EINDRAPPORT BIOMASSA ALS BODEMVERBETERAAR Onderzoek naar de toepassing van beheerresten als bodemverbeteraar
Colofon Dit rapport is een gezamenlijke uitgave van het Agentschap voor Natuur en Bos en van Inverde Koning Albert II-laan 20 bus 8, 1000 Brussel www.natuurenbos.be www.inverde.be Contact: info@inverde.be Dit rapport is opgemaakt in het kader van het KOBE-project. KOBE staat voor KennisOndersteuning bij Beheer en Economie van natuur-, groen- en bosdomeinen. KOBE is een samenwerkingsproject tussen het Agentschap voor Natuur en Bos en Inverde. Dit rapport is een werkdocument, en weerspiegelt niet noodzakelijk de standpunten of de werking van het Agentschap voor Natuur en Bos en Inverde. Dit onderzoek werd uitgevoerd in samenwerking met het Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek, Eenheid Plant - Teelt en omgeving (www.ilvo.vlaanderen.be.) Auteur(s): Gybels, R., Viaene, J., Vandervelden, J., Reubens, B., Vandecasteele, B. Werkten mee aan dit project: Verbeke, W. (Inverde), De Norre, H. (FOD meststoffen & pesticiden), Vanaken, N. (OVAM), Perneel, M. (Peltracom), Devos, B. (INBO), Wijns, K. (Natuurpunt), Vandaele, E. (Vlaco), Bervoets, K. (Agrobeheercentrum ECO 2 ), Verbruggen, E. (VLM), Wijnants, B. (Scotts), Kwanten, W. (Kwanten & Co), Van der Hijden, J., Franken, L. (Den Ouden groenrecycling). Uitgave: December / 2013 Dit rapport is ook beschikbaar op de website van het Inverde-expertisecentrum (www.inverde.be). Overname van tekst uit dit rapport kan mits correcte bronvermelding. Citeren als: Gybels, R., Viaene, J., Vandervelden, J., Reubens, B., Vandecasteele, B. (2013). Biomassa als bodemverbeteraar - Onderzoek naar de toepassing van beheerresten als bodemverbeteraar. Agentschap voor Natuur en Bos, Inverde & ILVO. 2
Inhoudsopgave 1 Inleiding... 5 2 Beheermaatregelen... 7 2.1 Beschrijving beheermaatregelen... 7 2.1.1 Plaggen... 7 2.1.2 Chopperen... 9 2.1.3 Ontslibben...10 2.1.4 Strooisel afschrapen...11 2.2 Hoeveelheden...12 3 Analyses... 13 3.1 Bespreking analyseresultaten...14 3.1.1 Zuurtegraad en elektrische geleidbaarheid...14 3.1.2 Organische en droge stof...15 3.1.3 Hoofd- en sporenelementen...16 3.1.4 Kiemtest...22 3.1.5 Tussentijdse conclusie...23 3.2 Verdere analyses op interessante materialen...24 3.2.1 N-immobilisatie...24 3.2.2 Stabiliteit: analyse van celwandcomponenten...24 3.2.3 Afzeven...25 3.3 Afzeven van de potentieel interessante materialen...30 3.4 Effect van het afzeven van minder interessant materiaal...38 4 Regelgeving... 41 4.1 Relevante regelgeving...41 4.2 VLAREMA & VLAREBO...42 4.3 KB 28 januari 2013...43 4.4 Mestdecreet...43 4.5 Tussentijdse opslag op het terrein...44 4.6 Transport...44 5 Besluit... 45 5.1 Plagsel...47 5.2 Choppermateriaal...48 5.3 Bosstrooisel...50 5.4 Slib...50 6 Aanbevelingen... 51 Nederlandse samenvatting... 53 English summary... 55 Literatuurlijst... 57 Bijlage... 59 3
4
1 Inleiding In kader van natuurbeheer wordt verschraling aanzien als een stelsel van maatregelen om in onnatuurlijk verrijkte bodems de oorspronkelijke voedingstoestand terug te brengen. Met verschralingsmaatregelen wil de terreinbeheerder aldus de voedselrijkdom in het ecosysteem verminderen om zo in eerste instantie de structurele en floristische rijkdom te herstellen. De aanwezigheid van een soortenrijke en gevarieerde vegetatie is vervolgens een vereiste voor een grotere soortenrijkdom aan insecten, vogels en zoogdieren. In Vlaanderen vindt men vooral omstandigheden waarbij een overvloed aan voedende bestanddelen negatief werken op de biodiversiteit. Door intensieve landbouw en luchtverontreiniging komen meer meststoffen in de natuur terecht. In kader van natuurontwikkeling probeert men voornamelijk de voorraad stikstof(n), fosfaat (P) en kalium (K) te verminderen door deze voedingsstoffen af te voeren. De bij deze ingrepen vrijkomende biomassastromen kunnen mogelijks interessant zijn inzake hergebruik als bodemverbeterend middel. Dit onderzoeksproject spitst zich toe op deze biomassastromen en specifieker de stromen met een verhoogde zandige fractie zoals plagsel, chopper-materiaal, strooisel en ruimingsspecie (slib). Gezien deze biomassastromen een verhoogde zandige fractie bevatten, komen deze niet in aanmerking voor energetische valorisatie (verbranding of vergisting). In dit onderzoek wordt de toepassing als grondstof voor potgrond of compostering, het direct inwerken op landbouwgronden of het gebruik als N-immobiliserend materiaal verder onderzocht. De belangrijkste reden voor het gebruik van bodemverbeteraars op landbouwpercelen of in tuinen of parken is het gunstige effect op het organische stofgehalte van de bodem met een betere bodemstructuur, een betere waterhuishouding en minder erosie tot gevolg. Dit onderzoek heeft dus als doel lokaal beschikbare duurzame grondstoffen vanuit het bos- en natuurbeheer te identificeren, te karakteriseren en te evalueren op hun toepasbaarheid als bodemverbeteraar. Daarbij streeft de terreinbeheerder naar een zo gunstig mogelijk economisch resultaat bij het afvoeren en verwerken van deze beheerresten. Daarnaast zijn er nog andere gunstige effecten aan het valoriseren van deze lokale biomassastromen. Zo kan de inzet van lokale duurzame grondstoffen als grondstof voor potgrond fungeren ter vervanging van niet-duurzame grondstoffen zoals veen. Gebruik van lokale grondstoffen kan hier bijdragen aan het tegengaan van de ontwatering van veengebieden in het buitenland waardoor deze hun hoge natuurwaarde kunnen behouden. Tevens kan het een bijdrage leveren aan een reductie van CO 2 : de koolstof in veen wordt immers beschouwd als fossiele koolstof die bij de mineralisatie ervan vrijkomt. Daarbovenop kan er op vlak van transport ook CO 2 -winst geboekt worden gezien dit veen vaak over grote afstanden vanuit Scandinavië, de Baltische Staten of Ierland geïmporteerd wordt. Voorliggend onderzoek past dan ook binnen het kader van het duurzaam beheren van natuur-, groen- en bosdomeinen in combinatie met een duurzaam materialenbeleid waarbij eco-efficiënte productie en maximale recyclage van secundaire grondstoffen centraal staan. 5
6
2 Beheermaatregelen Dit onderzoek spitst zich toe op de vrijkomende stromen plagsel, choppermateriaal, naaldenstrooisel en ruimingsspecie (slib). De beheermaatregelen waarbij deze stromen vrijkomen, worden hieronder kort besproken. 2.1 Beschrijving beheermaatregelen 2.1.1 Plaggen Plaggen is een beheermaatregel die dikwijls gebruikt wordt om een verschraling van de bodem in heidegebieden te bekomen en vindt voornamelijk plaats in sterk vergraste of verouderde heide. Daarnaast wordt deze beheermaatregel ook toegepast voor het herstellen van heischrale graslanden of het blootleggen van duinkoppen in duingebieden. Door de voedselrijke toplaag te verwijderen, komt de bodem terug helemaal vrij en open. Zo krijgen planten die voordien op deze plek voorkwamen en nog aanwezig zijn in de zaadbank van de bodem, de kans om deze vrije plek te koloniseren. Vergraste of sterk verouderde stukken heide, vaak met een dikke strooisellaag, worden zo opnieuw naar een vroeg successiestadium gebracht. Plaggen houdt in dat het grootste deel van de mineralen, samen met het strooisel en de humusrijke bovengrond verwijderd worden, hetgeen meestal inhoudt dat de bovenste organische laag, meestal circa 5 à 10 cm dik, van de bodem wordt afgeschraapt en afgevoerd. Een algemeen geldende ideale plagdiepte is er niet want dit hangt af van de bodemopbouw. Hoe dieper er geplagd wordt, des te meer organisch materiaal weggenomen wordt en hoe groter de verarming van de bodem wordt, maar ook hoe trager het herstel van de begroeiing is, doordat veel zaden samen met de vegetatiezoden verwijderd worden. Foto 1: Plaggen met een rupskraan met kantelbare bak te Kamp Beverlo Bron: ANB Marcel Vanwaerebeke Aangewezen is om juist tot op de minerale laag te plaggen, zodoende dat er enerzijds voldoende kiemkrachtige zaden overblijven maar anderzijds de nutriëntenbeschikbaarheid toch sterk verlaagd wordt. Op deze manier blijft er immers weinig organisch materiaal over zodat de mineralisatie jaren later nog laag blijft. Enkel neerslag van stikstof uit de lucht zorgt dan voor 'voedsel' voor het zich herstellende ecosysteem. 7
In heidegebieden wordt er meestal geplagd tot op het zandig substraat met het plaatselijk behoud van een dun zwarte humuslaagje. De norm hierbij is dat circa 70 % open zand bekomen wordt. In duingebieden wordt er bij het plaggen soms gestreefd naar 100% blote minerale bodem indien verstuiving beoogd wordt. Foto 2: Beeld na plagwerkzaamheden op de Teut Bron: ANB Ruben Gybels Zeer kleinschalig plaggen gebeurt manueel. Over grotere oppervlaktes wordt het plaggen meestal uitgevoerd met een graafkraan met kantelbare bak. Deze machines en de afvoervoertuigen moeten steeds uitgerust zijn met lagedrukbanden of rupsen opdat beschadiging van de bodem zoveel mogelijk vermeden zou worden. Voorafgaand aan het plaggen wordt het terrein soms geklepeld of gefreesd tot op maaiveldniveau zodoende dat de kraanmachinist een beter zicht krijgt op het te volgen microreliëf. Plaggen wordt veelal uitgevoerd tussen half augustus en februari afhankelijk van de terreinomstandigheden. Vanaf midden augustus is een gunstig tijdstip omdat het broedseizoen van de vogels dan afgelopen is, reptielen nog geen jongen hebben en ook niet vertoeven in hun ondergrondse winterverblijfplaatsen. Oktober lijkt de beste maand om te plaggen (Stuifzand et al., 2004), maar voor reptielen heeft het voorjaar de voorkeur (Oosterbaan et al., 2006). Plaggen is in feite een oude techniek waarbij 'plaggen' met een hak werden afgestoken in heidegebieden. Deze plaggen werden onder andere als strooisel in de stal gelegd en zo met dierlijke uitwerpselen tot een bodemverbeteraar vermengd die tenslotte jaarlijks op de akker werd gebracht ter bemesting van de vaak arme zandgronden. 8
2.1.2 Chopperen Chopperen is het in één of twee werkgangen verwijderen van de vegetatie, inclusief mossen, en het bovenste deel van de humuslaag. Chopperen situeert zich in feite tussen plaggen en maaien in. De voedselrijke bovenlaag wordt niet geheel weggehaald (zoals bij plaggen) maar er blijft ook niets van de vegetatie staan (zoals bij maaien). Belangrijk bij deze techniek is het feit dat de klepelmaaier oppervlakkig in de grond dient te klepelen en het geklepeld materiaal moet opgezogen worden. Het opgezogen materiaal wordt bij voorkeur rechtstreeks in een transportcontainer geladen. Bij het chopperen wordt aldus de vegetatie en een deel van de bovenste humuslaag verwijderd. Het kan worden toegepast tot een humuslaag van circa 2 centimeter tot 3 centimeter. Foto 3: Beeld van chopperen te Kamp Beverlo Bron: ANB Marcel Van Waerebeke Chopperen kan worden toegepast in heide om deze te verjongen. Wanneer er niet te diep wordt gechopperd kan struikheide regenereren vanuit de wortelhals. Wanneer de machine dieper staat afgesteld, moet regeneratie gebeuren vanuit zaden. Deze ingreep wordt uitgevoerde op verboste (jonge opslag) of vergraste heide. Chopperen helpt echter niet tegen vergrassing indien er reeds veel gras en een dikke humuslaag aanwezig is: plaggen is dan meer aangewezen. Daar waar de strooiselophoping nog niet te groot is, kan het wel vergrassing tegengaan. Tevens zijn er machines ontwikkeld om verboste heide te chopperen. Er wordt bij chopperen van heideterreinen gestreefd naar het vleksgewijs blootleggen van de minerale bodem op circa 30% van de oppervlakte. Bijlage 1 van dit rapport geeft ter illustratie een vergelijking van de nutriëntenafvoer (N, P, K) bij de beheeringrepen maaien, chopperen en plaggen op heideterreinen. Het chopperen van een locatie gebeurt meestal in één of twee werkgangen afhankelijk van de uitgangssituatie op het terrein alsook de kracht van de ingezette machine. Op vergraste heide of zeer natte heide wordt meestal in twee werkgangen gewerkt. Hierbij wordt de choppermachine in eerste instantie zo afgesteld dat hij voornamelijk de aanwezige vegetatie afklepelt. Tijdens deze eerste werkgang zijn de klepels nog scherp zodat de vegetatie makkelijk kan afgeklepeld worden. In tweede instantie zal de choppermachine dan iets dieper afgesteld worden zodat de humuslaag wordt afgeklepeld en de minerale bodem vleksgewijs komt bloot te liggen. Hierbij mogen de klepels al wat 9
botter zijn. Indien de machine krachtig genoeg is, kan dit echter ook in één werkgang uitgevoerd worden. Foto 4: Beeld na chopperwerkzaamheden op de Teut Bron: ANB Ruben Gybels Net zoals bij plaggen wordt de vegetatie bij chopperen volledig vernield. Voor de aanwezige fauna is dit een destructieve maatregel. Gefaseerd en kleinschalig werken is dan ook de boodschap. De uitvoeringsperiode van chopperwerkzaamheden is, net als bij plaggen, vanaf midden augustus tot februari. 2.1.3 Ontslibben Ontslibben is het verwijderen van het opgestapelde organische materiaal (zwarte sliblaag) uit waterpartijen met als doel de successie terug te zetten en oligotrofe wateren te herstellen. Deze beheermaatregel houdt aldus een afvoer van nutriënten en zuren in door het verwijderen van sliblagen en andere lagen week organisch materiaal welke ontstaan zijn onder invloed van verzuring en/of vermesting. De oorspronkelijke bodem probeert men hierbij zo weinig mogelijk te verstoren. Ontslibben wordt ondermeer als herstelbeheer toegepast in vennen, vijvers en poelen. In kader van venherstel wordt het ontslibben vaak uitgevoerd in combinatie met het plaggen van de (ven)oevers en het vrijstellen van de oevers van bos tot meer dan 30 meter uit de hoogwaterlijn. Als bij dergelijke herstelopschoning te weinig van de voedingsstoffen worden afgevoerd in en rond het ven herstellen zich immers de karakteristieke pioniergemeenschappen van voedselarme systemen onvoldoende. Bij voorkeur wordt de opschoning over meerdere jaren gespreid. Voor vennen waarin nog restpopulaties van doelsoorten voorkomen is dit meer van belang dan voor vennen waar alle zeldzame soorten al verdwenen zijn. Wanneer er een vencluster aanwezig is, verdient het aanbeveling om niet alle vennen gelijktijdig te schonen, maar ieder ven op een ander tijdstip. Op deze manier blijven verschillende successiestadia binnen een gebied aanwezig. 10
Foto 5: Beeld van venherstel op het Schietveld te Brasschaat Bron: www.danah.be Het verwijderen van het slib vindt meestal plaats na droogpompen. De beste periode om slib te ruimen ligt ergens tussen begin september en half oktober. In deze periode is de temperatuur nog voldoende hoog en zijn veel soorten nog actief waardoor zij zich bij verstoring nog kunnen verplaatsen. In de winter is dit niet het geval voor bijvoorbeeld amfibieën en insecten. Met eventueel aanwezige doelsoorten en/of beschermde soorten dient dan ook ten alle tijden rekening worden gehouden. Tevens is in september ook de grondwaterstand meestal op een laag peil, zodoende dat het leegpompen in tijd beperkt wordt alsook de drogere grond meer draagkracht biedt. 2.1.4 Strooisel afschrapen Wanneer naaldhoutbestanden worden omgevormd tot heide dient de strooisellaag (ophoping gevormd door afvallende naalden en dood hout) verwijderd te worden om zo de naakte bodemlaag aan de oppervlakte te brengen. Hierdoor kan de aanwezige zaadbank van de voormalige heide tot ontwikkeling komen. De dikke strooisellaag zorgt immers voor een verzuring van de bovengrond en voorkomt dat het heidezaad, dat nog in de bodem aanwezig is, kansen krijgt. Het is hiertoe aangewezen het strooisel af te schrapen en te verwijderen alvorens de kaalkap uit te voeren. Het afschapren van de strooisellaag gebeurt meestal manueel. Foto 6: In functie van heideherstel werd in de Kalmthoutse heide, alvorens de kappingen uit te voeren, het naaldenstrooisel verwijderd Bron: www.grensparkzk.nl 11
