Från avlopp till åker

Jordbruket är beroende av allt kostsammare, importerat konstgödsel, samtidigt som näring från toaletter och avlopp till stor del spolas bort. Kanske kan en biprodukt i återvinningen av avloppsslam vara en del av lösningen.

Välsmakande tomater från livskraftiga plantor, det är målet för Mariel Perez Zabaleta, forskare i bioteknik vid Kungliga Tekniska högskolan, KTH. Men hennes forskning börjar i andra änden, i avloppssystemet.

Tidigare har hon forskat om hur matavfall kan användas för att tillverka bioplast, men också om övervakning av virus som covid- och adeno-virus i avloppsvattnet. Nu kombinerar hon sina tre forskningsområden – epidemiologi, bioteknik och livsmedelsvetenskap – med en förhoppning om att få fram ett biologiskt alternativ till konstgödsel.

– Om vi lyckas få fram gödning som fungerar, utan skadliga ämnen, skulle vi kunna minska vårt beroende av konstgödsel. Jordbruket behöver stora mängder fosfor och kväve och vi vet att vi 2050 kommer ha svårt att producera tillräckligt med mat för att mätta hela jordens befolkning.

Vill behålla vissa mikroorganismer

Biprodukten som hon vill förvandla till växtnäring är de rötrester som blir kvar när biogas eller flyktiga fettsyror har utvunnits ur avloppsslam. Den stora utmaningen är att få fram ett säkert gödningsmedel; bakterier, virus och skadliga ämnen har varit det stora hindret för att gödsla åkrarna med avloppsnäring.

– Efter att ha undersökt om avloppsvattnet fungerar som gödning, om nivåerna av fosfor och kväve är bra, ska vi ta reda på vilka patogener, smittämnen, som kan finns. Kommer det från kommunalt avloppsvatten antar vi att vi kommer hitta både patogener och antibiotikaresistenta gener, säger Mariel Perez Zabaleta.

Att bara ta bort bakterier och patogener hade varit en sak, men i växtnäring vill man behålla vissa av mikroorganismerna, de som behövs för att grödan ska växa bra.

– Skulle vi eliminera alla patogener skulle vi sannolikt också eliminera de här bra mikroorganismerna. Vi behöver hitta ett sätt att bli av med de skadliga utan att störa de bra mikroorganismerna alltför mycket.

Den stora risken med bakterier och virus i avloppsvattnet är inte att de är smittsamma, oftast handlar det om fragment av DNA eller RNA. Men de kan indirekt orsaka problem om de tas upp av en annan organisms DNA.

– Till exempel har vi sett att bakterier i jorden eller grödor blir resistenta mot antibiotika genom att de här fragmenten integreras i deras genom.

– Men jag känner mig ganska säker på att vi kan ta fram ett säkert gödningsmedel sett till patogener. Nästa stora utmaningen kommer att vara kemikalierna, säger hon.

Matindustrins avfall ett alternativ

I det forskningsprojekt som hon nu inleder kommer metoder för att hantera bakterier, virus och antibakteriella resistensgener stå i fokus. En annan viktig pusselbit är att förstå hur de kemikalier som kan finnas i avloppsvattnet kan hanteras.

Tanken är att i framtiden också identifiera vilka kemikalier det framför allt handlar om, för att i nästa steg gå vidare med kemikalierening. Ett sätt att undvika den problematiken är annars att använda matindustrins avloppsvatten.

– Om det kommunala avloppsvattnet visar sig vara alltför riskabelt att använda så är det ett kontrollerat system med betydligt färre kemikalier, som exempelvis läkemedel. De kemikalier som livsmedelsindustrin använder måste vara biologiskt nedbrytbara, säger Mariel Perez Zabaleta.

Mycket släpps ut i naturen

Ungefär 20 procent av världens avfallsvatten renas i dag i någon form, resterande 80 procent släpps ut i naturen utan någon som helst rening. Det innebär inte bara att skadliga ämnen hamnar i naturen, det är en resurs i form av växtnäring som går förlorad.

När så många kemikalier ändå hamnar i vår natur, är det en poäng att redan nu använda vårt avloppsslam som gödsel, och förbättra tekniken efterhand?

– Det stämmer att vi redan släpper ut de här ämnena, men jag tror verkligen att det är bra om vi kan slå fast att det här är ett säkert alternativ. Vi behöver kunna visa det om vi ska kunna tävla med traditionell konstgödsel.