Met steenmeel CO2 vastleggen in bos

Steenmeel uitstrooien in bos kan gezond zijn voor de bosbodem én het kan grote hoeveelheden CO2 uit de lucht trekken. Als we weten om hoeveel CO2 in hoeveel jaar dat gaat, kunnen hiervoor CO2-certificaten worden afgegeven. Eén steenmeel in het bijzonder (olivijn) heeft potentie, maar kent nog wel een aantal vraagtekens over het gehalte aan nikkel. Dit artikel heeft tot doel in beeld te brengen wat we wel en niet weten met betrekking tot de driehoek “Steenmeel, bos en CO2-binding.”

Wat wordt er onderzocht?

Op dit moment zijn er twee lijnen van onderzoek naar steenmeel en bosbodem. Aan de ene kant zijn er onderzoeken naar de toepassing van uit de landbouw bekende steenmelen (bijv. Rheingold of Soilfeed). De grote vraag in dit onderzoek is of dit steenmeel het verzurende effect van stikstof kan tegengaan en daarmee de bodem gezonder kan maken. Het voorlopige antwoord vanaf de Hoge Veluwe is: ja. Dat is goed nieuws voor de bosbodem.

Aan de andere kant zijn er experimenten met steenmeel van olivijn, een veel voorkomend type basalt, die gericht zijn op het binden van CO2 uit de lucht. Olivijn is veelbelovend voor verspreiding op stranden, parkeerplaatsen en andere open vlaktes. Hoeveel CO2 er precies gebonden wordt hangt af van allerlei factoren, waaronder het type bodem. Daar wordt nu onderzoek naar gedaan. Maar nog niet in bos.

Onderzoek naar toepassing van olivijn in bosbodem roept vraagtekens op. In olivijn zitten ook kleine hoeveelheden metalen, vooral nikkel. Dat hoeft niet erg te zijn, want elke bodem bevat een zekere concentratie aan metalen. Maar welke concentraties zijn wel en niet acceptabel in bosgrond? Daar heeft niemand ooit specifiek naar gekeken. Daardoor zijn de bodemnormen voor nikkel e.a. ook niet toegesneden op toepassing van steenmeel in bos. De normen die er zijn, hebben betrekking op bemesting van landbouwgrond, gebruik van slib, of bouwstoffen zoals puin en cement.

Omdat zware metalen niet onschuldig zijn wordt er niet mee geëxperimenteerd in bossen. En daardoor blijft ons kennisniveau hangen op “We weten het niet, dus laten we het ook maar niet uitproberen.” Gezien de dreiging van klimaatontwrichting kunnen we ons die patstelling niet veroorloven. Maar voor wie erin gelooft zijn er allerlei redenen om aan te nemen dat bosbodems best tegen een snufje nikkel kunnen en dat dat een reden is om specifieke normen vast te stellen voor toepassing als CO2-vastlegger.

Verrijking van de bosbodem

Het onderzoek naar de landbouw-steenmelen kijkt juist heel goed naar het ecologische effect, maar nog niet naar de CO2-binding. Dus we weten nu (voorlopig) dat steenmeel op de Hoge Veluwe de verzuring tegengaat en waardevolle mineralen toevoegt, zonder de bestaande vegetatie te schaden en zonder te zorgen voor grote verrassingen zoals nieuwe soorten die zouden kunnen gaan woekeren op de extra nutriënten. Maar nog niet of en hoeveel CO2 dit vastlegt.

Voor olivijn wijzen bestaande onderzoeken uit dat de CO2-binding erg groot is, ruim genoeg om netto CO2 uit de lucht te halen ondanks de uitstoot die gepaard gaat met het opgraven, vergruizen, transporteren en uitstrooien. Voor andere steenmelen wordt op basis van de chemische samenstelling (minder magnesium, meer calcium) verwacht dat de CO2-binding minder sterk is. Het is belangrijk om de stap te maken van berekeningen naar metingen.

Niet kijken naar CO2-binding van steenmeel in bosbodem is zonde, want een bos is een ideale en veilige plek om steenmeel uit te strooien en één van de plekken die het het hardst nodig heeft. Onze bosbodems verzuren en verdrogen, met name de vele productiebossen die op droge zandgrond groeien. De eik begint her en der te kwijnen door verzuring; beuk en verschillende naaldboomsoorten hebben last van droogte… mede doordat ze in verzuurde bodem staan.

De meerwaarde van onderzoek

De weg naar dat punt begint bij onderzoek. Als straks wordt aangetoond dat olivijn ook in bos veel CO2 bindt en dat het veilig is voor de bosbodem, of dat ook de andere steenmelen fors CO2 binden in bosbodem, dan opent dit twee gigantische deuren:

  1. Verzuurde bossen kunnen dan op grote schaal worden bestrooid met landbouw-steenmeel. Dit legt rechtstreeks CO2 vast én het vergroot het groeivermogen van bomen en planten, waarmee aanvullend CO2 wordt vastgelegd. De kosten van het verkrijgen en uitstrooien van het steenmeel kunnen, voor zover ze niet uit bosbouwkundig oogpunt rendabel zijn, worden gedekt door uitgifte van CO2-certificaten.
  2. Allerlei bossen kunnen dan op grote schaal worden bestrooid met olivijn. Olivijn bevat veel magnesium, dat verzuring tegengaat, maar voegt weinig nutriënten toe. Als we eenmaal weten welke impact de nikkel uit het magnesium heeft op de bosbodem, dan kunnen we vooraf bepalen of en hoeveel olivijn je veilig op een bepaald oppervlak bosgrond kunt uitstrooien. Zulke goed afgewogen normen ontbreken nu nog.