2.2 Hoeveelheden Teneinde een zicht te krijgen op de mogelijk beschikbare jaarlijkse hoeveelheden werd een inventarisatie uitgevoerd van de lopende en afgelopen opdrachten binnen het Agentschap voor Natuur en Bos. Voornamelijk het plaggen en het chopperen zijn ingrepen die op een meer regelmatige basis plaatsvinden. Het ontslibben van waterpartijen en het verwijderen van de strooisellaag in kader van natuurherstel zijn minder recurrente ingrepen. Er werd een inventarisatie gemaakt van de door het ANB uitbestede opdrachten van de afgelopen drie jaren inzake plaggen en chopperen in de provincies Antwerpen en Limburg, gezien hier de grootste oppervlaktes aan heideterreinen zijn gelegen. Voor het berekenen van de vrijkomende hoeveelheden werd bij het plaggen uitgegaan van 750 m 3 /ha en bij het chopperen van 250 m 3 /ha. De tendens van de laatste jaren is dat chopperen, als vrij nieuwe techniek, sterk opkomt en plaggen eerder wordt afgebouwd. Chopperen is immers aanzienlijk goedkoper per hectare dan plaggen. Daarnaast blijven plagvlaktes vaak over een lange periode zeer structuurarm, hetgeen bij chopperen minder het geval is. Tabel 1: Geraamde jaarlijkse hoeveelheid choppermateriaal en plagsel Provincie Beheeringreep Gemiddelde jaarlijkse oppervlakte (ha) Raming jaarlijkse hoeveelheid (m 3 ) Antwerpen Limburg Plaggen 10 7.500 Chopperen 33 8.250 Plaggen 12 9.000 Chopperen 41 10.250 Naast het vrijkomende materiaal bij deze jaarlijks wederkerende opdrachten komt er ook nog een aanzienlijke hoeveelheid vrij uit eerder projectmatige ingrepen uitgevoerd door het ANB. In de periode 2005-2006 kwam bij plagwerken in kader van het Life-project DANAH meer dan 30.000 m 3 plagsel vrij bij natuurherstel op militaire domeinen te Limburg. In Oost-Vlaanderen zal er in de periode 2014-2015 circa 10.000 m 3 geplagde bosgrond vrijkomen bij het ontwikkelen van heide en heischrale graslanden op toppen van getuigenheuvels. Gezien ontslibben (o.a. in kader van venherstel) of het verwijderen van de strooisellaag in kader van heideherstel minder recurrent zijn, werd hier geen raming opgemaakt inzake jaarlijks vrijkomende hoeveelheden. Toch kunnen bij deze maatregelen ook aanzienlijke hoeveelheden vrijkomen. Zo zal er in 2014 in kader van venherstel te Limburg circa 5.000 m 3 slib vrijkomen. In de periode 2009-2010 werd voor ongeveer 1000 m 3 naaldenstrooisel afgevoerd in kader van heideherstel op circa 6 hectare naaldhoutbestanden. Onderstaande tabel geeft een raming van de hoeveelheden plagsel vrijkomende bij Natuurpunt uitgaande van een vrijkomende geraamde hoeveelheid van 750 m 3 /ha. Voor chopper-materiaal werden geen gegevens verkregen. Tabel 2: Hoeveelheden plagsel (m 3 ) bij Natuurpunt in de periode 2011-2013 Oost- West- Vlaams- Antwerpen Limburg Vlaanderen Vlaanderen Brabant 2011 14.123 4.103 2.925 8.018 2012 11.820 7.253 6.743 2013 9.889 4.020 3.135 3.390 1.125 12
3 Analyses Teneinde de mogelijkheden voor valorisatie na te gaan werden tijdens een eerste verkennende fase 19 stalen van de verschillende types biomassa (heidechopper, heideplagsel, slib uit vennen en bosstrooisel) geanalyseerd. Op basis van de eerste analyses (deel 3.1) werden in een 2 de fase bijkomende analyses uitgevoerd (deel 3.2). Tabel 3: Overzicht van de stalen met hun herkomst en de codering Biomassatype Herkomst Staalcode Heidechopper De Teut HC-TE1 Heidechopper De Teut HC-TE2 Heidechopper De Teut HC-TE3 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 Heidechopper Schietveld HC-SV1 Heide geklepeld Schoonbeek HK-SB1 Heideplagsel De Teut HP-TE1 Heideplagsel De Teut HP-TE2 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 Bosstrooisel De Teut BS-TE1 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 Slib Steinsven Kamp Beverlo SL-KB1 Slib ven a/d watertoren Kamp Beverlo SL-KB2 Slib ven a/d witte bergen Kamp Beverlo SL-KB3 Slib Kranenven Schietveld SL-SV1 Slib Schaapsven Ophovenderheide SL-OH1 De stalen worden verder beschreven in bijlage 2 van dit rapport. Onderstaande analyses werden bij ILVO-PLANT-Teelt en Omgeving uitgevoerd. Tabel 4: Overzicht van de uitgevoerde analyses Analyse G/NG Analysemethode ph-h2o NG EN 13037, 1:5 extractie EC NG EN 13038, 1:5 extractie, EC: elektrische geleidbaarheid OS NG EN 13039, OS: organische stof, uitgedrukt op droge stof (ADS: absoluut droge stof) Ntotaal NG Volgens Dumas via EN 13654-2 (compost) DS NG EN 13040, DS: droge stof Cd_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Cr_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Cu_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Pb_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Ni_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Zn_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Mn_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) P_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) K_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Mg_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Ca_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Na_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Fe_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Al_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) S_totaal NG CMA 2/IV/19 - ICP-OES (ADS: absoluut droge stof) Kiemkrachtigezaden potgrond NG CMA 2/IV/10 G = geaccrediteerde analyse NG = niet geaccrediteerde analyse 13
3.1 Bespreking analyseresultaten 3.1.1 Zuurtegraad en elektrische geleidbaarheid De zuurtegraad (ph-h2o) beïnvloedt verschillende chemische processen in de bodem en in teeltsubstraten, en is daardoor een belangrijke parameter voor de bodemvruchtbaarheid en/of het gebruik als grondstof in teeltsubstraten. De elektrische geleidbaarheid (EC) houdt verband met het aantal gedissocieerde ionen in oplossing. De EC is dus een maat voor het zoutgehalte en is belangrijk bij toepassing als bodemverbeterend middel of als grondstof in teeltsubstraten aangezien bij een te hoge EC-waarde problemen met zoutconcentraties in de bodem of het teeltsubstraat kunnen voorkomen. In de onderzochte stalen is de zuurtegraad (ph-h20) overal lager dan 6 en hoger dan 4. Dit lijkt voor toepassing in potgrond nuttig. De EC is goed waardoor geen problemen met te hoge zoutconcentraties worden verwacht. Voor potgrond worden EC-waarden lager dan 750 µs/cm vooropgesteld. Tabel 5: Zuurtegraad (ph-h 2 0) en geleidbaarheid (EC) van de verschillende beheerresten Biomassatype Herkomst Staalcode ph-h 2 O EC - µs/cm Heidechopper De Teut HC-TE1 5,32 170,0 Heidechopper De Teut HC-TE2 5,38 104,0 Heidechopper De Teut HC-TE3 4,54 57,0 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 5,86 74,0 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 4,63 76,0 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 4,35 75,0 Heidechopper Schietveld HC-SV1 4,60 38,0 Heide geklepeld Schoonbeek HK-SB1 5,60 45,0 Heideplagsel De Teut HP-TE1 4,52 64,0 Heideplagsel De Teut HP-TE2 5,03 59,0 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 4,43 108,0 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 4,78 23,0 Bosstrooisel De Teut BS-TE1 4,09 68,0 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 4,56 35,0 Slib Steinsven Kamp Beverlo SL-KB1 5,64 80,0 Slib ven a/d watertoren Kamp Beverlo SL-KB2 5,78 28,0 Slib ven a/d witte bergen Kamp Beverlo SL-KB3 4,83 35,0 Slib Kranenven Schietveld SL-SV1 4,37 28,0 Slib Schaapsven Ophovenderheide SL-OH1 5,78 16,0 14
3.1.2 Organische en droge stof Een hoog organische stofgehalte (OS) is doorgaans belangrijk als toepassing als bodemverbeterend middel omwille van het gunstig effect op de bodemvruchtbaarheid (verbetering bodemstructuur, bodembiologie, waterretentiecapaciteit, etc.). Bovendien is er in de Vlaamse landbouw nood aan producten die het OS-gehalte in de bodem kunnen verhogen. Een hoog OS-gehalte is ook belangrijk bij toepassing als grondstof in teeltsubstraten: hoe meer OS het substraat bevat, hoe lichter het is, en hoe meer vocht het kan vasthouden. Het droge stofgehalte (DS) zal de verdere toepassing of verwerking van het product bepalen, te vochtige stalen kunnen bv. gedroogd worden. Bovendien wordt deze parameter gemeten om de verschillende materialen (met een verschillend vochtgehalte) te kunnen vergelijken. In de onderzochte stalen is er een grote variatie tussen de stalen waar te nemen in het organische stofgehalte. Tabel 6: Organische en droge stofgehalte van de verschillende beheerresten Biomassatype Herkomst Staalcode OS DS OS %/ADS %/vers %/vers Heidechopper De Teut HC-TE1 60,5 54,7 33,1 Heidechopper De Teut HC-TE2 79,7 34,3 27,3 Heidechopper De Teut HC-TE3 52,1 46,1 24,0 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 25,4 59,5 15,1 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 10,2 83,9 8,6 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 21,1 59,2 12,5 Heidechopper Schietveld HC-SV1 21,0 58,7 12,3 Heide geklepeld Schoonbeek HK-SB1 96,1 43,5 41,8 Heideplagsel De Teut HP-TE1 19,2 65,5 12,6 Heideplagsel De Teut HP-TE2 12,2 69,1 8,4 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 33,9 50,1 17,0 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 9,1 76,5 7,0 Bosstrooisel De Teut BS-TE1 90,7 43,7 39,6 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 11,4 61,2 7,0 Slib Steinsven Kamp Beverlo SL-KB1 55,6 14,4 8,0 Slib ven a/d watertoren Kamp Beverlo SL-KB2 20,4 49,6 10,1 Slib ven a/d witte bergen Kamp Beverlo SL-KB3 70,1 9,0 6,3 Slib Kranenven Schietveld SL-SV1 31,2 36,9 11,5 Slib Schaapsven Ophovenderheide SL-OH1 10,3 37,5 3,9 Indien we de organische stof uitdrukken ten opzichte van de droge stof (DS) is een OSgehalte hoger dan 60% op droge stof (% OS/ADS) aangewezen. Mogelijks kunnen bepaalde materialen worden afgezeefd om een grove fractie (op de zeef) met een hoger % OS te bekomen. Het fijne materiaal bevat dan vooral het zand. 15
% OS/DS 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 HC-TE1 HC-TE2 HC-TE3 HC-KB1 HC-KB2 HC-KB3 HC-SV1 HK-SB1 HP-TE1 HP-TE2 HP-KB1 HP-SV1 BS-TE1 SL-TE1 SL-KB1 SL-KB2 SL-KB3 SL-SV1 SL-OH1 Figuur 1: Gehalte aan organische stof (OS) op droge stof-basis (DS) voor verschillende beheerresten. De geklepelde heide en het bosstrooisel hebben het hoogste OS-gehalte. Choppermateriaal heeft in de meeste gevallen een hoger OS-gehalte dan het plagsel, m.a.w. een lager aandeel minerale deeltjes. Dit is ook logisch gezien chopperen een meer oppervlakkige maatregel is dan plaggen en er aldus minder zand mee wordt afgevoerd. De grote afwijking binnen het gechopperde materiaal tussen het materiaal afkomstig van De Teut en dit van de militaire domeinen Kamp Beverlo en het Schietveld is vermoedelijk te wijten aan enerzijds het verschil in de gebruikte choppermachine en anderzijds naar het meer geaccidenteerde terrein in de militaire domeinen waardoor er meer zand werd opgeraapt. Voor de variaties in het OS-gehalte van slib lijkt niet direct een verklaring te vinden. Naast OS is ook het vocht- en droge stofgehalte belangrijk. Een aantal stalen zijn zeer nat getuige het lage % anorganische droge stof. Dit kan opgelost worden door materialen verder te laten drogen. Een laag DS-gehalte is voor compostering niet altijd een probleem. Wanneer we OS uitdrukken op verse stof kunnen we beide eigenschappen combineren (% OS/vers). Het hoge % OS op verse basis is vooral gunstig voor het heidechopper (staal HC-TE1) en bosstrooisel (staal BS-TE1) van De Teut en de afgeklepelde heidefractie (staal HK-SB1) van Schoonbeek. 3.1.3 Hoofd- en sporenelementen Op basis van het % OS en de N- en P-concentratie wordt de C/N- en C/P- verhouding berekend, waarbij aangenomen wordt dat de verhouding OS/C 1,8 is. De C/N-verhouding bepaalt wat de verdere toepassing of de verwerkingspiste van het materiaal is. Organisch materiaal met een relatief lage C/N-verhouding verteert makkelijk. Organisch materiaal met een relatief hoge C/N-verhouding zal daarentegen langer in de bodem aanwezig blijven. Materiaal met een hoge C/N-verhouding kan bv. als structuurmateriaal (>30) in de compostering gebruikt worden, materiaal met een lage C/N-verhouding (<20) zal eerder als makkelijk afbreekbaar materiaal in de compostering gebruikt worden. Verder moet bij bijmenging van verse materialen met een hoge C/N-verhouding (>30) in potgrond rekening worden gehouden met het feit dat N tijdelijk kan vastgelegd worden. 16
Tabel 7: Gehalte aan stikstof (N) en fosfor (P) en C/N- en C/P-verhouding van de verschillende beheerresten Biomassatype Staalcode N totaal P totaal C/N C/P %/ADS mg/kg ADS Heidechopper HC-TE1 1,60 474,9 21,0 707,8 Heidechopper HC-TE2 1,58 451,6 28,0 980,5 Heidechopper HC-TE3 1,19 507,0 24,3 570,9 Heidechopper HC-KB1 0,50 249,7 28,2 565,1 Heidechopper HC-KB2 0,13 142,8 43,6 396,8 Heidechopper HC-KB3 0,51 364,4 23,0 321,7 Heidechopper HC-SV1 0,52 214,9 22,4 542,9 Heide geklepeld HK-SB1 0,90 539,7 59,3 989,2 Heideplagsel HP-TE1 0,44 189,0 24,2 564,4 Heideplagsel HP-TE2 0,32 163,7 21,2 414,0 Heideplagsel HP-KB1 0,78 242,4 24,1 777,0 Heideplagsel HP-SV1 0,25 126,9 20,2 398,4 Bosstrooisel BS-TE1 1,48 582,6 34,0 864,9 Slib Lobeliaven SL-TE1 0,30 169,8 21,1 373,0 Slib Steinsven SL-KB1 1,99 1.820,3 15,5 169,7 Slib ven a/d watertoren SL-KB2 0,48 320,6 23,6 353,5 Slib ven a/d witte bergen SL-KB3 2,26 1.349,3 17,2 288,6 Slib Kranenven SL-SV1 0,79 316,0 21,9 548,5 Slib Schaapsven SL-OH1 0,26 123,2 22,0 464,5 De C/N-verhouding ligt voor de meeste stalen tussen 20 en 30. Dit wijst er op dat het materiaal stabiel is en maar traag N zal afgeven. Bij een aantal stalen ligt de C/Nverhouding duidelijk hoger, hier is er een reële kans op N-vastlegging bij inmengen van dit materiaal in de bodem. Tijdens het composteren verlaagt de C/N-verhouding van het uitgangsmengsel. Het materiaal wordt door het composteren wel stabieler - de makkelijk verteerbare delen zijn reeds verteerd - en is daarom ondanks de lage C/N-verhouding toch sterk organische stof opbouwend. Verse materialen met een hoge C/N-verhouding (>30) kunnen stikstof tijdelijk vastleggen na uitbrengen op een perceel. Voor de afbraak is er immers stikstof nodig en de micro-organismen zullen deze uit de bodem halen. Stabiele compost zal geen minerale N vastleggen bij toepassing in de bodem. Er wordt gestreefd naar een C/N van 25-30 voor het mengsel van uitgangsmaterialen in de compostering. Op het einde van de compostering behoudt men dan idealiter een verhouding van 12 à 15 (benadert verhouding van bodem). De C/P-verhouding is voor alle stalen zeer hoog, wat op een lage P-inhoud wijst. Dit is positief voor toepassing als bodemverbeterend middel of in de compostering. In de landbouw en in de compostering is er nood aan materialen met een hoge C/P-verhouding, m.a.w. biomassa met veel C en weinig P. Gezien dierlijke mest vrij veel P bevat ( en aldus een lage C/P-verhouding heeft) is de hoeveelheid C die de landbouwer via bemesting kan aanvoeren beperkt door de geldende P-normen van het Mest-Actie-Plan. Er zijn geen wettelijke vereisten of richtlijnen voor C/P-verhouding. 17
