Bedre utnytting av fosfor i framtidens oppdrettsanlegg

Fosfor er viktig for verdens matvareproduksjon, men mange frykter reservene snart er oppbrukt. NMBU-forskere ser på hvordan vi kan utnytte fosforkildene bedre.

Bedre utnytting av fosfor i framtidens oppdrettsanlegg

 Forsker Olav Fjeld Kraugerud ved Senter for husdyrforsk
Forsker Olav Fjeld Kraugerud ved Senter for husdyrforsk Photo: Gisle Bjrneby

Fosfor er en begrenset ressurs som finnes lett tilgjengelig i noen få land slik som Marokko/Vest-Sahara og Kina.

Det er en fossil ressurs som graves ut av bakken omtrent på samme måten som kull, og det er usikkert når fosforet vil ta slutt.

Kan være brukt opp innen 2060
De mest pessimistiske mener at vi med dagens forbruk kun har 40-50 år igjen.

Samtidig er fosfor en essensiell ressurs, blant annet som innsatsfaktor i verdens matvareproduksjon. Uorganisk fosfor (P) utgjør sammen med nitrogen og kalium det vi i dag kjenner som mineralgjødsel eller kunstgjødsel. En regner med at omtrent 80 prosent av verdens fosfor går til produksjon av kunstgjødsel.

NMBU-forskere ser nå på hvordan vi kan fange opp overskuddsfosforet i lukkede fiskeoppdrettsanlegg.

- Klarer vi å utnytte fosforkildene bedre, vil vi belaste verdens begrensede fosforreserver mindre. Vi vil også kunne bidra til at Norge blir mindre avhengig av importen utenfra, og av en transport som er miljøbelastende, sier professor John Mosbye ved Institutt for matematiske realfag og teknologi ved NMBU.

- Vi ønsker å bidra til at det ubenyttede overskuddsfosforet i dagens fiskeoppdrettsanlegg kan fanges opp og dermed utnyttes på en bedre måte.

Fosfor i fiskeoppdrettsnæringen
Alle organismer trenger nitrogen og fosfor for å bygge opp sine proteiner og nukleinsyrer. Organismene må få nitrogen og fosfor utenfra gjennom maten de spiser.

Slik er det også med fisk i fiskeoppdrettsanlegg. I norske fiskeoppdrett består 1,5 prosent av fiskefôret av fosfor.

 Fisken i oppdrettsanleggene tar opp kun 30 prosent av fosforet som blir tilfrt i fret.
Fisken i oppdrettsanleggene tar opp kun 30 prosent av fosforet som blir tilfrt i fret. Photo: Frydis Kvaly
- Fisken i oppdrettsanleggene tar opp kun 30 prosent av fosforet det blir tilført i fôret, forklarer forsker Olav Fjeld Kraugerud ved Senter for husdyrforsøk.

- De resterende 70 prosentene fosfor som blir sluppet ut fra fiskens tarmsystem, blir liggende som ørsmå partikler i vannet. Det vil si at oppdrettsnæringen slipper ut en stor andel overskuddsfosfor.

- Hele 50 prosent av de totale fosforutslippene i Norge kommer fra oppdrettsnæringen. Dette betyr ikke bare at det kan være en kilde til alvorlig forurensing i havet, men også at en sløser bort fosfor som kunne vært benyttet som en ressurs hvis en klarte å fange det opp igjen fra vannet.

Fosforforskningen ved NMBU omfatter både hvordan en kan utnytte fosforet i fisken på en bedre måte, for eksempel ved å gjenvinne fiskebein, samt hvordan en kan bidra til gjenbruk av fosforet ved å gjøre det utilgjengelige fosforet biologisk tilgjengelig.

Gjenvinning av fosfor
Graden av fosforgjenvinning fra fiskeoppdrettsanlegg i Norge er foreløpig veldig lav. Til tross for at fosfor er en såpass viktig ressurs, er resirkulering av fosfor ikke et tema som er rangert høyt på den politiske dagsorden i dag.

