fra blant annet sprengsteinsfyllinger kan gi kraftig overgjødsling og føre til uønsket oppblomstring av alger og andre negative økologiske effekter i vann og vassdrag.
Hittil har det ikke vært utført mange undersøkelser av korte og langvarige effekter av biologi i innsjøer og tjern som direkte følge av tilførsel av nitrogen. Hvordan går det egentlig med fisken og med plantene i vann som får tilført nitrogen som følge av anleggsvirksomhet? Vil det føre til endringer for artsmangfoldet og for lokale økosystemer? Den faktiske effekten av økte tilførsler av nitrogen i innsjøer og brakkvann finnes det hittil lite kunnskap om.
– Undersøkelser av plankton, alger, bunndyr og fisk før- under og etter anleggsfasen kan gi oss mer sikker kunnskap om hvilke effekter og eventuelle negative effekter som kan skje som følge av utslipp av nitrogen, påpeker Vartdal.
Norges første nitrogenrensefilter av sitt slag
Nitrogenrenseanlegget befinner seg ved en stor sprengsteinsfylling i Nordlandsdalen ved Sollihøgda på delstrekningen Bjørum-Skaret. Fyllingen er ved den nye Sollihøgdatunnelen (3,4 km. lang) hvor tunneldrivingen er i full gang. Massene som hentes ut fra tunneldrivingen fraktes til sprengsteinsfyllingen hvor renseanlegget er anlagt. Stein fra sprengning har med seg restnitrogen fra sprengstoffet. I Sprengstein fra tunnelen kan denne konsentrasjonen være opp til tre ganger høyere enn i stein som er sprengt i dagsonen. Anleggsvann fra tunneldrivingen inneholder også store mengder nitrogen.
Bildet: Dronefoto av nitrogenrenseanlegget i Nordlandsdalen. (Foto: Statens vegvesen)
Naturlig filter som filtrerer vekk nitrogenet
Sprengstoffet som brukes for tunnelutbygging er pumpbar emulsjon, der en del består av nitrogenforbindelsen ammoniumnitrat, og 3-15 prosent består av natriumnitrat.
– Nitrogeninnholdet i emulsjonen er på 26 prosent, og mellom 10 og 20 prosent kan forbli uoksidert etter at sprengstoffet er avfyrt. Det betyr at det svært næringsrike stoffet senere kan vaskes ut fra massene nå steinen legges i fyllinger eller med anleggsvann fra tunnelen, sier Roger Roseth, seniorforsker ved NIBIO. Ifølge Roseth, kan det teoretisk sett renne av mellom 21 og 64 tonn nitrogen fra en million kubikkmeter tunnelstein.
– Med mange store byggeprosjekter rundt Oslofjorden, vil slik avrenning kunne bidra til vesentlig algeoppblomstring i fjorden sammen med kjente kilder fra kloakk og landbruk, sier han. Han tilføyer at det i tillegg vil kunne oppstå endrede konkurranseforhold for plante- og zooplankton i innsjøer og tjern, selv om algeoppblomstring i ferskvann primært skyldes fosfortilførsler. Roseth sier at når tidligere uberørte vassdrag tilføres nitrogenkonsentrasjoner og økt mengde fosforpartikler vil det bidra til kjemiske endringer i vannet.
Filteret i renseanlegget i Nordlandsdalen er en løsning som baseres på et biofilter av grove kutterflis fra løvtrevirke som er blandet med skjellsand for å opprettholde høy pH-verdi. Filteret ble utviklet som et pilotprosjekt som nå testes i fullskala på renseanlegget i Nordlandsdalen.
– For å lykkes med filtreringen er det viktig å ha tilstrekkelige mengder organisk materiale i et oksygenfritt miljø. Da vil bakteriene bruke oksygen fra nitratet for å bryte ned det organiske materialet. Prosessen fører til at mesteparten av nitrogenet forsvinner ut i luften som vanlig nitrogengass fremfor å følge med avrenningen, forklarer Roseth.
– Resultatene fra pilotforsøkene var gode, nå gjenstår det å se om dette fungerer i såpass stor skala som det vi har i anlegget i Nordlandsdalen, resultatene hittil virker lovende, understreker han.
Nødvendig kunnskapsbygging for mer bærekraftige anleggsprosjekter
I NIBIO-rapporten om avrenning av nitrogen fra anlegg diskuteres mulige tiltak for fjerning av nitrogen som tar høyde for disse faktorene.
–Utfordringen er felles for hele anleggsbransjen, i rapporten sammenstilles erfaringer og kunnskap fra flere store samferdselsprosjekt i Norge. Dette gir et grunnlag for kunnskapsbygging når det gjelder nitrogentilførsel fra sprengstein og hvilke effekter som kan påvirke økologiske systemer i vannområder, avslutter Vartdal.
Bildet: Ida Viddal Vartdal viser frem kamrene i nitrogenrenseanlegget. Prosjektet måler verdiene i vannet som inneholder alger som også bidrar til nedbryting av nitrogen. (Foto: Halldis Fjermestad/Statens vegvesen)
Fakta om nitrogenrenseanlegget:
Statsforvalteren i Oslo og Viken har stilt krav om at det skal etableres et rensetrinn for nitrogenavrenning i Nordlandsdalen. Formålet med å etablere rensetrinnet for nitrogenavrenning er å bidra med økt kunnskap om nitrogenrensing i anleggsprosjekter. I forbindelse med den pågående utbyggingen av E16 Bjørum – Skaret, har Statens vegvesen, NIBIO, Skanska og ViaNova samarbeidet for å prosjektere og bygge et fullskala renseanlegg for å rense nitrogenavrenningen fra en sprengsteinfylling i Nordlandsdalen.
På oppdrag fra Statens vegvesen har NIBIO utført en innledende sammenstilling av data for nitrogenutvasking fra flere store samferdselsprosjekter mht. konsentrasjoner og varighet. Ulike metoder for fjerning og rensing av nitrogen er beskrevet, og det har blitt lagt vekt på beskrivelse av metoder som antas å kunne være aktuelle for bruk i forbindelse med norske samferdselsprosjekter.