60 C/N 50 40 30 20 10 0 HC-TE1 HC-TE2 HC-TE3 HC-KB1 HC-KB2 HC-KB3 HC-SV1 HK-SB1 HP-TE1 HP-TE2 HP-KB1 HP-SV1 BS-TE1 SL-TE1 SL-KB1 SL-KB2 SL-KB3 SL-SV1 SL-OH1 Figuur 2: C/N-verhouding voor verschillende beheerresten C/P 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 HC-TE1 HC-TE2 HC-TE3 HC-KB1 HC-KB2 HC-KB3 HC-SV1 HK-SB1 HP-TE1 HP-TE2 HP-KB1 HP-SV1 BS-TE1 SL-TE1 SL-KB1 SL-KB2 SL-KB3 SL-SV1 SL-OH1 Figuur 3: C/P-verhouding voor verschillende beheerresten 18
Voor de elementen kalium (K), magnesium (Mg) en calcium (Ca) werden onderstaande resultaten bekomen. Deze macro-nutriënten zijn essentieel voor een goede plantengroei. K activeert onder andere verschillende enzymen, Mg is een belangrijk onderdeel van bladgroenkorrels en Ca is een onderdeel van de celwanden. Deze nutriënten spelen ook een rol in de zoutbalans binnen de plant; hierbij is een evenwicht tussen de verschillende macro-elementen belangrijk. Er zijn geen wettelijke normen voor K, Mg en Ca bij gebruik als bodemverbeterend middel of als grondstof voor potgrond, maar de resultaten laten wel toe om de waarde van de beheerresten als bron van macro-elementen in te schatten. Tabel 8: Gehalte aan kalium (K), magnesium (Mg) en calcium (Ca) van de verschillende beheerresten Biomassatype Herkomst Staalcode K totaal Mg totaal Ca totaal mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS Heidechopper De Teut HC-TE1 895,9 432,4 2.843,6 Heidechopper De Teut HC-TE2 1.184,2 541,2 2.401,5 Heidechopper De Teut HC-TE3 497,6 394,5 2.439,9 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 870,6 468,9 1.124,3 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 439,4 205,7 239,0 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 575,8 184,6 269,2 Heidechopper Schietveld HC-SV1 343,4 107,1 258,0 Heide geklepeld Schoonbeek HK-SB1 2.631,9 817,2 2.733,9 Heideplagsel De Teut HP-TE1 369,4 184,5 360,3 Heideplagsel De Teut HP-TE2 342,9 206,5 658,8 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 317,0 212,0 1.166,7 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 201,8 84,4 823,8 Bosstrooisel De Teut BS-TE1 540,4 384,7 2.105,4 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 358,8 182,3 277,2 Slib Steinsven Kamp Beverlo SL-KB1 1.522,7 465,5 2.194,7 Slib ven a/d watertoren Kamp Beverlo SL-KB2 353,6 181,4 812,4 Slib ven a/d witte bergen Kamp Beverlo SL-KB3 689,1 286,6 1.129,5 Slib Kranenven Schietveld SL-SV1 285,8 113,4 540,5 Slib Schaapsven Ophovenderheide SL-OH1 96,5 88,4 399,7 Algemeen kunnen we stellen dat het materiaal relatief weinig K, Mg en Na bevat, zeker ook in vergelijking met andere materialen die typisch in de compostering gebruikt worden (denk aan grasmaaisel, groenteresten, stro, houtschors- of snippers, ander groenafval, zie tabel 10). Bij vroegere composteringsproeven bij het ILVO tussen 2007 en 2009 werden uitgangsmaterialen bemonsterd bij de aanvang van drie composteringsproeven met telkens drie hopen. Hierbij varieerden de concentraties voor Ca tussen 1800 en 26100 mg/kg ADS, voor K tussen 1600 en 37000 mg/kg ADS en voor Mg tussen 500 en 4800 mg/kg ADS (Steel et al., 2012). De concentraties in de uitgangsmaterialen van een composteringsproef met kippenmest (Reubens et. al, 2012) in 2010 en 2011 worden in tabel 10 gegeven. 19
Voor de elementen natrium (Na), mangaan (Mn), koper (Cu) en chroom (Cr) werden onderstaande resultaten bekomen. Dit zijn belangrijke micronutriënten voor de plant, maar te hoge gehaltes kunnen voor problemen zorgen bij uitspoeling in de bodem (Cu en Cr). Tabel 9: Gehalte aan natrium (Na), mangaan (Mn), koper (Cu) en chroom (Cr) van de verschillende beheerresten Biomassatype Herkomst Staalcode Na totaal Mn totaal Cu totaal Cr totaal mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS Heidechopper De Teut HC-TE1 150,0 69,9 11,9 4,3 Heidechopper De Teut HC-TE2 124,8 160,2 14,8 4,4 Heidechopper De Teut HC-TE3 100,7 65,9 11,3 4,7 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 132,4 55,8 9,1 5,4 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 61,9 17,7 7,4 4,1 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 69,9 22,2 15,5 4,9 Heidechopper Schietveld HC-SV1 70,0 30,8 9,8 3,5 Heide geklepeld Schoonbeek HK-SB1 168,6 91,7 5,5 1,8 Heideplagsel De Teut HP-TE1 78,3 14,7 6,5 7,7 Heideplagsel De Teut HP-TE2 83,7 49,9 3,8 4,1 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 68,1 56,4 13,0 4,1 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 59,9 8,5 4,0 3,1 Bosstrooisel De Teut BS-TE1 169,9 90,6 10,7 2,7 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 81,2 6,7 3,2 14,7 Slib Steinsven Kamp Beverlo SL-KB1 829,2 80,1 42,2 18,9 Slib ven a/d watertoren Kamp Beverlo SL-KB2 87,6 26,6 14,3 6,3 Slib ven a/d witte bergen Kamp Beverlo SL-KB3 182,2 24,2 40,5 13,5 Slib Kranenven Schietveld SL-SV1 96,9 19,8 12,9 5,2 Slib Schaapsven Ophovenderheide SL-OH1 46,1 23,2 6,1 1,9 De waarden voor Cu en Cr liggen ruim onder de VLAREMA- normen (voorwaarden voor gebruik als meststof of bodemverbeterend middel). Deze norm is 250 mg/kg DS voor Cr en 375 voor Cu (VLAREMA Bijlage 2.3.1). De federale verplichtingen voor compost zijn 100 mg/kg DS voor Cr en 150 voor Cu, dus duidelijk hoger dan de waarden die in de beheerresten gemeten werden. De Mn-gehaltes liggen tussen de 6,7 en 160,2 mg/kg DS. De Na-concentraties liggen tussen de 46,1 en 829,2 mg/kg DS. Dit is relatief laag in vergelijking met andere uitgangsmaterialen die in de compostering worden gebruikt (tabel 10). Tabel 10: Totaal K, Mg, Ca, Na en Mn gehalte van enkele uitgangsmaterialen in een composteringsproef aan het ILVO (Reubens et al., 2012) K totaal Mg totaal Ca totaal Na totaal Mn totaal mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS Kippenmest 24623 7307 86579 5222 469 Tarwestro 2806 873 3138 82 24 Graszaadhooi 26781 2360 10153 1077 174 Houtschors 6988 1465 25431 235 75 Houtsnippers 2811 579 7474 143 59 Grasmaaisel 18604 1849 4599 507 162 20
Voor de elementen cadmium (Cd), lood (Pb), nikkel (Ni) en zink (Zn) werden volgende resultaten bekomen. Deze zware metalen worden opgenomen door planten en kunnen voor problemen zorgen (uitspoeling naar bodem of problemen met voedselveiligheid of toxiciteit voor plant en dier). Tabel 11: Gehalte aan cadmium (Cd), lood (Pb), nikkel (Ni) en zink (Zn) van de verschillende beheerresten Biomassatype Herkomst Staalcode Cd totaal Pb totaal Ni totaal Zn totaal mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS Heidechopper De Teut HC-TE1 0,7 55,0 7,6 105,6 Heidechopper De Teut HC-TE2 1,7 77,6 7,2 102,7 Heidechopper De Teut HC-TE3 0,9 54,8 6,6 69,3 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 0,3 34,9 8,8 52,0 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 0,1 13,4 6,8 18,6 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 0,4 98,1 5,7 40,6 Heidechopper Schietveld HC-SV1 0,6 74,4 4,8 28,3 Heide geklepeld Schoonbeek HK-SB1 0,2 4,0 5,9 41,0 Heideplagsel De Teut HP-TE1 0,5 56,4 7,7 29,3 Heideplagsel De Teut HP-TE2 0,3 18,7 9,5 29,4 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 0,7 50,3 4,8 74,5 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 0,6 28,5 3,8 13,6 Bosstrooisel De Teut BS-TE1 0,6 23,5 6,3 58,9 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 0,6 33,3 6,8 15,2 Slib Steinsven Kamp Beverlo SL-KB1 4,9 241,9 26,1 195,0 Slib ven a/d watertoren Kamp Beverlo SL-KB2 1,3 57,3 7,6 127,5 Slib ven a/d witte bergen Kamp Beverlo SL-KB3 5,5 259,1 14,7 365,5 Slib Kranenven Schietveld SL-SV1 3,6 113,1 5,6 65,8 Slib Schaapsven Ophovenderheide SL-OH1 1,3 64,6 2,3 66,6 Een aantal stalen hebben een hoog gehalte aan Cd en Pb en/of Zn. Dit zijn stalen heidechopper van De Teut (staal HC-TE2) of de slibstalen (stalen SK-KB1, SL-KB3, SL- SV1,). Het Cd-gehalte van de slibstalen SL-KB2 en SL-OH1 vallen net onder de grenswaarde van 1,5. Gebruik als bodemverbeterend middel of grondstof voor compost is voor al deze stalen niet aangewezen. Tabel 12: Samenstellingsvoorwaarden maximum gehalten aan verontreinigende stoffen VLAREMA bijlage 2.3.1 A Voorwaarden voor KB Meststoffen: Productnormen voor VLACO-normen voor compost (eindproduct) gebruik als meststof/ meststoffen, bodemverbeterend bodemverbeterende middel middelen en teeltsubstraten* Parameter Totaal-concentratie mg/kg mg/kg DS mg/kg DS Arseen 150-20 Cadmium 6 1,5 2 Chroom 250-100 Koper 375 50 150 Kwik 5 1 1 Lood 300 50 150 Nikkel 50 20 50 Zink 900 200 400 (*) heidechopper/plagsel wordt niet opgenomen in de lijst als grondstof voor potgrond, deze normen zijn dus voor andere grondstoffen. Voor heidechopper en plagsel zal een ontheffing moeten aangevraagd worden. 21
3.1.4 Kiemtest Via een kiemtest wordt het aantal kiemkrachtige onkruidzaden geëvalueerd, een belangrijk aspect bij toepassing als bodemverbeterend middel of als grondstof voor potgrond. Indien er te veel kiemkrachtige onkruidzaden aanwezig zijn, kunnen deze de groei van het gewenste gewas verhinderen. De beheerresten werden met potgrond gemengd in bakken, bevochtigd en afgesloten met plastiekfolie (om uitdroging te vermijden). De bakken werden gedurende drie weken in een serre geplaatst bij 21 C. Foto 7: beeld van de kiemtest - Bron foto: ILVO Bij een aantal beheerresten werd onkruidgroei vastgesteld, wat wil zeggen dat er kiemkrachtige onkruidzaden aanwezig zijn. Dit is voor gebruik als grondstof in potgrond uit den boze, eventueel ook bij directe toepassing in de bodem. Voor compostering is dit geen probleem: tijdens de thermofiele fase worden de zaden afgedood. De tolerantie werd gelegd tot maximaal tien onkruidzaden. Tabel 13: Gehalte aan kiemkrachtige zaden van de verschillende beheerresten Biomassatype Herkomst Staalcode Kiemkrachtige zaden aantal/l Problematisch? (>10/l) Heidechopper De Teut HC-TE1 0 Nee Heidechopper De Teut HC-TE2 0 Nee Heidechopper De Teut HC-TE3 2 Nee Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 5 Nee Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 34 Ja Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 6 Nee Heidechopper Schietveld HC-SV1 11 Ja Heide geklepeld Schoonbeek HK-SB1 0 Nee Heideplagsel De Teut HP-TE1 1 Nee Heideplagsel De Teut HP-TE2 0 Nee Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 8 Nee Heideplagsel Schietveld HP-SV1 3 Nee Bosstrooisel De Teut BS-TE1 0 Nee Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 3 Nee Slib Steinsven Kamp Beverlo SL-KB1 60 Ja Slib ven a/d watertoren Kamp Beverlo SL-KB2 24 Ja Slib ven a/d witte bergen Kamp Beverlo SL-KB3 9 Nee Slib Kranenven Schietveld SL-SV1 16 Ja Slib Schaapsven Ophovenderheide SL-OH1 0 Nee 22
3.1.5 Tussentijdse conclusie Volgende tussentijdse conclusies kunnen worden getrokken op basis van bovenstaande analyses: Tabel 14: Overzicht van de tussentijdse conclusies i.v.m. de verschillende beheerresten Biomassatype Herkomst Staalcode Interessante materialen Heidechopper De Teut HC-TE1 Heidechopper De Teut HC-TE3 Bosstrooisel De Teut BS-TE1 Heide geklepeld Schoonbeek HK-SB1 Potentieel interessante materialen Niet interessante materialen Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 Heidechopper Schietveld HC-SV1 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 Heideplagsel De Teut HP-TE1 Heideplagsel De Teut HP-TE2 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 Heidechopper De Teut HC-TE2 Slib Steinsven Kamp Beverlo SL-KB1 Slib ven a/d watertoren Kamp Beverlo SL-KB2 Slib ven a/d witte bergen Kamp Beverlo SL-KB3 Slib Kranenven Schietveld SL-SV1 Slib Schaapsven Ophovenderheide SL-OH1 Op de interessante materialen (OS > 60% en geen overschrijding zware metalen) zal een analyse gebeuren op de celwandencomponenten en testen op N- immobilisatie. Tevens zullen deze vier interessante materialen nog eens worden gezeefd op 5 mm om te testen of de eigenschappen hierdoor nog kunnen verbeterd worden. Deze testen worden besproken in punt 3.2 van dit rapport. De potentieel interessante materialen zullen worden gezeefd met de betrachting het % OS te verhogen. Vervolgens zullen deze fracties na zeven verder worden getest. Deze testen worden besproken in 3.3 van dit rapport. De niet interessante materialen worden als niet bruikbaar gezien als bodemverbeterend middel door een te hoog gehalte aan zware metalen. Deze materialen worden dan ook niet verder onderzocht in kader van dit project. 23
3.2 Verdere analyses op interessante materialen 3.2.1 N-immobilisatie Bijkomende analyses werden uitgevoerd op de interessante materialen (stalen HC-TE1, HC-TE3, BS-TE1, HK-SB1). Via een N-immobilisatietest wordt nagegaan of de beheerresten al dan niet N zullen vastleggen of vrijgeven. Op elke staal wordt NH 4 -N en NO 3 -N gemeten. Vervolgens wordt 350 mg N/l substraat via een KNO 3 -oplossing aan elk staal toegevoegd en worden de stalen een week geïncubeerd op 37 C. Na een week wordt opnieuw NH 4 -N en NO 3 -N gemeten. Het verschil tussen het initiële minerale N- gehalte en de toegevoegde minerale N enerzijds, en het minerale N-gehalte na de incubatie geeft weer hoeveel N vastgelegd of vrijgesteld is. Uit de resultaten blijkt dat de interessante materialen op basis van hoog OS-gehalte en geen overschrijding van zware metalen, dit zijn staal HC-TE1 (heidechopper), staal HC-TE3 (heidechopper), BS-TE1 (bosstrooisel) en staal HK-SB1 (heide geklepeld), allemaal N immobiliseren. De afgeklepelde heide (HK-SB1) heeft een duidelijk lagere waarde voor N-immobilisatie. De initiële concentraties aan minerale N zijn ook aan de lage kant (<30 mg N/l substraat). Deze N-immobilisatie moet geëvalueerd worden in functie van de toepassing. Bij pure toepassing in de bodem in het voorjaar wordt N vastgelegd, die hierdoor niet meer beschikbaar is voor het gewas, wat tot tekorten kan leiden. Bij pure toepassing in de bodem in het najaar wordt N vastgelegd, die hierdoor minder gevoelig wordt voor uitspoeling naar het grondwater. Wanneer deze beheerresten in de compostering worden gebruikt, zal de composteerder hiermee rekening moeten houden voor de samenstelling van de composthoop. Als deze beheerresten worden gemengd met N-rijke gewasresten in het najaar op het veld zullen ze de N uit de gewasresten binden en kan N-uitspoeling naar het grondwater worden vermeden. Het gebruik van deze beheerresten is afhankelijk van de toepassing dus als positief of negatief te beoordelen. Tabel 15: N-immobilisatie (%) van stalen HC-TE1, HC-TE3, BS-TE1 en HK-SB1 Biomassatype Staalcode NO 3-N initieel NH 4-N initieel N-immobilisatie mg/l substraat mg/l substraat % Heidechopper HC-TE1 < 5,0 28.7 38,6 Heidechopper HC-TE3 21.45 8.4 44,9 Heide geklepeld HK-SB1 < 5,0 < 5,0 18,0 Bosstrooisel BS-TE1 11.1 8.5 56,3 3.2.2 Stabiliteit: analyse van celwandcomponenten Om de stabiliteit van de beheerresten te beoordelen, wordt gebruik gemaakt van de biochemische samenstelling van de beheerresten. Dit gebeurt via de bepaling van hemicellulose, cellulose en lignine. Deze fracties worden berekend uit de bepaling van neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF), en acid detergent lignin (ADL) volgens de Fibersac-methode, afgeleid van Van Soest et al. (1991). Op basis van de bepaling van het gehalte aan NDF, ADF en ADL werd de potentiële biodegradeerbaarheid berekend als (hemicellulose + cellulose)/lignine, waarbij hemicellulose = NDF-ADF, cellulose = ADF-ADL en lignine = ADL. De oplosbare fractie is gemakkelijk afbreekbare fractie van de organische stof (= OS - hemicellulose - cellulose lignine). Hoe hoger deze waarde, hoe gemakkelijker het materiaal kan afbreken. De stalen HC-TE1 en BS-TE1 zijn weinig biodegradeerbaar en dus zeer stabiel, staal HC- TE3 is relatief stabiel en staal HK-SB1 heeft nog een relatief grote potentiële biodegradeerbaarheid. Deze 4 stalen hadden ook een C/N hoger dan 20. Ter vergelijking geven we hier waarden voor de biodegradeerbaarheid van het uitgangsmateriaal en afgewerkte composten van proeven uitgevoerd op het ILVO: Voor het uitgangsmengsel aan het begin van de compostering lag de waarde tussen 2.8 en 7.3. Voor de afgewerkte 24
