Vinterdrift av 3G-kunstgressbaner: En undersøkelse av tungmetaller og salter i jord rundt en bane i Trøndelag

Abstract

Varierende klimaforhold og stor etterspørsel for økt spilletid har ført til en drastisk økning i antall kunstgressbaner i Norge de siste tjue årene. Mesteparten av disse banene er 3G-baner som inneholder ifyll av gummigranulat. Gummigranulatet inneholder varierende mengde uønskede stoffer, bl.a. tungmetaller. I tillegg er mange av disse banene vinterdriftet med salter. Til tross for økende bevissthet rundt miljøkonsekvenser av kunstgressbaner, er det liten kjennskap til påvirkningene på jorden rundt banene. I denne bacheloroppgaven ble påvirkninger på konsentrasjonen av tungmetaller og salter i jord som følge av vinterdrift av en 3G-kunstgressbane i Trøndelag undersøkt. Jordprøvene ble tatt på to tidspunkt med 12 dagers mellomrom, den 26.02.2020 og 09.03.2020, i fire prøveområder og ved tre prøvedybder; 5, 20 og 30 cm. Prøvene ble frysetørket, dekomponert i UltraCLAVE og analysert med ICP-MS. Totalt ble 12 metaller og et halvmetall (As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mg, Mn, Na, Ni, Pb og Zn) analysert i 106 jordprøver. Halvparten av prøvene ble også analysert med pH-meter. Disse prøvene ble lufttørket i 3 døgn før analyse. I tillegg ble en spørreundersøkelse om vinterdrift av kunstgressbaner laget og sendt til 126 kunstgressanlegg i Trøndelag Fotballkrets. Forskjellene mellom prøvedybdene, prøveområdene og prøvedatoer ble undersøkt og sammenliknet med referanseområdet (prøveområde 4). Jorden rundt banen var svært inhomogen, og førte til store feilmarginer med hensyn på resultatene. Resultatene viste ingen signifikant økning av Na, Mg og Ca i jorden rundt banen. Av alle tungmetallene som ble undersøkt, var det kun tre som hadde signifikant forhøyede konsentrasjoner; Zn, Cd og Co. Zn hadde forhøyede konsentrasjoner i alle 3 prøveområdene ved 5 cm og prøveområde 1 og 2 ved 20 cm dybde. Cd hadde forhøyede konsentrasjoner i prøveområdene 1 og 3 ved 5 cm dybde og prøveområde 3 ved 20 cm. Co hadde forhøyet konsentrasjon i prøveområde 1 og 3 ved 5 cm dybde. Prøveresultatene til Co i prøveområde 3 ved 5 cm og alle prøveresultatene ved 20 cm var mindre signifikante og kan skyldes jordens inhomogenitet. Det var mest synlig gummigranulat i prøveområde 1, etterfulgt av prøveområde 3. Det var ikke synlig gummigranulat i prøveområde 2 og 4. På grunn av manglende funn av Na, Mg og Ca kunne ikke salter påvises. Det kunne ikke observeres en tydelig sammenheng mellom pH-verdien og tungmetallkonsentrasjonen i jorden rundt banen. Den høye pH-verdien og mangelen på salter kan ha forhindret tungmetallmobilitet. Kartleggingen av vinterdrift viste stor variasjon i hvilke tiltak som benyttes og i hvilken grad. Banen som ble undersøkt brukte mest salt av totalt 10 baner som oppga at de brukte salt vinteren 2019/2020. Undersøkelser av andre baner kan derfor gi forskjellige resultater.

Varying climatic conditions and high demand for increased usage have led to a drastic increase in the number of artificial turf fields in Norway over the past twenty years. Most of these fields are 3G-fields containing rubber granulate infill. The rubber granules contain varying amounts of undesirable substances, including heavy metals. In addition, many of these fields operate with salts during the winter. Despite increasing awareness of the environmental impact these artificial turf fields have, there is little knowledge of the effects on the soil bordering the fields. In this bachelor thesis, influences on the concentration of heavy metals and salts in soil bordering a 3G-artificial turf field in Troendelag caused by winter maintenance were investigated. The soil samples were taken at two points in time with a 12 day interval, 26.02.2020 and 09.03.2020, in four sample areas and at three sample depths; 5, 20 and 30 cm. The samples were lyophilized, decomposed in UltraCLAVE and analyzed with ICP-MS. A total of 12 metals and one metalloid (As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mg, Mn, Na, Ni, Pb and Zn) were analyzed in 106 soil samples. Half of the samples were also analyzed with a pH-meter. These samples were air dried for 3 days prior to analysis. In addition, a survey on winter maintenance of artificial turf fields was formed and sent to 126 artificial turf facilities in the Troendelag Football Association. Differences between sample depths, sample areas, and sample dates were examined and com- pared with the reference area (sample area 4). The soil bordering the field was very inhomogeneous, leading to considerable margins of error in the results. The results showed no significant increase of Na, Mg and Ca in the soil bordering the field. Of all the heavy metals studied, only three had significantly elevated concentrations; Zn, Cd and Co. Zn had elevated concentrations in all 3 sample areas at 5 cm and sample areas 1 and 2 at 20 cm depth. Cd had elevated con- centration in sample areas 1 and 3 at 5 cm depth and sample area 3 at 20 cm. Co had elevated concentrations in sample areas 1 and 3 at 5 cm depth. Co in sample area 3 at 5 cm and all the samples at 20 cm were less indicative and may be due to soil inhomogeneity. The rubber granules were the most noticeable in sample area 1, followed by sample area 3. No visible rubber granules were found in sample areas 2 and 4. Due to a lack of Na, Mg and Ca, salts could not be verified. There was no clear correlation between the pH-value and the heavy metal concentration in the soil bordering the field. The high pH and the lack of salts may have prevented heavy metal mobility. The survey on winter maintenance showed great variations on practice and the degree those practices are used. The field that was studied used the most salt out of a total of 10 fields that reported salt usage the winter of 2019/2020. Examinations of other fields can thus produce different results.