- Forskningen vår har vist at bruk av såkalte adsorbenter, materiale som har evnen til å akkumulere et annet stoff på sin overflate, virker lovende når det gjelder å fange løst fosfor fra vannet i lukkede oppdrettsanlegg, sier Kraugerud.

- Den riktige adsorbenten og dets betingelser er ikke funnet ennå, men vi arbeider kontinuerlig med dette. For at det fosforet som fanges opp fra oppdrettsanleggene skal kunne konkurrere på markedet med det importerte fosforet, må det kunne framstilles på en lønnsom måte og være lett tilgjengelig. Det er dessuten viktig at det ikke inneholder stoffer som kan være forurensende - som for eksempel tungmetaller.

Lukkede fiskeoppdrettsanlegg
– Fiskeoppdrettsnæringen er i vekst, og vi kan ikke se at denne veksten vil stoppe opp med det første, sier Mosbye.

- Vi ser for oss at flere og flere fiskeoppdrettsanlegg vil bli av typen lukkede anlegg på land. De lukkede systemene på land har sine fordeler i forhold til mærene i havet. Det er lettere å kontrollere smitte og utbredelse av sykdom og lus blant fisken, kontrollere inntaksvann, redusere risiko for rømming, og de gir større muligheter for å styre temperatur og lys.

- En større andel lukkede anlegg på land vil kreve økt satsing på at miljøaspektet er ivaretatt, blant annet når det gjelder rensing av vannet. I denne sammenhengen er vår forskning høyst aktuell, sier Mosbye.

Det er kun i lukkede anlegg at det er mulig å få til en fangst av fosfor. Resirkulering og gjenfangst av verdifulle næringsstoffer, inkludert fosfor, er så langt blitt oversett, men NMBU-forskerne ser for seg at dette faktisk etter hvert kan bli en viktig grunn til å satse mer på lukkede systemer.

Bruk av skjellsand
I utprøvingen av ulike typer adsorbenter ved NMBU så langt, står skjellsand fram som den mest lovende.

Dette er et tilgjengelig og billig materiale i Norge. Dessuten kan skjellsand brukes direkte som jordforbedring/gjødsel. En annen avgjørende side ved valg av adsorbent er at den bør kunne adsorbere en stor del av fosforet.

 Skjellsand er en lovende adsorbent for  akkumulere overskuddsfosfor fra lukkede oppdrettsanlegg.
Skjellsand er en lovende adsorbent for akkumulere overskuddsfosfor fra lukkede oppdrettsanlegg. Photo: Frydis Kvaly
- Selv om skjellsand er den mest lovende adsorbenten så langt, må adsorpsjonskapasiteten bedres, forklarer Kraugerud.

– En mulighet er å knuse skjellsanden i mindre biter slik at overflatene av sandpartiklene blir større, og mer fosfor kan bli fanget opp. Men utfordringen er å få knust alle disse småbitene til samme størrelse, og ikke minst, finne den optimale størrelsen. Alt vannet vi skal rense må sendes gjennom skjellsanden, gjerne i rør. Er skjellsanden grovmalt går det greit. Dilemmaet med mindre partikler er at det kan bli vanskelig for vannet å komme gjennom røret, fordi den finmalte skjellsanden minsker vannhastigheten. Alternativt må røret ha veldig stor diameter. Den negative siden ved bruk av et tykt rør, er at vi trenger mye skjellsand, og da blir rensingen brått mye dyrere, utdyper han.

Til tross for utfordringene, er de to NMBU-forskerne veldig optimistiske i forhold til å komme fram til en optimal konsentrasjon av fosfor i skjellsanden. Når konsentrasjonen av fosfor når 2000 milligram pr kilo, skal de teste skjellsanden i vekstforsøk.

Referanse: Norsk fiskeoppdrett 12-2013, s.38-40

Published 8. April 2014 - 14:30 - Updated 23. mai 2017 - 19:31