composten lag de waarde tussen 1.0 en 1.3 voor stabiele composten, en tussen 1.5 en 1.8 voor de minder stabiele composten (Vandecasteele et al., 2013). Voor deze beheerresten geven de analyseresultaten aan dat het om relatief stabiel materiaal gaat. Dit is in overeenstemming met de hogere C/N-waarden (>20) in deze materialen. Indien dit materiaal niet puur kan gebruikt worden, dient het dus eerst verwerkt te worden. Op zich kan dit materiaal niet gecomposteerd worden en moet het dus gemengd worden met andere (minder stabiele) materialen om een goed composteringsproces te krijgen. Tabel 16: Celwandcomponenten van stalen HC-TE1, HC-TE3, BS-TE1 en HK-SB1 Staal Oplosbaar Hemicellulose Cellulose Lignine Biodegradeerbaarheid % / ADS % / ADS % / ADS % / ADS HC-TE1 12,9 15,9 8,4 23,2 1,05 HC-TE3 8,9 20,9 5,2 17,0 1,54 BS-TE1 18,9 23,9 10,8 37,1 0,94 HK-SB1 5,3 4,9 6,2 4,6 2,40 3.2.3 Afzeven De vier interessante materialen werden gezeefd (Foto 8 tot 11) op 5 mm om te testen of de eigenschappen hierdoor nog konden verbeterd worden. In tabel 17 worden de verschillende gewichtspercentages per afgezeefde fractie op verse gewichtsbasis weergegeven. ph-h 2 O, EC, OS, DS, SO 4, Cl, volumegewicht, stabiliteit via de oxitopmethode voor de bepaling van oxygen uptake rate (OUR), fytotoxiciteit, NO 3 -N, NH 4 -N, N-totaal, P-totaal, C/N en C/P werden geanalyseerd. De resultaten hiervan worden voor weergegeven in tabel 18, 19, 20 en 21. Tabel 17: Gewichtspercentages van stalen HC-TE1, HC-TE3, BS-TE1 en HK-SB1 na afzeven op 5 mm (vers materiaal) Type Staalcode Fractie < 5 mm (%) Fractie > 5 mm (%) Heidechopper HC-TE1 68,9 32,9 Heidechopper HC-TE3 87,2 12,8 Bosstrooisel BS-TE1 46,7 54,5 Heide geklepeld HK-SB1 32,8 67,2 25
a) Analyseresultaten na afzeven heidechopper Teut staal HC-TE1 Foto 8: < 5 mm (links) en > 5 mm (rechts) - µs/cm %/ADS %/vers mg/l substraat mg/l substraat g/l vers substraat mmol/kg OS/uur ongezeefd 5,32 170 60,5 54,7 - - - - - < 5 mm 5,54 89 58,9 58,3 31,2 27,6 268,4 2,1 19 > 5 mm 5,76 33 89,9 54,6 < 11,7 11 262,5 - - % NO 3-N NH 4-N N totaal P totaal mg/l substraat mg/l substraat %/ADS mg/kg ADS ongezeefd - - 1,602 474,9 21,0 707,8 < 5 mm < 5,0 28,1 1,472 482,6 22,2 678,0 > 5 mm < 5,0 6,7 1,138-43,9 - C/N C/P b) Analyseresultaten na afzeven heidechopper Teut - staal HC-TE3 Foto 9: < 5 mm (links) en > 5 mm (rechts) - µs/cm %/ADS %/vers mg/l substraat mg/l substraat g/l vers substraat mmol/kg OS/uur ongezeefd 4,54 57 52,1 46,1 - - - - - < 5 mm 4,55 51 43,3 48,5 < 11,7 < 10,0 428 0,4 1 > 5 mm 4,73 31 75,8 38,7 < 11,7 < 10,0 481,1 - - Tabel 18: Overzicht analyseresultaten van heidechopper Teut staal HC-TE1 na afzeven ( - : geen analyse) volumegewicht ph-h 2O EC OS DS SO 4 Cl OUR fytotoxiciteit Tabel 19: Overzicht analyseresultaten van heidechopper Teut staal HC-TE3 na afzeven ( - : geen analyse) volumegewicht ph-h 2O EC OS DS SO 4 Cl OUR fytotoxiciteit % NO 3-N NH 4-N N totaal P totaal mg/l substraat mg/l substraat %/ADS mg/kg ADS ongezeefd - - 1,189 507,0 11,2 263,2 < 5 mm 10,7 10 1,043 398,2 23,1 604,1 > 5 mm 5,6 < 5,0 1,041-40,5 - C/N C/P 26
c) Analyseresultaten na afzeven bosstrooisel staal BS-TE1 Foto 10: < 5 mm (links) en > 5 mm (rechts) - µs/cm %/ADS %/vers mg/l substraat mg/l substraat g/l vers substraat OUR mmol/kg OS/uur ongezeefd 4,09 68 90,7 43,7 - - - - - < 5 mm 4,89 41 73,8 44,4 < 11,7 < 10,0 252,5 0,6 15 > 5 mm 5,25 20 90,2 40,4 < 11,7 < 10,0 743 - - % NO 3-N NH 4-N N totaal P totaal mg/l substraat mg/l substraat %/ADS mg/kg ADS ongezeefd - - 1,602 474,9 21,0 707,8 < 5 mm < 5,0 28,1 1,472 482,6 22,2 678,0 > 5 mm < 5,0 6,7 1,138-43,9 - C/N C/P d) Analyseresultaten na afzeven geklepelde heide Teut staal HK-SB1 Foto 11: < 5 mm (links) en > 5 mm (rechts) - µs/cm %/ADS %/vers mg/l substraat mg/l substraat g/l vers substraat mmol/kg OS/uur ongezeefd 5,60 45 96,1 43,5 - - - - - < 5 mm 5,97 52 80,8 34,6 < 11,7 20,3 240,3 < 0.2 9 > 5 mm 6,16 38 93,3 34,8 < 11,7 12,8 633,3 - - Tabel 20: Overzicht analyseresultaten bosstrooisel staal BS-TE1 na afzeven ( - : geen analyse) volumegewicht ph-h 2O EC OS DS SO 4 Cl fytotoxiciteit Tabel 21: Overzicht analyseresultaten geklepelde heide Teut staal HK-SB1 na afzeven ( - : geen analyse) volumegewicht ph-h 2O EC OS DS SO 4 Cl OUR fytotoxiciteit % NO 3-N NH 4-N N totaal P totaal mg/l substraat mg/l substraat %/ADS mg/kg ADS ongezeefd - - 0,904 539,7 59,1 989,2 < 5 mm < 5,0 < 5,0 1,150 675,8 39,0 664,2 > 5 mm < 5,0 < 5,0 0,941-55,1 - C/N C/P 27
Algemeen kon vastgesteld worden dat de materialen < 5 mm relatief weinig aarde/zand bevatten (OS> 40%/ADS), waardoor deze stalen er visueel zeer bruikbaar als grondstof voor potgrond uitzagen. Het vers volumegewicht van de fijne fractie wijst op lichte materialen. Bij composten van drie composteringsproeven uitgevoerd door ILVO varieerde de verse bulkdensiteit tussen 381,0 en 604,2 g/l (Steel et al., 2012). De EC-waarden lagen in de fijne fractie van de gezeefde stalen iets lager dan in het ongezeefde materiaal. De ph-waarden lagen in de fijne fractie van de gezeefde stalen iets hoger dan in het ongezeefde materiaal. De gehalten aan minerale N liggen in alle stalen zeer laag (< 30 mg N/l substraat). De vier geteste materialen vertonen een zeer hoge stabiliteit, namelijk zeer lage OURwaarden (<3) die via de oxitop-methode gemeten werden. Hierbij wordt het microbieel zuurstofverbruik onder gestandaardiseerde omstandigheden gemeten in een gesloten respirometer. De Oxygen Uptake Rate (OUR) geeft aan hoe snel het organisch materiaal kan worden omgezet: hoe sneller, hoe minder rijp en stabiel het materiaal is. De streefwaarde voor compost is < 10, de wettelijke norm voor compost is <15. De fytotoxiciteit van de materialen werd getest via een kiemproef. De kiemkracht van tuinkers wordt onder gestandaardiseerde omstandigheden bepaald in het vers analysemateriaal. De kiemkracht wordt vergeleken met de waarde in een referentiesubstraat (zuiver zand). De fytotoxiciteit wordt dan uitgedrukt als de procentuele kiemremming relatief ten opzichte van het referentiesubstraat. Het KB Meststoffen stelt geen voorwaarden voor fytotoxiciteit en bij de voorwaarden van de FOD Volksgezondheid voor het verlenen van een ontheffing voor het gebruik van compost is fytotoxiciteit ook niet langer als criterium opgenomen. Vlaco heeft ook geen specifieke vereisten qua fytotoxiciteit, het is wenselijk om een zo laag mogelijke waarde te hebben. 10% fytotoxiciteit kan beschouwd worden als een indicatieve grens. De fytotoxiciteit was soms hoog (tot 19%). Dit werd op het pure materiaal getest, bij inmenging van heidechopper in potgrond zal dit mogelijks minder uitgesproken zijn. Het OS-gehalte was lager in de fijnere fracties ten opzichte van de grovere, door het hogere aandeel bodemdeeltjes in de fijnere fractie. Het OS-gehalte in de grove fracties liep op tot 90% op DS voor stalen HC-TE1, BS-TE1 en HK-SB1. Dit is zeer gunstig voor diverse toepassingen. Cl- en SO 4 -waarden in beide fracties zijn laag en dus gunstig voor o.a. gebruik in potgrond. 3.2.4 Heidechopper: inschatting potentieel als grondstof in potgrond Op een mengstaal van heidechopper van verschillende locaties in De Teut werd het potentieel van het materiaal als grondstof in potgrond getest voor wat betreft de fysische eigenschappen (droge bulkdensiteit, luchtvolume, watervolume, krimp en totaal poriënvolume). De fysische analyse werd op twee fracties uitgevoerd: 2.83-20 mm (materiaal waarbij fijne en grove fractie uitgezeefd werd) en < 2.83 mm (fijne fractie). Tijdens het eerste stakeholderoverleg van dit project werd suggereerd dat de fractie 2-20 mm ideaal zou zijn voor gebruik in potgrond, de fijne fractie (< 2.83 mm) is mogelijks rijker aan zand, de grove fractie (> 20mm) is dan voor een andere toepassing bruikbaar. 28
Tabel 22: Overzicht analyseresultaten van mengstaal heidechopper De Teut Heidechopper De Teut Parameter Eenheden 2,83-20 mm < 2,83 mm Droge bulkdensiteit kg/m³ 65,7 220,5 % water g water/100 g 10 cm 76,5 77,7 50 cm 70,8 74,3 100 cm 72,8 70,3 Water op drooggewicht g water/100 g 10 cm 328,7 353,4 50 cm 248,7 290,4 100 cm 355,5 236,6 Totaal poriënvolume % (ml/100 ml) 96,1 88,6 Luchtvolume % (ml lucht/100 ml substraat) 10 cm 74,7 11,6 50 cm 80,7 24,5 100 cm 80,7 34,7 Watervolume % (ml water/100 ml substraat) 10 cm 21,3 77,0 50 cm 15,5 64,1 100 cm 15,4 53,6 Gemakkelijk opneembaar water ml water/100 ml substraat 5,8 12,9 Waterbufferend vermogen ml water/100 ml substraat 0,1 10,5 Krimp % 24,0 25,7 Vochtgehalte % (g/100g vers substraat) 64,1 59,3 Droge stof % (g DS/100g vers substraat) 35,9 40,7 Organische stof % (g/100g droge stof) 82,7 52,0 As % (g/100g droge stof) 17,3 48,0 Uit deze analyse blijkt eveneens dat de 2.83-20 mm fractie een hoger OS-gehalte en DSgehalte heeft. Toch heeft de fijnste fractie de beste eigenschappen als potgrond. Het zijn beide lichte materialen, wat positief is voor gebruik als grondstof voor potgrond. De fijnste fractie heeft procentueel meer water en ook meer water op drooggewicht in de 10-50 cm laag. Het totaal poriën- en luchtvolume is kleiner dan bij de grovere fractie. Het watervolume is groter. Bij de fijne fractie is ook de grotere hoeveelheid gemakkelijk opneembaar water en het waterbufferend vermogen beter dan bij de grove fractie. Alle parameters zijn vergelijkbaar met andere grondstoffen van potgrond (bijlage 3). Enkel de hoeveelheid gemakkelijk opneembaar water is eerder aan de lage kant. Het waterbufferend vermogen van de fijne fractie is dan weer hoog in vergelijking met andere grondstoffen. Bij de interpretatie moet rekening worden gehouden met het feit dat beide fracties puur werden getest, in potgrondmengsels kunnen beide fracties zich op een verschillende manier gaan gedragen. In het MIP-ICON project getiteld Ontwikkeling van duurzame potgrond op basis van groencompost en (lokaal) beschikbare en geproduceerde secundaire grondstoffen (DUPOCO, 2011-2013) werden verschillende nevenstromen zoals koffiegruis, vlaslemen, cacaodoppen en compost gevaloriseerd voor de productie van substraten. Gezeefde stalen van de heidechopper werden ook gebruikt in de potproeven van het DUPOCO. Uit de resultaten blijkt dat de mengsels met heidechopper geschikt zijn als duurzame 29
potgrond mits gepaste bemesting, m.a.w. dat heidechopper potentieel heeft als grondstof voor teeltsubstraten. In de proeven werden mengsels gemaakt van groencompost en/of gft-compost met andere lokale grondstoffen (bijv. houtvezel, miscanthus, vlasstro). Eén van die lokale grondstoffen was heidechopper van De Teut. Zowel de fijne fractie (< 2mm) als de grove fractie (2-20 mm) werd gebruikt in verschillende mengsels, met een aandeel tussen 10 en 60 volume%. Vijf van de 6 mengsels met heidechopper scoorden zeer goed als groeisubstraat in de plantentesten, het mengsel met 10% fijne heidechopper scoorde iets minder. Dit rapport zal in de loop van 2014 beschikbaar worden gesteld via www.mipvlaanderen.be. 3.3 Afzeven van de potentieel interessante materialen Het effect van het afzeven van de potentieel interessante materialen op de eigenschappen van het materiaal werd getest. Tabel 23 geeft een overzicht van welke stalen gezeefd werden in verschillende fracties om hun potentieel als bodemverbeterend middel, grondstof in potgrond of compostering te verhogen. Tabel 23: Overzicht potentieel interessante materialen die afgezeefd werden Biomassatype Herkomst Staalcode Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 Heidechopper Schietveld HC-SV1 Heideplagsel De Teut HP-TE1 Heideplagsel De Teut HP-TE2 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 Eerst werd de zeef met de hand geschud, waarna ze telkens twee minuten in de zeeftoren werd geplaatst. In tabel 23 worden per staal de gezeefde fracties weergegeven. In tabel 24 wordt het procentueel aandeel van het versgewicht van elke fractie berekend om een idee te hebben van het belang van elke fractie. In tabel 27 worden de verschillende fracties visueel getoond. Foto 12: beeld van de zeeftoren Bron foto: ILVO 30
Tabel 24: Gezeefde fracties van potentieel interessante beheerresten Biomassatype Herkomst Staalcode Fractie A Fractie B Fractie C Heidechopper Heidechopper Heidechopper Kamp Beverlo Kamp Beverlo Kamp Beverlo HC-KB1 > 5 mm < 5 mm en > 2 mm < 2 mm HC-KB2 > 5 mm (dennentakken handmatig uitgehaald) < 5 mm en > 2 mm HC-KB3 > 5 mm < 5 mm en > 2 mm < 2 mm Heidechopper Schietveld HC-SV1 > 5 mm < 5 mm en > 2 mm Heideplagsel De Teut HP-TE1 > 5 mm < 5 mm en > 2 mm < 2 mm Heideplagsel De Teut HP-TE2 > 5 mm < 5 mm en > 2 mm < 2 mm Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 > 5 mm < 2 mm Heideplagsel Schietveld HP-SV1 > 5 mm < 5 mm en > 2 mm < 2 mm Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 > 8 mm. Staal was zeer nat: moest door zeef worden geduwd met stamper, fractie aan houtig materiaal is zeer klein (met de hand eruit gehaald) < 8 mm < 2 mm (weinig verschil met fractie B) < 2 mm (ging moeilijk omdat materiaal zeer nat was bolletjes) / (geprobeerd op 2 mm maar weinig verschil met fractie B) / (geprobeerd op 2 mm maar weinig verschil met fractie B) Tabel 25: Procentueel aandeel van het versgewicht per afgezeefde fractie (Fractie A: >5mm, Fractie B: 2-5 mm, Fractie C: < 2mm) Biomassatype Herkomst Staalcode Fractie A (%) Fractie B (%) Fractie C (%) Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 29 29 38 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 15 13 69 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 57 21 17 Heidechopper Schietveld HC-SV1 32 56 10 Heideplagsel De Teut HP-TE1 19 60 18 Heideplagsel De Teut HP-TE2 18 70 9 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 22 77 / Heideplagsel Schietveld HP-SV1 19 41 39 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 5 90 / De fractie > 5 mm werd ook verder geanalyseerd. De ph en EC van de fracties > 5 mm zijn geschikt voor toepassing als bodemverbeteraar. Bij stalen SL-TE1, HC-KB1, HC-KB2 en HP-SV1 is er geen minerale stikstof (NO 3 -N en NH 4 -N) vastgesteld, bij de stalen HP- TE1, HP-TE2, HP-KB1 en HC-KB3 zijn dit slechts lage concentraties en is NO 3 -N ongeveer gelijk aan NH 4 -N (tabel 26). 31
