Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

In this thesis, the flows of reactive nitrogen (Nr) in Scania were investigated and quantified. The thesis was also intended to form a basis for comparison between the urban nitrogen flow and other flows of nitrogen within Scania. The management of nitrogen in society has disturbed the natural nitrogen cycle. This is linked to a series of environmental problems such as eutrophication, acidification, global warming and smog.

The method used was Substance Flow Analysis (SFA) for Nr. For calculation and flow charts Scania was divided into three subsystems; air, water and society. The society was divided into five sectors; agriculture/forestry/fishery, food industry/industry, household/retail/service, technical systems and transport. After that flows within the subsystems was identified, which could then be quantified by data collection and calculations.

The results showed that emissions to air mainly come from agriculture, transport and combustion. Agriculture contains the largest Nr flows, consisting of mineral fertilizer, deposition and nitrogen fixation. In agriculture, animal production creates an internal flow in the form of manure and feed from agricultural land. Scania has a large food production, where animal products, slaughtered animals, imported material and crops act as raw materials. A large proportion of the produced food is exported; resulting in a large outflow of Nr. Transport gives rise to a big part of the air
emissions within Scania. A surplus of Nr in soil and water give rise to leakages to the surrounding seas. The relatively large urban nitrogen flow in Scania contributes to water discharges downstream, energy consumption at WWTPs and Nr pollution up-stream. Only a small amount of the urban nitrogen flow is reused on agricultural land. There is a potential of increasing the reuse by installing urine-separating toilets. Another way of improving Nr management could be to eat less protein, i.e. give less Nr load into WWTP.

The conclusions are that Scania leaks Nr to air, water and soil. The nitrogen management generally needs to be improved to become sustainable and there is a great potential for improvements of the urban nitrogen flow by either changing the wastewater systems and/or changing the diets of the people living in Scania.

I detta examensarbete har Skånes flöden av reaktivt kväve (Nr) undersökts och kvantifierats. Examensarbetet avsåg även att utgöra en grund för jämförelse mellan det urbana kväveflödet och andra kväveflöden inom Skåne. Hanteringen av kväve i samhället har rubbat den naturliga kvävecykeln. Detta är kopplat till en rad miljöproblem, exempelvis övergödning, försurning, global uppvärmning och smog.

Metoden som användes var substansflödesanalys (SFA) för Nr. För beräkning och flödesbilder delades Skåne in i tre delsystem; luft, vatten och samhälle. Sedan delades samhället in i fem sektorer; jordbruk/skogsbruk/fiske, livsmedelsindustri/industri, hushåll/handel/service, tekniska system och transporter. Efter det identifierades flöden inom delsystemen, som sedan kunde kvantifieras genom datainsamling och beräkningar.

Resultaten visade att utsläppen till luft främst kommer från jordbruk, transporter och förbränning.
Jordbruket innehåller de största flödena, bestående av mineralgödsel, deposition och kvävefixering. Inom jordbruket skapar djurproduktionen ett internt flöde i form av stallgödsel och foder från jordbruksmark. Skåne har en stor livsmedelsproduktion, där animaliska produkter, slaktade djur, importerat material och grödor fungerar som råvaror. En stor del av den producerade maten exporteras, vilket ger ett stort utflöde av Nr. Transport ger upphov till en stor del av utsläppen i luften inom Skåne. Ett överskott av Nr i mark och vatten ger upphov till läckage till de omgivande haven. Det relativt stora urbana kväveflödet i regionen bidrar till
utsläpp i vatten nedströms, hög energianvändning vid reningsverken samt kväveföroreningar uppströms. Endast en liten mängd av det urbana kväveflödet återanvänds på jordbruksmark. En potentiell förbättring är att installera urinsorterande toaletter, vilket skulle kunna öka återanvändningen av det urbana kväveflödet. Andra sätt att förbättra hanteringen av Nr kan vara att minska kvävebelastning till reningsverken genom att äta mindre protein.

Slutsatserna är att Skåne läcker Nr till luft, vatten och mark. Kvävehanteringen behöver i
allmänhet förbättras i Skåne för att bli hållbar och det finns en stor potential i att förbättra det
urbana kväveflödet antingen genom att ha urinsorterande toaletter och/eller genom förändrad kost på de skånska matborden.