Kennis en vragen

Dit artikel heeft tot doel om in kaart te brengen wat we wel en niet weten rondom de CO2-binding van steenmeel in bos. Hieronder is die kennis geordend op basis van kennisvragen over olivijn en overig steenmeel.

Olivijn

Vragen gericht op CO2-binding

  1. Welke samenstelling heeft olivijn?

Olivijn is een vulkanisch gesteente dat op allerlei plekken op aarde voorkomt. Het bestaat uit silicium (de basis van de meeste soorten steen), zuurstof en een variërende hoeveelheid magnesium en ijzer.

De formule is (Mg,Fe)2SiO4. Dat duidt aan dat het altijd SiO4 bevat en daarnaast ofwel 2 atomen magnesium (Mg), 2 atomen ijzer (Fe), of één van allebei. In de olivijn die in Nederland verkrijgbaar is, overheerst de variant met alleen magnesium. Deze heet forsteriet.

Olivijn komt nooit perfect voor. Het wordt gemijnd als duniet, een steensoort die voor meer dan 90% uit olivijn bestaat. Dit spul wordt onder andere in Noorwegen geproduceerd als bijproduct van andere mijnbouw. Het zit op allerlei plekken op aarde aan de oppervlakte.

Er is ook nog een groep mineralen die de olivijngroep heet. Die bestaan allemaal uit SiO4 en dan nog één of twee elementen. Maar deze groep is niet waar we het over hebben als we over olivijn spreken.

  1. Welke eindproducten zijn er van olivijn te verwachten bij toepassing in bosbodem?

De eindproducten van de verwering van olivijn in de atmosfeer worden gezamenlijk iddingsiet genoemd. Dit omvat kleimineralen, ijzeroxides (roest), ferrihydriet (Fh) en vaak ook nog resten van het olivijn.

Ferrihydriet is een nanodeeltje dat lastig te detecteren is. Het bindt zeer actief aan metalen, organische stoffen e.a. en wordt gebruikt voor zuivering van water.

De verschillende producten zijn, afhankelijk van de samenstelling van het olivijn, magnesiumcarbonaat, siliciumoxide (zand) en ijzeroxide.

  1. Welke snelheid van verwering is te verwachten?
  2. Welke CO2-vastlegging is voor olivijn berekend voor strand, pad, bos, etc?
  3. Welke (experimentele) metingen zijn er hierover al bekend?
  4. Welke ervaringen zijn er met ander gebruik van olivijn?

Specifieke vragen gericht op risico’s

  1. Welke metalen komen er gebruikelijk voor in olivijn, in welke concentraties?
  2. Welke normen zijn er voor deze elementen?
  3. Welke effecten zijn bekend van toepassing van deze elementen?

Overig steenmeel (Rheingold etc)

Artikelen:

  1. Welke samenstelling hebben deze melen?
  2. Welke eindproducten zijn er te verwachten bij toepassing in bosbodem?
  3. Welke snelheid van verwering is te verwachten

Rietra et al 2010 Use of olivine as a liming material in agriculture to decrease CO2 emissions Olivijn verhoogt de pH-waarde in bodem veel minder sterk dan bekalking (liming). Experiment met enigszins zure landbouwbodem gedurende 8 maanden, bestrooid met kalk en met fijn meel (flour) van olivijn. Dit artikel wordt veel aangehaald ter illustratie dat olivijn nikkel bevat en minder geschikt zou zijn voor toepassing in bossen. Niet vrij te downloaden.

Deltares / Bakker et al. 2012 Toepassing van olivijn in RWS-werken. Verkent de mogelijkheden van toepassing van olivijn in verschillende werken van RWS (ballast, bodem ea). Benoemt de fracties nikkel en enkele andere metalen en vergelijkt deze met de streef- en interventiewaarden voor bodem. De kritische noten in dit rapport lijken een belangrijke reden waarom men in Nederland terughoudend is met inzet van olivijn in bodem.

“Hieruit blijkt dat alle nikkelgehalten uit deze studie ongeveer 10 keer hoger zijn dan de interventiewaarde voor nikkel en dat de gehalten aan chroom en cobalt voor een groot deel de streefwaarden overschrijden. De zink- en kopergehalten vallen ruim onder de streefwaarde.

Met name het gehalte nikkel vormt een mogelijke obstructie bij de veldtoepassing van olivijn.
Het gehalte Ni in olivijn ligt rond 3000 mg/kg. Echter, het is vooralsnog niet te duiden welk
juridisch kader bij de toepassing van olivijn in een pilot, danwel bij een grootschalige
toepassing door RWS gehanteerd zal worden. De toepassing kan worden beschouwd als een
bodemadditief, maar ook bijvoorbeeld als meststof of bouwstof.

In een recent onderzoek naar de toepassing van olivijn als een alternatieve zuurbuffer (bij het gebruik van kalk hiervoor komt namelijk CO2 vrij) was een van de conclusies dat de gehalten aan nikkel in olivijn te hoog waren in relatie tot het meststoffenbesluit (Rietra, 2010).



Wat zeg jij?