Tabel 26: ph-h 2 O, EC en minerale N (NO 3 -N en NH 4 -N) voor de fractie > 5 mm (fractie A) Biomassatype Herkomst Staalcode ph-h 2O EC NO 3-N NH 4-N µs/cm mg/l mg/l substraat substraat Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 5,71 63,0 < 5,0 < 5,0 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 5,41 34,0 < 5,0 < 5,0 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 4,38 90,0 25,1 18,0 Heideplagsel De Teut HP-TE1 4,06 90,0 12,5 7,9 Heideplagsel De Teut HP-TE2 4,76 59,0 < 5,0 15,0 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 4,34 98,0 25,7 30,1 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 4.62 28,0 < 5,0 < 5,0 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 4,73 39,0 < 5,0 < 5,0 Tabel 27: Organische stofgehalte op absoluut droge stof (ADS) of verse basis voor de fractie > 5mm (fractie A) Biomassatype Herkomst Staalcode OS DS %/ADS %/vers Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 52,1 47,5 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 61,3 44,0 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 25,2 53,9 Heideplagsel De Teut HP-TE1 46,8 45,5 Heideplagsel De Teut HP-TE2 38,0 49,9 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 57,6 40,6 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 19,2 61,4 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 38,1 43,7 % OS/DS % OS/vers 80 60 40 20 0 HC-KB1A HC-KB2A HC-KB3A HP-TE1A HP-TE2A HP-KB1A HP-SV1A SL-TE1A 30 20 voor zeven 10 na zeven 0 HC-KB1A HC-KB2A HC-KB3A HP-TE1A HP-TE2A HP-KB1A HP-SV1A SL-TE1A voor zeven na zeven Figuur 4: Organische stofgehalte (OS) op absoluut droge stof (ADS) of verse basis voor het niet-gezeefde materiaal en de fractie > 5mm (fractie A) na zeven. Door het afzeven van deze materialen verhoogt het OS-gehalte (%/ADS en %/vers) van de fractie > 5 mm aanzienlijk (tabel 27, figuur 4). Enkel voor stalen HC-KB3 en HP-SV1 lag het % OS/ADS in de fractie > 5 mm lager dan 30%. Afzeven kan dus als een geschikte voorbehandeling worden beschouwd om het OS-gehalte van de beheerresten te verhogen. Eventuele testen op het terrein kunnen inschatten of het mogelijk is om deze voorbehandeling ter plaatse uit te voeren. De zandige fractie die achterblijft kan gebruikt worden op het terrein zelf of afgevoerd worden (grondverzetsregeling, zie verder). 32
80 C/N 70 60 50 40 30 voor zeven na zeven 20 10 0 HC-KB1A HC-KB2A HC-KB3A HP-TE1A HP-TE2A HP-KB1A HP-SV1A SL-TE1A Figuur 5: C/N verhouding voor het niet-gezeefde materiaal en de fractie > 5mm (fractie A) na zeven. Door afzeven verlaagt de C/N verhouding (figuur 5) van de afgezeefde fracties. Dit is waarschijnlijk te wijten aan een hoger %OS in de grove fractie t.o.v. de zandfractie (die in de fijne fractie terecht komt). De zeeftesten werden uitgevoerd op vochtig materiaal zonder extra drogen. Bij drogen zou mogelijks een hoger rendement gehaald worden (meer aarde/zand kan verwijderd worden uit de grove fractie). Het laten drogen van beheerresten kan hiertoe een optie zijn. In de praktijk lijkt dit echter moeilijk gezien de hopen vaak vanbinnen in moeilijk opdrogen. Het regelmatig keren van de hopen om het drogen te versnellen, brengt extra kosten met zich mee. 33
Tabel 28: Oorspronkelijk materiaal en afgezeefde fracties van de verschillende beheerresten Biomassatype Herkomst Staalcode Oorspronkelijk Fractie A Fractie B Fractie C Heidechopper De Teut HC-TE1 Interessant zonder zeven Heidechopper De Teut HC-TE2 Te hoog in zware metalen Heidechopper De Teut HC-TE3 Interessant zonder zeven Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 34
Biomassatype Herkomst Staalcode Oorspronkelijk Fractie A Fractie B Fractie C Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 Heidechopper Schietveld HC-SV1 Heide geklepeld Schoonbeek HK-SB1 Interessant zonder zeven Heideplagsel De Teut HP-TE1 Heideplagsel De Teut HP-TE2 35
Biomassatype Herkomst Staalcode Oorspronkelijk Fractie A Fractie B Fractie C Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 Bosstrooisel De Teut BS-TE1 Interessant zonder zeven Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 Slib Steinsven Kamp Beverlo SL-KB1 Te hoog in zware metalen 36
Biomassatype Herkomst Staalcode Oorspronkelijk Fractie A Fractie B Fractie C Slib ven a/d watertoren Kamp Beverlo SL-KB2 Te hoog in zware metalen Slib ven a/d witte bergen Kamp Beverlo SL-KB3 Te hoog in zware metalen Slib Kranenven Schietveld SL-SV1 Te hoog in zware metalen Slib Schaapsven Ophovenderheide SL-OH1 Te hoog in zware metalen 37
3.4 Effect van het afzeven van minder interessant materiaal Staal HC-TE2 (heidechopper, De Teut) werd afgezeefd op 2 en 20 mm (foto 13) om te testen of de afgezeefde fracties lagere gehaltes aan zware metalen bevatten. De Cd-concentratie lag namelijk tegen de norm voor gebruik als bodemverbeterend middel (norm is 2 mg/kg DS) en overschreed de norm voor gebruik als potgrond (< 1 mg/kg DS, KB meststoffen). 27% van het materiaal behoorde tot de fractie < 2 mm (gewichtspercent) en 65% tot de fractie 2-20 mm. Uit tabel 29 blijkt dat het afzeven inderdaad voor een daling van de concentratie aan zware metalen zorgde in de fractie 2-20 mm (behalve voor Zn). Voor Cd daalt de norm echter niet onder de 1 mg/kg DS, waardoor deze niet kan worden gebruikt als (grondstof in) potgrond. De waarden vallen wel binnen de normen van VLAREMA en VLACO, waardoor toepassing als bodemverbeterend middel of grondstof in compostering nog mogelijk is. De fijnste fractie (< 2,0 mm) bevatte hogere concentraties zware metalen dan de fractie 2-20 mm en dan de ongezeefde fractie (behalve voor Ni). Foto 13: Heidechopper De Teut (staal HC-TE2) na afzeven Fractie 2,0-20 mm (links) en fractie < 2,0 mm (rechts) Tabel 29: Gehalte aan zware metalen (Cd, Cr, Cu, Pb, Ni en Zn) van staal HC-TE2 heidechopper De Teut voor en na afzeven: fractie 2-20 mm en fractie < 2 mm Fractie Cd totaal Cr totaal Cu totaal Pb totaal Ni totaal Zn totaal mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS ongezeefd 1,66 4,4 14,8 77,6 7,2 102,7 2,0-20 mm 1,49 3,5 14,7 62,0 5,2 117,6 < 2,0 mm 1,83 4,5 17,6 84,9 6,3 137,0 Tabel 30: ph-h 2 O, elektrische geleidbaarheid (EC), organische stof (OS), droge stof (DS), volumegewicht, stabiliteit (OUR), fytotoxiciteit en kiemkrachtige zaden van staal HC-TE2 heidechopper De Teut voor en na afzeven: fractie 2-20 mm en fractie < 2 mm Fractie ph-h 2O EC OS DS - µs/cm %/ADS %/vers g/l vers substraat OUR mmol/kg OS/uur Volumegewicht Fytotoxiciteit Kiemkrachtige zaden % aantal/l ongezeefd 5,38 104 79,7 34,3 - - - 0 2,0-20 mm 5,82 58 86,2 37,6 187,6 1,2 11 2 < 2,0 mm 5,68 90 74,0 40,0 285,9 1,0 6 0 38
Tabel 31: N-totaal, NO 3 -N, NH 4 -N, P-totaal, C/N en C/P verhouding van staal HC-TE2 heidechopper De Teut voor en na afzeven: fractie 2-20 mm en fractie < 2 mm Fractie N totaal NO 3-N NH 4-N P totaal C/N C/P %/ADS mg/l substraat mg/l substraat mg/kg ADS - - ongezeefd 1,578 - - 451,6 28,1 980,5 2,0-20 mm 1,638 < 5,0 13,4 465,1 29,2 1029,6 < 2,0 mm 1,824 < 5,0 24,0 499,8 22,5 822,6 Analyses van ph, EC (KB Meststoffen: onder 750 µs/cm) en OS (KB Meststoffen: hoger dan 50%/DS) op de afgezeefde fracties vertoonden geen problemen voor gebruik in potgrond (tabel 30). Het OS-gehalte is hoger bij de grovere fractie. Beide stalen zijn zeer licht materiaal (laag vers volumegewicht), wat positief is voor gebruik als grondstof voor potgrond. Er zijn geen wettelijke normen voor het volumegewicht van het uitgangsmateriaal van potgrond. Hoe lichter het materiaal, hoe beter (gebruiksvriendelijker). Bij composten van drie composteringsproeven varieerde de verse bulkdensiteit tussen 381,0 en 604,2 g/l (Steel et al., 2012). Bijkomend werd de stabiliteit (OUR) van de afgezeefde fracties bepaald (tabel 30). De waarden liggen zeer laag (zeer stabiel product), de wettelijke norm voor compost is <15 en de streefwaarde voor compost is <10. De fytotoxiciteit van de materialen werd getest via een kiemproef. De kiemkracht van tuinkers wordt onder gestandaardiseerde omstandigheden bepaald in een substraat, bestaande uit vers analysemateriaal al dan niet verdund met potgrond in functie van de EC. Aangezien de EC lager ligt dan 375 µs/cm in de geteste materialen werd het materiaal niet verder verdund voor deze test. De kiemkracht wordt vergeleken met de waarde in een referentiesubstraat (zuivere potgrond). De fytotoxiciteit wordt dan uitgedrukt als de procentuele kiemremming relatief t.o.v. het referentiesubstraat. De fytotoxiciteit (tabel 30) lag eerder hoog voor de grove fractie en iets lager voor de fijne fractie. Dit werd echter op het pure materiaal getest, bij inmenging van heidechopper in potgrond zal dit mogelijks minder uitgesproken zijn. Mogelijke oorzaken kunnen verder bekeken worden. Via een kiemtest werden het aantal kiemkrachtige onkruidzaden geteld in de afgezeefde fracties (tabel 30), ook hier werden geen problemen ondervonden voor gebruik in potgrond (2 onkruiden/l worden toegestaan). De C/N en C/P-verhoudingen blijven gunstig na afzeven voor gebruik als grondstof in compostering of bodemverbeterend middel (tabel 31). Tabel 32: Totale concentraties aan mineralen (Mn, K, Mg, Ca, Na, Fe en Al) van staal HC-TE2 heidechopper De Teut voor en na afzeven: fractie 2-20 mm en fractie < 2 mm Fractie Mn totaal K totaal Mg totaal Ca totaal Na totaal Fe totaal Al totaal mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS mg/kg ADS ongezeefd 160,2 1184,2 541,2 2401,5 124,8 - - 2,0-20 mm 246,7 2544,8 567,6 2787,9 98,0 1668 903 < 2,0 mm 287,1 2779,1 631,8 3124,1 106,9 2122 1210 39
Tabel 33: Concentraties aan plantbeschikbare nutriënten (P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn) en gehaltes aan Na, SO4, Cl van staal HC-TE2 heidechopper De Teut na afzeven: fractie 2-20 mm en fractie < 2 mm. De concentraties worden uitgedrukt als mg/liter substraat. Fractie mm P- AmAc mg/l substr K- AmAc mg/l substr Ca- AmAc mg/l substr Mg- AmAc mg/l substr Fe- AmAc mg/l substr Mn- AmAc mg/l substr SO 4 Na Cl mg/l substr mg/l substr mg/l substr Cu- AmAc mg/l substr 2,0-20 6,6 84,6 150,0 35,8 0,7 13,8 15,2 16,6 29,1 0,1 3,9 < 2,0 10,4 144,9 265,6 62,4 0,8 24 27,5 20,3 45,1 0,1 6,6 Zn- AmAc mg/l substr Uit tabel 32 blijkt dat de fractie < 2 mm een grotere concentratie aan mineralen bevatte (totale gehaltes) dan de grovere fractie (behalve voor Ca). Dit geldt ook voor de plantbeschikbare mineralen (tabel 33). Ook de concentraties aan Cl en SO 4 liggen laag en vormen geen probleem voor gebruik in potgrond (tabel 33). Cl en SO 4 dragen bij tot de elektrische geleidbaarheid van het materiaal. Voor SO 4 zijn er geen specifieke normen. Voor Cl zijn er wel normen gedefinieerd in het KB Meststoffen voor het gebruik als bodemverbeterend middel (= directe toepassing in de bodem), maar niet voor het gebruik in potgrond. Indicatief kan gesteld worden dat Cl: <100 = laag, 100-250 = normaal en > 250 = hoog. De EC is via het KB Meststoffen genormeerd voor bodemverbeterende middelen en voor potgrond. Algemeen kan geconcludeerd worden dat dit staal heidechopper (staal HC-TE2) niet kan gebruikt worden in potgrond door een te hoge Cd-waarde. Het inmengen van een bepaalde fractie (bijv. 20-30%) is wel mogelijk. Gebruik als grondstof in compostering of toepassing als bodemverbeterend middel zijn in principe ook mogelijk. 40
4 Regelgeving 4.1 Relevante regelgeving Vooraleer men afvalstoffen kan gebruiken als meststof of bodemverbeterend middel dient men aan een aantal voorwaarden te voldoen. Daarvoor dient men rekening te houden met de regelgeving onder de verantwoordelijkheid van verscheidene overheidsinstanties, zowel regionale als federale, en met name de OVAM, de Mestbank (VLM) en de Federale Overheidsdienst Volksgezondheid, Veiligheid van de Voedselketen en Leefmilieu (het voormalige Ministerie van Middenstand en Landbouw). Deze drie overheidsinstanties bekijken dit gebruik elk vanuit hun eigen invalshoek, respectievelijk worden de milieu-impact door verontreinigingen, de nutriënteninhoud en de landbouwkundige waarde beoordeeld. Naast de federale en Vlaamse regelgeving zijn er ook kwaliteitsvereisten die opgelegd kunnen worden in het kader van certificeringsprogramma s (bijv; VLACO-label, RHP-certificiëring of BPF-certificaat). Toepassingsgebied Tabel 34: Regelgeving met betrekking tot gebruik van afvalstoffen als meststof of bodemverbeterend middel Regelgeving Bevoegde instantie Materiaalkringlopen en afvalstoffen Vlaams reglement betreffende het duurzaam beheer van materiaalkringlopen en afvalstoffen (VLAREMA) OVAM Bodem Vlaams Reglement rond de Bodemsanering (VLAREBO) OVAM Verhandelen producten Koninklijk besluit van 28 januari 2013 betreffende het in de handel brengen en het gebruiken van meststoffen, bodemverbeterende middelen en teeltsubstraten Federale overheid Meststof Mestdecreet VLM (mestbank) 41
4.2 VLAREMA & VLAREBO Er is soms onduidelijkheid over welke wetgeving van toepassing is: moet bijvoorbeeld plagsel worden beschouwd als afvalstof en dus behandeld worden volgens de bepalingen van het VLAREMA, of gaat het om bodem waardoor het moet behandeld worden volgens de bepalingen van het VLAREBO? Plaggen omvat het verwijderen van de bovenste horizont bestaande uit al dan niet verteerd organisch materiaal, waarbij een minimale hoeveelheid zand wordt afgevoerd. Met andere woorden wordt uitsluitend de bovenste bodemlaag afgestoken tot op de minerale bodem, hetgeen zelden dieper is dan de eerste 10 cm van de bodem. In dit geval kan men spreken van een afvalstof en is VLAREMA van toepassing. Indien er bij plaggen dieper wordt afgegraven dan de organische laag, spreekt men eerder over een afgraving. Deze fractie moet men als uitgegraven bodem beschouwen. Het materiaal moet dan ook volgens VLAREBO afgevoerd en/of hergebruikt worden. De grondverzetsregeling is aldus van toepassing. Gezien chopperen het afklepelen van de begroeiing en de humuslaag betreft, zal dit op basis van de gevolgde redenering bij het plagsel, vallen binnen VLAREMA. Ook slib en strooisel zullen onder VLAREMA resorteren gezien het organische reststromen zijn. Voor het gebruik als grondstof van bepaalde afvalstoffen, zoals beschreven in VLAREMA, is een grondstofverklaring vereist. Daarnaast kan een grondstofverklaring steeds worden aangevraagd wanneer zich de vraag stelt afval of niet?. De procedure voor het bekomen van een grondstofverklaring is uitgebreid beschreven in afdeling 2.4 van het VLAREMA. Een grondstofverklaring dient te worden aangevraagd bij OVAM via een aangetekend schrijven. Als basisstuk geldt het standaardformulier. Binnen VLAREMA moet een grondstofverklaring worden aangevraagd voor volgende gebruiksgebieden: gebruik in of als meststof of als bodemverbeterend middel gebruik in of als bouwstof gebruik als bodem gebruik in kunstmatige afdichtingslagen met waterglas. Een grondstofverklaring geeft aan dat een bepaald materiaal als een grondstof moet worden beschouwd en komt in de plaats van het vroegere gebruikerscertificaat. Net als in het voormalige VLAREA werden de onderzochte beheerresten niet opgenomen in bijlage 2.2 afdeling 1 van VLAREMA, zijnde de lijst van materialen die in aanmerking komen voor gebruik als bodemverbeterend middel of meststoffen. Voor biomassa reststromen die niet in deze lijst opgenomen werden dient aldus een grondstofverklaring worden aangevraagd door de producent bij de OVAM. Momenteel werd er nog geen grondstofverklaring voor plagsel of chopper afgeleverd als bodemverbeterend middel. Reden hiervoor is de vermeende instabiliteit van stromen als plagsel en choppermateriaal als gevolg van het hoog gehalte aan organisch materiaal. Uit de analyses in dit rapport blijkt echter de instabiliteit bij bepaalde types heidechopper zeer laag te zijn: de materialen worden op basis van stabiliteitsmetingen met oxitop en op basis van biochemische samenstelling (celwandcomponenten) en andere eigenschappen (hoge C/N, lage concentraties aan minerale N) als zeer stabiel bestempeld. Voor plagsel werd dit niet bepaald omdat het plagsel lagere gehalten aan organische stof had dan het choppermateriaal en aldus nog stabieler is. VLAREMA (Art. 2.3.1.3) schrijft voor dat van zodra organisch-biologische afvalstoffen worden gebruikt in een biologische verwerking voor de productie van meststoffen of bodemverbeterende middelen, er een keuringsattest vereist is voor de verwerker. Dit keuringsattest geeft aan dat afvalstoffen als grondstoffen gebruikt kunnen worden. Onder biologische verwerking verstaat men het geheel van processen waarbij micro-organismen instaan voor de omzetting van organisch-biologisch materiaal tot producten die in aanmerking 42
