Assessing Concentrations of Pollutants in Soil Amendments Towards a Circular Garden Waste System

Abstract

In this thesis work the potential of compost as a sustainable alternative to peat as soil amendment was investigated. Peat extraction has substantial negative environmental impacts, but concerns exist about potential contaminant accumulation in compost. Four soil amendments, one sourced from a Scanian municipality and three commercially available, were analyzed for the presence of 10 metals, 35 PFASs (per- and polyfluoroalkyl substances), and 16 PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons).
Based on the results from this study, the small variations in contaminant concentrations between compost-peat blends and pure compost suggest the potential for replacing the peat. Furthermore, none of the contaminant concentrations exceeded the current limit or guideline values. However, some elevated values were observed. The commercially available compost exhibited higher levels of zinc, barium, and total PFAS content than the other sources. On the other hand, one of the replicates from the compost heap had the highest concentration of carcinogenic PAHs compared to the other samples.
These findings highlight the potential of compost as a sustainable peat alternative, but also emphasize the need for clear regulations for PFAS content in soil amendments. Moreover, the increasing knowledge on contaminant concentrations in soil amendments can promote consumer awareness and contribute to the responsible use of soil amendment products.
A comprehensive understanding of how specific materials in soil amendments, such as peat or treated wood waste, influence contaminant accumulation is lacking. Further research with a larger sample size and a wider variety of soil amendment compositions is necessary to address this knowledge gap. This will not only allow for protecting ecosystems and human health but also contribute to a more sustainable system by reducing reliance on peat and enabling the preservation of wetlands.

Popular Abstract (Swedish)

Återvinning av trädgårdsavfall i form av kompost associeras ofta till hållbarhet. Det representerar ett cirkulärt system där avfall omvandlas till en värdefull resurs som jordförbättring. En faktor som däremot måste tas hänsyn till i det cirkulära systemet är förekomsten av föroreningar. Mänsklig verksamhet har lett till ökade utsläpp av metaller och polycykliska aromatiska kolväten (PAH) i miljön medan utsläpp av per- och polyflourerande akylsubstanser (PFAS) är fullständigt orsakade av människan. Vid kontakt med för höga koncentrationer av dessa föroreningar kan bland annat nervsystemet och reproduktionssystemet störas, många är också cancerframkallande. Om föroreningar når komposten kan de enkelt ackumuleras och spridas till tidigare oberörda platser via komposten, något som motverkar de hållbara ambitionerna. Torv som ofta används som jordförbättring utvinns ur utdikade våtmarker, något som bidrar till betydande koldioxidutsläpp på grund av att torvet förlorat sin förmåga att binda koldioxiden. Med klimatförändringarna i åtanke blir det väsentligt att fasa ut torven och ersätta det med koldioxidsnålare alternativ, som exempelvis kompost.
Syftet är därav att undersöka förekomsterna av metall-, PFAS- och PAH- föroreningar i fyra olika jordförbättringar, varav två enbart består av kompost från trädgårds- och parkavfall, och två som även innehåller torv. Med tanke på de problematiska konsekvenserna av kommersiell torvproduktion är det relevant att undersöka om man kan se skillnad i föroreningsmängder i kompost härrörande från trädgårds- och parkavfall än den som också innehåller torv. Är det möjligt att sluta kretsloppet för organiskt avfall på ett miljö- och hälsosäkert sätt genom att enbart använda kompost i stället för torv?
Fyra olika jordförbättringar införskaffades, en från en komposthög i en av Skånes kommuner och tre som är kommersiellt tillgängliga. Representativa prover togs sedan av jordförbättringarna för analys av föroreningshalterna. Totalt skickades tolv prover till analys, sex för bestämmande av metall och PAH-koncentration samt sex för PFAS- koncentrationerna.
Utifrån de resultat som erhölls från den här studien kan det vara fullt möjligt att ersätta torven, delvis på grund av de små variationer i föroreningskoncentration jordförbättringarna emellan, delvis eftersom ingen föroreningskoncentration översteg nuvarande gräns- eller riktvärden. Det fanns dock några avvikande värden bland de olika materialen. Ett av de kommersiellt tillgängliga materialen, som bestod av enbart kompost, visade förhöjda föroreningshalter av zink, barium och några PFAS jämfört med de andra proven. Ett av replikaten från komposthögen i den skånska kommunen hade däremot högst koncentration av de cancerogena PAHerna jämfört med de andra proverna.
Genom att belysa föroreningskoncentrationerna i jordförbättringar kan mer välgrundade beslut tas om dess användning i trädgårdar, odlingar samt övriga grönytor. Detta ger värdefulla insikter i de potentiella riskerna som är förknippade med olika jordförbättringstalternativ. Ytterligare kan de avvikande föroreningskoncentrationerna betona behovet av omfattande reglering av föroreningarna, samt belysa behovet av mer forskning på de långsiktiga konsekvenserna av förorenad kompostjordsanvändning. Målet är att säkerställa att komposten som används inte bara bidrar till en effektiv avfallshantering, utan också en ansvarsfull och miljösäker sådan.

• author: Ripa, Linnea
• supervisor: Martijn van Praagh; Crislaine Bertoldi; Maria Hansson
• organization: Centre for Environmental and Climate Science (CEC)
• alternative title: Utvärdering av föroreningskoncentrationer i jordförbättringsmedel för ett cirkulärt trädgårdsavfallssystem
• course: MVEK12 20241
• year: 2024
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: Soil amendment, metal, PFAS (per- and polyfluoroalkyl substances), PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons)
• language: English
• id: 9161710
• date added to LUP: 2024-06-13 13:59:54
• date last changed: 2024-06-13 13:59:54