Micronutriënten in de kringloop

Technologie

In dit onderzoek willen we meer aandacht geven aan micronutriënten in het agro-voedsel-afvalsysteem. In het verleden is gekeken naar het hergebruik van organische reststromen, slibstromen en mest, maar niet vanuit de functionele waarde die micronutriënten hierin hebben. Micronutriënten worden – vergelijkbaar met fosfaat – veelal uit geologische reserves gewonnen en in de voedselketen per saldo lineair gebruikt. De projectpartners hebben een sterke wens om voor micronutriënten toe te werken naar een circulaire omgang. De projectaanpak omvat het in kaart brengen van de nutriëntenstromenvrachten en -concentraties in reststromen, de plant-beschikbaarheid van deze micronutriënten en het ontwikkelen van waardeketens voor gerecyclede micronutriënten.

Uitdaging

Het doel van dit onderzoek is om een basis te leggen voor het sluiten van de kringloop van essentiële micronutriënten in de gehele voedselketen (=agro-voedsel-afvalsysteem). We willen de balans (concentraties en vrachten) van micronutriënten aan de ‘achterkant’ in kaart brengen (reststromen zoals zuiveringsslib, GFT, dierlijke mest, drinkwaterslib, reststromen uit de diervoeder- en voedselindustrie), en inzicht krijgen in de herkomst en huidige bestemming ervan. De focus ligt op zes tot acht micronutriënten die door de projectpartners als meest relevant zijn aangeduid, zoals Mangaan (Mn), Molybdeen (Mo), Boor (B), Magnesium (Mg), IJzer (Fe), Koper (Cu) en Zink (Zn).

Oplossingen

Dit project resulteert in een set van werkwijzen (combinatie van management en technologie) voor het benutten van kansrijke reststromen met verwaardingspotentieel voor de keten, door het ontwikkelen van innovatieve interventies in het recyclen van micronutriënten. In de afval(water)verwerking liggen kansen om reststromen optimaal te verwaarden en daarmee bij te dragen aan de circulaire economie. Voor de agrosector worden kansen gezien die inzicht bieden in de aanwezigheid en rol van genoemde micronutriënten bij de teelt van gewassen en de ontwikkeling van scenario’s om de micronutriënten te recyclen vanuit de afval(water)keten naar de landbouw.

Resultaten

Gegevens over micronutriënten zijn relatief schaars. In 2018 en 2019 is een veldproef uitgevoerd met de toediening van tien verschillende organische producten voorafgaand aan de teelt van respectievelijk aardappelen en suikerbieten (Rapport WPR-1024). Deze proef was gericht op bestudering van het effect van toediening van verschillende organische producten op de bodemweerbaarheid. In het onderzoek zijn echter ook micronutriënten gemeten in product, bodem en gewas. In WP1 van dit TKI-project zijn deze gegevens gebruikt voor het verhogen van het inzicht in stromen van micronutriënten in de landbouw. De uitgevoerde analyse concentreert zich op het macro-element magnesium en de micronutriënten borium, koper, kobalt, mangaan en zink. Het doel van de studie in WP1 was om meer inzicht te krijgen in de aanvoer, bodembeschikbaarheid, gehalten in het gewas en afvoer van deze verbindingen. Voor koper en zink zijn meer metingen gedaan en is een analyse gedaan naar de geschiktheid van de gegevens voor het opstellen van een advies  over koper en zink bemesting in aardappelen en suikerbieten. Via onderstaande link kan het rapport worden bekeken.

Binnen het project is de suikerbietenketen als casus opgenomen (WP3) met als doel te onderzoeken wat de kansen/mogelijkheden zijn voor hergebruik van micronutriënten in die keten. De studie heeft zich allereerst gericht op het in kaart brengen van de micronutriënten in de hele productieketen inclusief reststromen. Vervolgens is gekeken wat oplossingsroutes zijn om de micronutriëntenstroom meer sluitend te krijgen cq. hergebruik van reststromen te verbeteren. Belangrijkste conclusie is dat voor verdere verhoging van hergebruik/recycling van micronutriënten binnen de suikerbietenketen de beste mogelijkheden liggen bij het zuiveringsslib. Zuiveringsslib kan op dit moment niet gerecycled worden vanwege bestaande wetgeving. Aanpassing van wetgeving waarbij de status van zuiveringsslib uit de agrofoodverwerking wordt gewijzigd, kan het hergebruik van zuiveringsslib als meststof in de agrarische sector mogelijk maken. Via onderstaande link kan het rapport worden bekeken.

In werkpakket 2 is gekeken of mangaan uit de drinkwatersector kan worden benut als potentiële meststof. Mangaan is voor planten alleen beschikbaar als tweewaardig ion Mn(II). Mangaan kan als mangaandioxide – Mn(IV) –  worden gewonnen uit spoelwaterslib van de drinkwaterproductie. In het onderzoek is aangetoond dat er op sommige drinkwaterproductielocaties potentie is om mangaan in een hoge zuiverheid te winnen. De scheiding van ijzer en mangaan in de voor- en nafilters en de omzetting naar Mn(II) vormen daarbij een uitdaging. Omdat mangaan in het ruwe grondwater als tweewaardig ion Mn(II) aanwezig is en pas in de filter wordt geoxideerd tot Mn(IV), is het advies om verder te onderzoeken of Mn(II) selectief uit ruw grondwater kan worden verwijderd. Dat zou veel opwerkingskosten besparen en een potentieel interessant product kunnen opleveren. Via onderstaande link kan het rapport worden bekeken.