komen voor gebruik in, of als organische meststof of bodemverbeterend middel. Onder deze processen vallen o.a. compostering, vergisting, biothermisch drogen,. VLAREMA bepaalt welke stromen rechtstreeks, dus zonder biologische verwerking, op de bodem kunnen worden gebracht. Het direct onderwerken van organisch afval op landbouwgrond dat niet in de lijst van VLAREMA is opgenomen, is in principe verboden tenzij er een grondstofverklaring wordt verkregen. De onderzochte beheerresten in dit project zijn niet opgenomen in de lijst van VLAREMA. Er is een uitzondering op deze regel, met name als deze materialen binnen het landbouwbedrijf ontstaan en binnen het landbouwbedrijf zelf worden ondergewerkt. Op basis hiervan kan de terreinbeheerder aldus het bij het beheer vrijkomende organisch reststromen uit de eigen terreinen onderwerken op de eigen akkers binnen hetzelfde projectgebied. 4.3 KB 28 januari 2013 Het KB Meststoffen beschrijft normen voor meststoffen, bodemverbeterende middelen en teeltsubstraten die verhandeld worden. De normen gelden voor de producten, niet voor de grondstoffen. Er wordt wel voor elk product vermeld welke grondstoffen mogen gebruikt worden. Beheerresten worden niet vermeld in het KB meststoffen. Het KB meststoffen laat dus het verhandelen voor gebruik van beheerresten als bodemverbeterend middel of als grondstof voor potgrond niet toe, tenzij er door de verwerker een ontheffing aangevraagd wordt bij de FOD Volksgezondheid. Bij het verlenen van de ontheffing worden specifieke voorwaarden naar samenstelling opgelegd. Mogelijk kunnen bepaalde onderzochte stromen (bv heidechopper) aanzien worden als teelaarde. Of deze materialen echter gebruikt mogen worden in potgrond of als bodemverbeterend middel dient verder besproken te worden op het overlegcomité inzake meststoffen. 4.4 Mestdecreet Het Mestdecreet bepaalt de verplichtingen waaraan land- en tuinbouwers in Vlaanderen moeten voldoen bij de productie en verwerking van mest, het bemesten van landbouwgrond en het transport en de opslag van meststoffen. Via dit mestdecreet wordt uitvoering gegeven aan de Europese Nitraatrichtlijn met als doel het oppervlakte- en grondwater te beschermen tegen nitraten uit agrarische bronnen. Afhankelijk van het type meststof zijn andere werkingscoëfficiënten voor stikstof en fosfaat van toepassing. Indien de onderzochte beheerresten zullen worden ondergewerkt op landbouwgrond, mits het verkrijgen van een grondstofverklaring van de OVAM, vallen deze onder de categorie andere meststof. Dit is een meststof die niet beschouwd wordt als dierlijke mest of kunstmeststof en welke moet voldoen aan de vereisten van het VLAREMA en aan het Koninklijk Besluit van 28 januari 2013 betreffende het in de handel brengen en het gebruiken van meststoffen, bodemverbeterende middelen en teeltsubstraten. Ze kunnen worden toegediend bovenop de maximale toegediende hoeveelheid dierlijke mest zolang de totale N- en P 2 O 5 -norm niet overschreden wordt. De producent van de beheerresten moet zich hierbij laten registreren als producent van andere meststoffen. Als gecertificeerde groen- en GFT-compost op een perceel wordt gebruikt, hoeft slechts 50% van de hoeveelheid fosfaat van de compost in rekening worden gebracht. Het decreet vermeldt dit echter enkel expliciet voor groen- en GFT-compost en is dus niet van toepassing om andere stromen zoals plagsel. Voor actuele en bijkomende informatie betreffende het mestdecreet wordt verwezen naar de website van de Vlaamse Landmaatschappij (www.vlm.be). 43
4.5 Tussentijdse opslag op het terrein Wat de opslag van organische afvalstromen op het terrein betreft wordt een onderscheid gemaakt tussen een opslag op het terrein waar de beheeringreep plaatsvindt en een opslag waar de beheerresten uit verschillende gebieden gecentraliseerd worden. In het eerste geval is geen milieuvergunning nodig (opslag mag in functie van een regelmatige afvoer), in het tweede geval wel. Wat de toegestane duurtijd/hoeveelheid betreft van opslag van groenafval op het terrein worden dezelfde voorwaarden opgelegd als die voor de gemeentelijke containerparken (wat in feite een algemene invulling is op de voorwaarden van VLAREM: geen hinder veroorzaken aan derden). In het Uitvoeringsplan Huishoudelijke Afvalstoffen is een beperking opgenomen in opslagtijd van groenafval op containerparken: de termijn varieert in functie van de seizoenen. De opslagtermijn voor fijn tuinafval bedraagt maximum 1 week in de periode april-oktober en 1 maand in de periode november-maart, voor het grover tuinafval zoals snoeihout is de termijn beperkt tot 2 maanden. De beheerresten in dit rapport kunnen mogelijks als grover afval aanschouwd worden. Na het verkrijgen van een grondstofverklaring is deze regeling niet meer van toepassing gezien er niet meer gesproken wordt over een afvalstof. Wel is het zo dat de grondstofverklaring wordt verleend met het oog op de verwerking van de biomassa reststroom. In deze grondstofverklaring kunnen dan ook ook maatregelen zijn opgenomen inzake opslag teneinde de kwaliteit van de grondstof te garanderen met het oog op de verwerking ervan alsook geen hinder te veroorzaken aan derden. 4.6 Transport Wie afvalstoffen wil vervoeren, inzamelen of verhandelen is gebonden aan een aantal regels, zoals opgenomen in VLAREMA. De vervoerder en producent die zelf regelingen treft moet de algemene vervoersvoorwaarden naleven. Wie deze rol voor derden wil vervullen moet zich laten registreren als inzamelaar, afvalstoffenhandelaar of -makelaar. Wanneer men als producent van het afval de eigen afvalstoffen vervoert moet men zich aldus niet laten registreren. Wel moet men de transportvoorwaarden van afvalstoffen naleven. Dit houdt onder andere in dat men de afvalstoffen alleen mag vervoeren als er een identificatieformulier bijgevoegd is, behoudens een aantal uitzonderingen. Na het verkrijgen van een grondstofverklaring valt deze regeling weg. Wel kunnen er voorwaarden worden opgelegd in de grondstofverklaring inzake transport. Indien de beheerresten worden ondergewerkt op landbouwgrond mag het transport ervan enkel gebeuren door een erkende mestvoerder. Deze moeten voor elk transport een transportdocument opmaken in het Mest Transport Internet Loket (MTIL). Bij de opmaak van een mestafzetdocument zijn onder andere de identificatie van de aanbieder, de afnemer en een geldige mestcode noodzakelijk. 44
5 Besluit Er zijn diverse mogelijke verwerkingspistes voor biomassareststromen uit natuur- en bosbeheer als bodemverbeterend middel zoals: - Gebruik als grondstof voor compostering; - Gebruik als grondstof voor potgrond of direct als teeltsubstraat; - Gebruik als bodemverbeterend middel via direct onderwerken in landbouwgronden. De beheerresten werden via chemische en fysische analyses getest voor het potentieel gebruik als grondstof voor compostering, als grondstof voor potgrond of direct als teeltsubstraat, en als bodemverbeterend middel. Via labotesten werd het potentieel voor het afzeven van bepaalde interessante fracties bepaald. De relatie tussen de eigenschappen en de toepassingsmogelijkheden wordt hieronder schematisch weergegeven: Er werden grote verschillen in eigenschappen vastgesteld tussen de materialen. De verwerking wordt vooral bepaald door de eigenschappen van de specifieke materialen afkomstig van een bepaald gebied. Tabel 35 vat de besluiten van dit rapport samen. Voor elk van de geteste beheerresten wordt aangegeven waarvoor dit materiaal gebruikt kan worden, en welke voorbehandeling vereist of gewenst is. Hierbij werd de volgende redenering gevolgd: - Wanneer het materiaal >50% OS/DS zonder zeven en geen kiemkrachtige onkruidzaden te gebruiken voor potgrond, ingangsmateriaal voor compost, bodemverbeteraar (geschiktheid blijkt uit analyses van C/N, C/P, stabiliteit, volumegewicht, zoutconcentraties, fytotoxiciteit en fysische eigenschappen) - Wanneer het materiaal >50% OS/DS zonder zeven en wel kiemkrachtige onkruidzaden bevat eerst composteren - Wanneer materiaal na afzeven >50% OS/DS en geen kiemkrachtige onkruidzaden te gebruiken als potgrond, ingangsmateriaal voor compost, bodemverbeteraar - Wanneer het materiaal <50% OS/DS minder bruikbaar ingangsmateriaal voor compost, eventueel wel als bodemverbeteraar. - Wanneer het materiaal te hoog is in zware metalen kan enkel ondergewerkt worden op bodems mits een studie ontvangende grond, ofwel te gebruiken als bouwstof of storten 45
Heidechopper De Teut HC-TE1 Ok >50% Nee Potgrond, bodemverbeteraar, ingangsmateriaal voor compost Heidechopper De Teut HC-TE2 Te hoog >50% Nee Ingangsmateriaal voor compost, bodemverbeteraar Heidechopper De Teut HC-TE3 Ok >50% Nee Potgrond, bodemverbeteraar, ingangsmateriaal voor compost Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 Ok >50% na afzeven op 5 mm Nee Potgrond, bodemverbeteraar, ingangsmateriaal voor compost Heidechopper Heidechopper Kamp Beverlo Kamp Beverlo HC-KB2 Ok >50% na afzeven op 5 mm HC-KB3 Ok 25% na afzeven op 5 mm Ja Nee Ingangsmateriaal voor compost Bodemverbeteraar Heidechopper Schietveld HC-SV1 Ok 21% na afzeven op 5 mm Ja Bodemverbeteraar Heide geklepeld Tabel 35: Mogelijke toepassing van de geteste beheerresten Biomassatype Herkomst Staalcode Gehalte zware metalen %OS/DS Onkruid Toepassing Schoonbeek HK-SB1 Ok >50% Nee Potgrond, bodemverbeteraar, ingangsmateriaal voor compost Bosstrooisel De Teut BS-TE1 Ok >50% Nee Potgrond, bodemverbeteraar, ingangsmateriaal voor compost Heideplagsel De Teut HP-TE1 Ok 47% na afzeven op 5 mm Heideplagsel De Teut HP-TE2 Ok 38% na afzeven op 5 mm Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 Ok >50% na afzeven op 5 mm Nee Nee Nee Bodemverbeteraar Bodemverbeteraar Potgrond, bodemverbeteraar, ingangsmateriaal voor compost Heideplagsel Schietveld HP-SV1 Ok 19% na afzeven op 5 mm Slib Lobeliaven Slib Steinsven De Teut SL-TE1 Ok 38% na afzeven op 5 mm Kamp Beverlo Nee Nee Bodemverbeteraar Bodemverbeteraar SL-KB1 Te hoog >50% Ja Onderwerken mits studie ontvangende grond, bouwstof, reinigen of storten Slib ven a/d watertoren Slib ven a/d witte Bergen Kamp Beverlo Kamp Beverlo SL-KB2 Te hoog 20% Ja Onderwerken mits studie ontvangende grond, bouwstof, reinigen of storten SL-KB3 Te hoog >50% Nee Onderwerken mits studie ontvangende grond, bouwstof, reinigen of storten Slib Kranenven Schietveld SL-SV1 Te hoog 31% Ja Onderwerken mits studie ontvangende grond, bouwstof, reinigen of storten Slib Schaapsven Ophovener -heide SL-OH1 Te hoog 10% Nee Onderwerken mits studie ontvangende grond, bouwstof, reinigen of storten 46
In dit project werden enkele interessante stromen gedetecteerd voor een hoogwaardig gebruik als grondstof voor potgrond of als teeltsubstraat. Vooral heidechopper, geklepelde heide en bosstrooisel hebben hiertoe interessante eigenschappen. Binnen het heidechopper is er echter een grotere variabiliteit waarneembaar, waardoor slechts een gedeelte van het materiaal in aanmerking zou komen. Het direct onderwerken op naburige landbouwgronden, al dan niet met op voorhand een afzeefstap, lijkt voor de andere reststromen economisch de meest interessante afzetpiste. Het gehalte aan organische stof beïnvloedt zowel de fysische en chemische als de biologische eigenschappen van een bodem. Na inwerken van organisch materiaal wordt het grootste deel van het materiaal door de micro-organismen in de bodem gebruikt als voedselbron en afgebroken. Een Vlaamse akker bevat in de bovenste 23 cm van de bodem gemiddeld zo n 50 ton organische koolstof/ha. Ruw geschat breekt jaarlijks ongeveer 2% van deze organische koolstof af, overeenkomend met ±1 ton C/ha. Om het organische koolstofgehalte op hetzelfde peil te houden, zou jaarlijks dus ook 1 ton C/ha in de bodem moeten worden gebracht. Vanaf 1990 wordt een daling in de organische koolstofvoorraden in Vlaamse landbouwgronden vastgesteld. Door de gunstige C/P verhouding van de onderzochte materialen kunnen deze hiertoe interessant zijn als koolstofbron voor Vlaamse landbouwbodems. Bij problemen rond onkruidzaden kan compostering ervoor zorgen dat deze hun kiemkracht verliezen. Compostering gebeurt door activiteit van bacteriën en schimmels die van nature al op het organisch materiaal aanwezig zijn. Zij breken het materiaal af en gebruiken de producten voor hun eigen levensprocessen. Bij dit afbraakproces gebruiken ze zuurstof en ontstaan er restgassen, kooldioxide, water en warmte. Het resultaat is compost, een bodemverbeterend middel met een hoog gehalte aan stabiele organische stof. De onkruidzaden verliezen hun kiemkracht door de hoge temperatuur (55-70 C) in combinatie met een hoge vochtigheid, waardoor een gehygiëniseerd materiaal ontstaat. Na het hele proces ontstaat er compost, een bodemverbeterend middel met een hoog gehalte aan stabiele organische stof. Bij toepassing van de beheerresten als grondstof in compost of als bodemverbeteraar moet wel rekening gehouden worden met mogelijke N-immobilisatie door dit materiaal. Het materiaal kan best in het najaar ingewerkt worden in de bodem, bij voorjaarsinwerking zal extra bemesting nodig zijn. Bij gebruik als grondstof in de compostering vormt dit materiaal de bruine fractie (structuurmateriaal), er zal dus voldoende groen en vers materiaal moeten bijgemengd worden om tot een goed composteerproces te komen. 5.1 Plagsel Plagsel dat zeer veel zand bevat ten opzichte van de (bovenste) organische laag wordt beschouwd als uitgegraven bodem. De grondverzetsregeling is in dat geval van toepassing. Indien de uitgegraven bodem voldoet aan de waarden voor vrij gebruik vermeld in bijlage V van het VLAREBO wordt deze vanuit het bodembeheerbeleid niet als verontreinigd beschouwd. Het gehalte aan verontreinigende stoffen of organismen op of in de bodem laat toe dat de bodem al zijn functies kan vervullen zonder dat enige beperking moet worden opgelegd. Uitgegraven bodem die aan de vrij gebruikswaarde voldoet mag men zonder beperkingen overal gebruiken. Uitgegraven bodem die voldoet aan bijlage V van het VLAREBO mag men vrij gebruiken, zowel binnen als buiten de kadastrale werkzone. Uitgegraven bodem welke niet voldoet aan de waarden voor vrij gebruik van bijlage V van het VLAREBO, maar wel voor alle stoffen voldoet aan de bodemsaneringsnorm van het bestemmingstype III (bijlage IV van het VLAREBO), mag men buiten de kadastrale werkzone gebruiken op voorwaarde dat een studie van de ontvangende grond wordt uitgevoerd en voor zover de uitgegraven bodem voor alle stoffen voldoet aan de 80% van de bodemsaneringsnorm van de ontvangende grond. Plagsel kan desgevallend binnen de projectzone zelf als bouwstof hergebruikt worden, zoals het aanleggen of herstellen van dijken, op voorwaarde dat de code van goede praktijk voor 'gebruik van uitgegraven bodem binnen een zone voor gebruik ter plaatse' wordt gerespecteerd. Plagsel met een hoger organisch gehalte valt binnen de VLAREMA wetgeving en kan, mits daartoe een grondstofverklaring wordt verkregen, bijvoorbeeld ondergewerkt worden op 47
landbouwgrond met breedstrooiers. Bij het onderwerken op landbouwgronden is er het voordeel voor de landbouwer dat hij organische stof op zijn perceel krijgt aangevoerd. Voor de terreinbeheerder betekent dit een afzet van het plagsel tegen beperkte kosten (circa 2 /m 3 ). Indien er veel/grof hout in het plagsel aanwezig is, kan er nog een afzeving uitgevoerd worden. De fijne fractie gaat dan alsnog in de landbouw en de grove houtfractie wordt in de compostering verwerkt. Composteerders kunnen deze grove houtfractie gebruiken als structuurmateriaal in het composteerproces. Het poorttarief bij compostering is sterk afhankelijk van hoe het materiaal eruit ziet en welke nabewerkingen er nog moeten komen om het geschikt te maken (verhakselen, omzetten, zeven, ). De kosten zijn voor de houtige fractie dan niet veel lager dan voor gemengd groenafval. Gemiddeld kan je voor groenafval een kostprijs rekenen van 25 à 30 euro. Voor de grove afgezeefde houtige fractie zal dit dus normaal gezien daar onder liggen. Afhankelijk van de nodige voorbewerkingen zal de prijs voor het houtig structuurmateriaal gaan van 0 tot 25 /ton. Tevens zou deze houtige fractie kunnen ingezet worden voor energiedoeleinden. Hierbij zou er eerder sprake kunnen zijn van een mogelijke opbrengst voor de aanvoerder van dit houtig materiaal. In kader van een grondstofverklaring kunnen echter bepaalde gebruiken worden opgelegd door de OVAM. De rendabiliteit van het afzeefproces dient aldus steeds goed bekeken worden in functie van het mogelijke gebruik van de afgezeefde stromen. Het plagsel in zijn geheel aanbieden bij compostering kan maar is over het algemeen een dure optie. Door het composteren van plagsel zal de samenstelling van het materiaal wel sterk wijzigen: het nutriëntenarme materiaal zal gemengd moeten worden met N-rijke materialen om goed te kunnen composteren. Bij het afzetten van plagsel naar compostering moet tevens rekening gehouden worden met mogelijke hoge transportkosten afhankelijk van de locaties van de af te voeren plagselhopen en de locatie van de composteerinstallatie. Het toepassen van plagsel als grondstof voor potgrond lijkt minder haalbaar dan choppermateriaal. Plagsel bevat relatief veel zand getuige het lagere organische gehalte dan choppermateriaal. Na afzeeftesten op laboschaal werd echter wel een significant hoger organisch gehalte bekomen. Het is echter nog onvoldoende duidelijk of dezelfde resultaten kunnen bekomen worden op praktijkschaal. 5.2 Choppermateriaal Het choppermateriaal blijkt, samen met het bosstrooisel en de geklepelde heide, het materiaal te zijn met het hoogste gebruikspotentieel als grondstof voor potgrond of als bodemverbeterend middel. Het is tevens de verwachting dat chopperen als nieuwere beheertechniek in de toekomst nog aan belang zal winnen ten opzichte van plaggen. De eigenschappen van de heidechopper (o.a. C/P-verhouding) zijn zeer gunstig voor sommige verwerkingstechnieken alsook voor de landbouw. Compostering leidt tot ph-stijging en hierdoor vermindert het N- immobiliserend vermogen. Al naar gelang de beoogde toepassing is het dus al dan niet wenselijk om te composteren. Er is een grote variabiliteit in de onderzochte stalen: bepaalde types choppermateriaal kunnen puur gebruikt worden voor potgrondmengsels, voor andere types is het afzeven van de grove fractie vereist en sommige stromen komen niet in aanmerking voor de potgrondindustrie maar wel voor andere toepassingen. Het opsplitsen in een fijne en een grove fractie kan leiden tot een hogere gebruikswaarde voor elk van de fracties. Uit de analyses in dit rapport blijkt de instabiliteit bij bepaalde types heidechopper zeer laag te zijn: de materialen worden op basis van stabiliteitsmetingen met oxitop en op basis van biochemische samenstelling (celwandcomponenten) en andere eigenschappen (hoge C/N, lage concentraties aan minerale N) als zeer stabiel bestempeld. Cl- en SO 4 -waarden zijn laag en dus gunstig voor o.a. gebruik in potgrond. Uit de analyses in dit rapport blijkt de vermeende instabiliteit bij bepaalde types heidechopper zeer laag te zijn: de materialen worden op basis van stabiliteitsmetingen met oxitop en op basis van biochemische samenstelling (celwandcomponenten) en andere eigenschappen (hoge C/N, lage concentraties aan minerale N) als zeer stabiel bestempeld. Cl- en SO 4 -waarden zijn laag en dus gunstig voor onder andere 48
een gebruik in potgrond. We kunnen dus stellen dat heidechopper een zekere waarde heeft in economische termen op basis van deze interessante eigenschappen. Een mengstaal van heidechopper van verschillende locaties van De Teut werd gebruikt voor het inschatten van de potenties als grondstof in potgrond. Het materiaal werd via afzeven opgesplitst in 2 fracties (< 2,83 mm en 2,83-20 mm) voorafgaand aan de analyse van de fysische eigenschappen (droge bulkdensiteit, luchtvolume, watervolume, krimp en totaal poriënvolume). Beide fracties hadden gunstige eigenschappen waardoor ze potentieel hebben als grondstof voor potgrond. De afgeklepelde heide van Schoonbeek (HK-SB1) had eveneens zeer gunstige eigenschappen als grondstof voor potgrond, als ingangsmateriaal voor compostering of als bodemverbeterend middel. Choppermateriaal met veel zand, gras en dikke stukken hout is minder interessant voor potgrondproducenten. Stukjes gras en hout zijn immers visueel niet gewenst in potgrond en zand is niet af te zeven en maakt het materiaal onnodig zwaar. Chopper van heide uit zowel eerste (de afgeklepelde fijne heide) alsuit de tweede werkgang (de mossen en humuslaag die wordt afgeklepeld) werkgang is interessant voor de productie van potgrond. Bij chopperen in twee werkgangen kunnen de vrijkomende materialen best gescheiden gehouden worden teneinde een zo hoog mogelijke toepassing na te streven. Aangewezen is dit aldus gescheiden te stockeren. Bij voorkeur is het materiaal eveneens zo droog mogelijk teneinde transportkosten te reduceren alsook en de structuur in de potgrond te bewaren. Nat en zwaar materiaal is immers weinig luchtig en brengt niet veel zuurstof toe aan de potgrond. Op basis van de uitgangssituatie op het terrein zijn er verschillende stromen aan choppermateriaal te identificeren. Naast choppermateriaal van gewone heide zijn er zo ook stromen van sterk verboste heide of vergraste heide. Verder onderzoek moet duidelijk maken welke stromen wel of niet geschikt zijn, of kunnen gemaakt worden mits voorbehandeling, voor de productie van potgrondmengsels. Een hoge zandfractie kan problematisch zijn voor de verwerking gezien het zand moeilijk af te zeven is in de praktijk. Foto 14: Afzeven van choppermateriaal in en grove en fijne fractie met een trommelzeef Bron: ANB Ruben Gybels 49
5.3 Bosstrooisel Bosstrooisel komt slechts sporadisch beschikbaar aangezien het enkel vrijkomt bij bosomvorming, hetgeen slechts een eenmalige ingreep is. Het bosstrooisel van De Teut (BS- TE1) had zeer gunstige eigenschappen in functie van grondstof voor potgrond, als ingangsmateriaal voor compostering of als bodemverbeterend middel. Voor specifieke teelten zoals de Azalea-teelt kan dit strooisel gebruikt worden als substraat omwille van zijn zure eigenschappen. De oogst van strooisel werd in het verleden veelvuldig toegepast. Gezien de afvoer van bosstrooisel echter een aanslag is op de voornaamste nutriëntenvoorraad in bosecoystemen op arme zandgronden en het fijnwortelstelsel kwam er op strooiselroof een streng verbod. Weghalen van de strooisellaag is aldus enkel aangewezen in kader van bosomvorming naar meer schrale systemen zoals heide en mits uitdrukkelijke toelatingen. Onderzoek van het INBO (Devos B., 2006) wijst er op dat de metalen Cd, Zn, Cu en Pb zich in strooisellagen kunnen concentreren en systematisch hoger liggen in de provincies Antwerpen en Limburg dan in de rest van Vlaanderen. Dit is aldus een aandachtspunt bij eventueel verder gebruik van het strooisel. 5.4 Slib Slib vrijkomende bij het opschonen van waterpartijen vertoont vaak een verhoogde concentratie aan zware metalen en een verhoogd gehalte organische stof. Gebruik als bodemverbeteraar kan enkel mits een grondstofverklaring wordt afgeleverd door de OVAM. Deze mogelijkheid is enkel interessant indien het organische stofgehalte voldoende hoog is. Het slib komt onder de noemer 'ruimingsslib' voor in de lijst van toegelaten materialen voor gebruik als bouwstof of bodem. Het VLAREMA schrijft voor dat in deze gevallen een expliciete grondstofverklaring moet worden aangevraagd. Mits voldaan wordt aan bepaalde normen kan slib tevens gebruikt worden als bouwstof in een werk (waterwerk, dijklichaam, wegenbouwkundig werk, bouwwerk of bouwkundig grondwerk dat duidelijk te onderscheiden is van de bodem). Bijvoorbeeld door de toevoeging van kalk ontstaat een grondachtig materiaal dat geschikt is als toepassing in wegfunderingen. Het verhoogde organische stofgehalte geeft echter bouwkundige problemen voor het gebruik als bouwstof. Bij verhoogde concentraties aan zware metalen, waardoor het slib niet meer voldoet aan de voorwaarden voor vrij gebruik als bodem (bijlage V van het VLAREBO), kan het slib enkel als bodem gebruikt worden mits een studie van de ontvangende grond. In dergelijke studie wordt, op basis van de kenmerken van de ontvangende grond, bepaald aan welke kenmerken het aangevoerde slib moet voldoen, opdat het gebruik ervan geen bijkomende verontreiniging in het grondwater kan veroorzaken en een mogelijke blootstelling aan de verontreinigende stoffen geen bijkomend risico oplevert op de ontvangende grond. Bij overschrijdingen van de normen dient het slib afgevoerd te worden naar een grondreinigingscentrum of een stortplaats. Voor meer concrete informatie over de toepassing van slib als bouwstof of bodem kan een leidraad en algemene code van goede praktijk bagger- en ruimingsspecie worden geconsulteerd op de OVAM-website (www.ovam.be). 50
6 Aanbevelingen Economische aspecten Het economische luik van het verwerken van bepaalde stromen (plagsel en choppermateriaal) dient verder in kaart gebracht te worden. Dit op basis van een onderscheid in kwaliteit en de eventueel vereiste voorbehandeling. Hierbij dient onderzocht te worden of het technisch en economisch haalbaar is om plagsel en choppermateriaal op terrein te zeven in twee of drie fracties: een minerale fractie die achterblijft op het terrein, een fractie 2-40 mm die naar de potgrondindustrie gaat en een fractie > 40 mm die naar de composteer- of energie-installaties gaat. Juridisch kader Het valoriseren van biomassa reststromen is een verhaal van kansen. Het gebruik van biomassarestromen als bodemverbeterend middel beantwoord dan ook aan een duurzaam materialenbeleid, waarbij eco-efficiënte productie en maximale recyclage van secundaire grondstoffen centraal staan. Hiertoe dient een regelgevend kader maximaal ondersteunend werken om de valorisatie van deze reststromen als bodemverbeterend middel of als grondstof voor teeltsubstraten mogelijk te maken mits de nodige richtlijnen. Een veralgemening van de toelating van bepaalde stromen als grondstof lijkt echter moeilijk haalbaar gelet op de grote variabiliteit binnen de onderzochte deelstromen met hun uiteenlopende eigenschappen. Binnen het juridisch kader VLAREMA/VLAREBO is er echter wel ruimte voor flexibiliteit inzake het afleveren van specifieke grondstofverklaringen en maneuvreerruimte inzake analysefrequentie en te analyseren parameters teneinde onderzoekskosten te reduceren. In kader van het KB meststoffen kan mogelijks een opening gecreëerd worden welke het gebruik van beheerresten als bodemverbeterend middel of als grondstof voor potgrond toestaan, waarbij beheerresten onder de noemer van teelaarde kunnen vallen of er een ontheffing wordt goedgekeurd. Terreinbeheer Uit de karakterisatie van de beheerresten in dit rapport blijkt een grote variabiliteit aan deelstromen met uiteenlopende eigenschappen. Hiertoe dient geval per geval bekeken te worden welke de meest haalbare verwerkingspistes zijn. Algemeen kan gesteld worden dat het vermijden van vervuilingen (zand, stenen, grof houtig materiaal,..) best kan vermeden worden om bijkomende behandelingen (afzeven) nadien te vermijden. Tevens is de eventuele contaminatie met zware metalen een aandachtspunt naar de verwerking toe. Voor de onderzochte biomassa-reststromen dient steeds een grondstofverklaring door de producent te worden aangevraagd bij de OVAM. Hiertoe dienen de nodige stappen aldus tijdig ondernomen te worden. Na de ontvankelijkheid- en volledigheidsverklaring van de aanvraag tot grondstofverklaring zal de OVAM binnen de 45 kalenderdagen meedelen of de grondstofverklaring wordt verleend of geweigerd. Kostentechnisch lijkt lokale samenwerking met landbouwers om beheerresten onder te werken op landbouwgronden in vaak de meest interessant piste teneinde transportkosten en poorttarieven bij andere verwerking te vermijden. Voor Vlaamse landbouwgronden zijn deze stromen omwille van de hoge C/P-waarde interessant als koolstofbron. Voor de materialen (choppermateriaal, bosstrooisel, ) met potentieel tot een hoogwaardige toepassing zoals de productie van potgrond of als teeltsubstraat, moet de betrachting zijn zo homogeen mogelijke stromen te produceren. Hiertoe kan bij het plannen van de beheeringreep mogelijk reeds rekening gehouden worden met de verwerking alsook logistieke of technische aanpassingen. Er dient hierbij gestreefd te worden naar het maximaal vermijden van contaminanten (zand, stenen, grof houtig materiaal, ) en het eventueel apart verzamelen en stockeren van beheerresten van verschillende kwaliteit (b.v. choppermateriaal uit eerste en tweede werkgang). Daarnaast is het aangewezen het vrijkomende materiaal zo droog mogelijk te houden teneinde transportkosten te reduceren alsook om de structuur in de potgrond te bewaren. 51
52
Nederlandse samenvatting In het kader van natuurbeheer wordt verschraling aanzien als een stelsel van maatregelen om in onnatuurlijk verrijkte bodems de oorspronkelijke voedingstoestand terug te brengen. De vrijkomende biomassastromen, kunnen mogelijks interessant zijn inzake hergebruik als bodemverbeterend middel of als grondstof voor potgrond. Dit onderzoeksproject spitst zich toe op de biomassastromen met een verhoogde zandige fractie zoals plagsel, chopper-materiaal, strooisel en ruimingsspecie. Gezien deze biomassastromen een verhoogde zandige fractie bevatten, komen deze niet in aanmerking voor energetische valorisatie (verbranding of vergisting). Hiertoe wordt de piste van de toepassing als grondstof voor potgrond, als grondstof voor compostering, voor het direct inwerken op landbouwgronden of het gebruik als N- immobiliserend materiaal verder onderzocht. Voorliggend onderzoek past dan ook binnen het kader het duurzaam beheren van natuur-, groen- en bosdomeinen samenhangend met een duurzaam materialenbeleid waarbij eco-efficiënte productie en maximale recyclage van secundaire grondstoffen centraal staan. Dit project beoogt dus het nuttig aanwenden van heideplagsel, heidechopper en vijverslib. In eerste instantie wordt hierbij gedacht aan het gebruik als bodemverbeteraar. Maar ook andere verwerkingspisten kunnen interessant zijn. Onder meer in de potgrondsector is men vragende partij naar vervangproducten voor veen. Hiertoe kunnen stromen als bv heideplagsel of choppermateriaal mogelijk aangewend worden. Hierbij is vooral het organisch stofgehalte van belang, de ph alsook de eventuele aanwezigheid van contaminanten. Een ander belangrijk aspect is het juridische luik te onderzoeken hoe de verwerking van deze stromen dient te verlopen. Door middel van labo-analyses op de voornaamste parameters wordt de samenstelling van de beheerresten nagegaan. De samenstelling wordt beoordeeld ifv. de kwaliteitsvereisten voor verwerking als bodemverbeteraar of voor gebruik in potgrond. De C/N-verhouding ligt voor de meeste stalen tussen 20 en 30. De materialen hebben een zeer hoge C/P-verhouding. Dit geeft aan deze materialen een hoge waarde in de context van de Vlaamse landbouw. Het organische stofgehalte is de belangrijkste parameter voor gebruik als bodemverbeterend middel of als grondstof voor potgrond: hoe hoger het gehalte aan organische stof, hoe hoger de gebruikswaarde. Op basis van de eerste analyses op deze beheerresten, werden de materialen ingedeeld in 3 categorieën. De interessante materialen (OS > 60% en geen overschrijding zware metalen) werden verder geanalyseerd op de celwandencomponenten en op potentiële N-immobilisatie. Deze interessante materialen werden nog eens gezeefd op 5 mm om te testen of de eigenschappen hierdoor nog kunnen verbeterd worden. Zeven resulteerde in een hogere fractie organische stof in de grove fractie. Bij materialen met een minder gunstig organische stofgehalte kan verder voorbehandeling via zeven vereist zijn om een gunstiger te verkrijgen. De potentieel interessante materialen werden gezeefd met de betrachting het % OS te verhogen. Door het afzeven van deze materialen verhoogt het OS-gehalte van de fractie > 5 mm aanzienlijk. De niet interessante materialen worden als niet bruikbaar als bodemverbeterend middel beschouwd door een te hoog gehalte aan zware metalen. Deze materialen werden daarom in deze studie niet verder onderzocht. Uit de analyses in dit rapport blijkt de instabiliteit bij bepaalde types heidechopper zeer laag te zijn: de materialen worden op basis van stabiliteitsmetingen met oxitop en op basis van biochemische samenstelling (celwandcomponenten) en andere eigenschappen (hoge C/N, lage 53
concentraties aan minerale N) als zeer stabiel bestempeld. Cl- en SO 4 -waarden zijn laag en dus gunstig voor o.a. gebruik in potgrond. De geklepelde heide en het bosstrooisel hebben het hoogste OS-gehalte. Choppermateriaal heeft in de meeste gevallen een hoger OS-gehalte dan het plagsel, m.a.w. een lager aandeel minerale deeltjes. Dit is ook logisch gezien chopperen een meer oppervlakkige maatregel is dan plaggen en er aldus minder zand mee wordt afgevoerd. Er zijn wel grote verschillen tussen choppermateriaal afkomstig van verschillende terreinen. Er waren grote variaties in het OSgehalte van slib. Naar beschikbaarheid toe kan gesteld worden dat de grootste volumes bestaan uit heidechopper, gevolgd door heideplagsel. Bosstrooisel is veel minder beschikbaar, aangezien het enkel vrijkomt bij bosomvorming en dus geen terugkerende beheersmaatregel in een bepaald gebied is. Zowel de uitgangssituatie als de manier waarop de beheerwerken worden uitgevoerd bepalen de potentiële bruikbaarheid van de beheerresten. Extra behandelingen (bijv. zeven) dienen, waar mogelijk, vermeden te worden. 54
English summary An opportunity to create a win-win situation between agriculture and nature conservation is the cooperation concerning biomass from nature conservation management. Management of nature conservation areas creates structural, carbon-rich by-products which are often difficult to valorize without pretreatment, but have a high potential as brown feedstock for composting. In this report we investigate the applications for sod-cuttings and chopped material from heathland management, forest litter and sediments from fens as a feedstock for potting media and a soil improver, both directly and after composting. Sod-cutting is considered the most suitable means of recreating degenerated heaths; it is highly effective at reducing nutrient pools. The complete above-ground biomass, the O-horizon and part of the A-horizon are removed by specially developed sod-cutting machines. This work is very cost-intensive and produces a large amount of material to be removed. Chopping is a recent technique that removes the above-ground biomass and the largest part of the O-layer, without affecting the A-horizon, hence resulting in less material to be removed. The result is a bare soil with a thin layer of about 0.5 cm of organic material remaining. Chopped material contains less mineral soil particles but more N than sod-cuttings due to higher N-contents in the organic layer than in the A-horizon. Moreover, the machine used is smaller and faster. For these reasons, chopping is more economical than sod-cutting and it is expected that its use will increase. We tested the chemical requirements of the sod-cuttings and chopped material for different applications. The tested materials were stable, they could be used as feedstock in potting media and as a soil improver (directly, after composting or after sieving). We derived three possible applications of sod-cuttings and chopped materials: as feedstock for potting media and as material to improve soil quality either by direct application on the soil or as feedstock for compost. Each potential application results in other expected requirements. To better meet the physico-chemical requirements the raw material could potentially be treated by e.g. sieving, grinding, natural decay (this is the natural decomposition of the material if placed on a pile) and composting. In this report we tested the effect of sieving over 2 and/or 5 mm. Eight samples of sod-cuttings and four samples of chopped material from different locations were tested for several parameters. ph-h20 was between 4 and 6. Electrical conductivity was below 100 µs/cm, which is in line with the norms for potting media and soil improvers. The OM content was variable for the different samples, but in general the chopped material had a higher OM content (on dry-weight basis) than the sod-cuttings. This is logical because chopping removes less soil particles. Half of the samples from the chopped material had an OM content above 50%, which is recommended for the mentioned applications. The other materials were sieved (5 mm), which caused an increase in the OM content in the fraction > 5 mm. As mentioned above, the C:N ratio of the feedstock is very important. The C:N ratio was between 20 and 30 for all the tested materials, which indicates stability and a slow release or even immobilization of N. The carbon/phosphorus (C:P) ratio was very high, which means that the materials have a low P content. This is a great advantage for application in agriculture in Flanders. The tested materials did not exceed legal criteria for heavy metals. Five of the eight chopped materials and three of the four sod-cuttings tested positive for weeds. This might be a problem for the application in potting media. However, because of the high temperatures, weed seeds are suppressed during composting. Materials high in weed seeds should first be composted, but composting will result in other (and maybe less suited) chemical characteristics since other feedstock materials will be added in the process. 55
The materials with a high potential based on OM content were tested for immobilization of mineral N. They all immobilized N. Consequently, when those materials are directly applied to the soil in spring, crops will suffer a shortage of N. But when they are applied in autumn, the materials can capture N (e.g. from crop residues) and thus prevent leaching of N to the ground water. To compost these materials, other N-rich feedstock materials have to be added. In conclusion, the tested sod-cuttings and chopped material from heathland management in the Campine area in Flanders were stable materials: they had a low ph, low EC, high OM content, high C:N and C:P ratio, low concentration of heavy metals, low potential biodegradation and they immobilized N. Therefore they could be used as feedstock in potting media (e.g. after composting to suppress weed seeds) and as soil improver (directly, after composting or sieving). 56
Literatuurlijst www.benekempennatuur.eu www.ecopedia.be www.grondbank.be www.ovam.be Departement Leefmilieu, Natuur en Energie, Afdeling Land en bodembescherming, Ondergrond, Natuurlijke Rijkdommen, 2009. Organische stof in de bodem: sleutel tot bodemvruchtbaarheid. Vlaamse overheid, Brussel. 42 p. De Blust Geert (ed.), 2005. Heathlands in a changing society. Abstracts and excursion guide. 9th European Heathland Workshop, Belgium, 13th 17th September 2005. Institute of Nature Conservation, Brussels, IN.R.2005.07. 155p. De Vos, B., 2006. Evaluatie van de concentratie aan zware metalen in bosbodems nabij de UMICORE vestigingen te Hoboken, Olen, Balen en Overpelt. Rapport INBO.R2006.01. Instituut voor Natuur- en Bosonderzoek, Geraardsbergen. 62 p. Gybels, R., 2005. Biomassa Vlaamse natuurreservaten en militaire domeinen te Limburg: producten-processen-kwaliteit, Hasselt, PHL & afdeling Natuur Limburg. 116 p. Keienburg, T., Prüter, J. 2006. Naturschutzgebiet Lüneburger Heide: Erhaltung und Entwicklung einer alten Kulturlandschaft, NNA, Schneverdingen, 65p. Oosterbaan, A., de Jong, J.J., van Raffe J.K. 2006. Kosteneffectiviteit van beheer van bos- en natuurterreinen: een onderzoek naar de verhouding tussen kosten en effecten van verschillende maatregelpakketten voor het beheer van droge heide, Alterra, Wageningen, Nederland. 104 p. Reubens, B., Vandecasteele, B., De Neve, S., Willekens, K. 2012. Behandeling van biologische dierlijke mest door compostering: resultaat van praktijkproeven. Deelrapport 1 ADLOonderzoeksproject Optimale aanwending van biologische mest van kippen en herkauwers voor een gezond biologisch gewas. Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek (ILVO), Merelbeke, België. 62 p. Steel, H., Vandecasteele, B., Willekens, K., Sabbe, K., Moens, T., Bert, W. 2012. Nematode communities and macronutrients in composts and compost-amended soils as affected by feedstock composition. Applied Soil Ecology 61, 100 112 Vandecasteele, B., Reubens, B., Willekens, K., De Neve, S. 2013. Composting for increasing the fertilizer value of chicken manure: effects of feedstock on P availability. Waste and Biomass Valorization, in press, 10.1007/s12649-013-9264-5 Van Soest, P. J., Robertson, J. B. and Lewis, B. A. (1991) Methods for Diatary Fiber, Neutral Detergent Fiber, and Nonstarch Polysaccharides in Relation to Animal Nutrition. J Dairy Sci 74: 3583-3597 57
58
Bijlage Bijlage 1: Overzicht van maatregelen in kader van heidebeheer met impact op de nutriënten in het ecosysteem Bron: Keienburg, T., Prüter, J. (2006) - afbeeldingen Kayser A. 59
60
Bijlage 2: overzicht stalen Biomassatype Herkomst Staalcode Heidechopper De Teut HC-TE1 Heidechopper De Teut HC-TE2 Heidechopper De Teut HC-TE3 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB1 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB2 Heidechopper Kamp Beverlo HC-KB3 Heidechopper Schietveld HC-SV1 Heide geklepeld Schoonbeek HK-SB1 Heideplagsel De Teut HP-TE1 Heideplagsel De Teut HP-TE2 Heideplagsel Kamp Beverlo HP-KB1 Heideplagsel Schietveld HP-SV1 Bosstrooisel De Teut BS-TE1 Slib Lobeliaven De Teut SL-TE1 Slib Steinsven Kamp Beverlo SL-KB1 Slib ven a/d watertoren Kamp Beverlo SL-KB2 Slib ven a/d witte bergen Kamp Beverlo SL-KB3 Slib Kranenven Schietveld SL-SV1 Slib Schaapsven Ophovenderheide SL-OH1 Staalcode Omschrijving staal Foto s HC-TE1 Heidechopper uit De Teut, Zonhoven. Natte heide met pijpestro, dopheide en gagel. Ingreep uitgevoerd aug 2012. Staalname uitgevoerd nov 2012. 61
Staalcode Omschrijving staal Foto s HC-TE2 Heidechopper uit De Teut, Zonhoven. Zeer natte heide met dopheide en pijpestro. Ingreep uitgevoerd aug 2012. Staalname uitgevoerd nov 2012. HC-TE3 Heidechopper uit De Teut, Zonhoven. Droge heide met struikheide. Ingreep uitgevoerd aug 2012. Staalname uitgevoerd nov 2012. 62
Staalcode Omschrijving staal Foto s HC-KB1 Heidechopper uit Kamp Beverlo, Leopoldsburg. Droge verboste heide met struikheide en dennenopslag. Ingreep uitgevoerd in 2011. Staalname uitgevoerd nov 2012. Opm.: deze hoop werd eens omgekeerd met een compostkeerder. HC-KB2 Heidechopper uit Kamp Beverlo, Leopoldsburg. Droge verboste heide met struikheide en dennenopslag. Ingreep uitgevoerd in 2012. Staalname uitgevoerd nov 2012. 63
Staalcode Omschrijving staal Foto s HC-KB3 Heidechopper uit Kamp Beverlo, Leopoldsburg. Vergraste heide met struikheide en pijpestro. Ingreep uitgevoerd in 2012. Staalname uitgevoerd nov 2012. HC-SV1 Heidechopper uit Schietveld, Meeuwen Gruitrode. Natte vergraste heide. Ingreep uitgevoerd in 2012. Staalname uitgevoerd nov 2012. 64
Staalcode Omschrijving staal HK-SB1 Geklepelde heide uit Schoonbeek, Bilzen. Verboste heide met struikheide en dennenopslag. Ingreep uitgevoerd in nov 2012. Staalname uitgevoerd nov 2012. Opm.: afgezet met pistenbully van het ANB. Hierbij werd net boven het maaiveld alle struikheide en dennenopslag afgeklepeld en direct opgezogen. Foto s 65
Staalcode Omschrijving staal Foto s HP-TE1 Heideplagsel uit De Teut, Zonhoven. Natte heide met pijpestro, dopheide en gagel. In het terrein waren nog rabatten aanwezig welke werden genivelleerd, waardoor er een verhoogde zandfractie in het plagsel zit. Ingreep uitgevoerd aug 2012. Staalname uitgevoerd nov 2012. HP-TE2 Plagsel uit De Teut, Zonhoven. Droge heide met opslag van fijnspar, den, vogelkers en berk. Ingreep uitgevoerd feb 2012. Staalname uitgevoerd nov 2012. 66
Staalcode Omschrijving staal Foto s HP-KB1 Heideplagsel uit Kamp Beverlo, Leopoldsburg. Plagsel van vergraste heide met pijpestro. Ingreep uitgevoerd in 2010. Staalname uitgevoerd nov 2012. HP-SV1 Heideplagsel uit Schietveld, Meeuwen Gruitrode. Plagsel van droge heide en stuifzand. Ingreep uitgevoerd in okt 2012. Staalname uitgevoerd nov 2012 67
Staalcode Omschrijving staal Foto s BS-TE1 Bosstrooisel uit De Teut, Zonhoven. Strooisellaag onder bestand Corsicaanse dennen. Ingreep nog uit te voeren. Staalname uitgevoerd nov 2012. SL-TE1 Slib uit verland Lobeliaven in De Teut, Zonhoven. Ven met zegges, riet, pijpestro, dopheide en gagel. Ingreep nog uit te voeren. Staalname uitgevoerd nov 2012. 68
Staalcode Omschrijving staal Foto s SL-KB1 Slib uit het Steynsven te Kamp Beverlo, Leopoldsburg. Ven met oeverkruid gemeenschap. Droogvallende, voedselarme zandgrond. Ingreep nog uit te voeren. Staalname uitgevoerd nov 2012. SL-KB2 Slib uit het ven ten zuiden van de Watertoren te Kamp Beverlo, Leopoldsburg. Ingreep nog uit te voeren. Staalname uitgevoerd nov 2012. 69