Kan vi hjælpe den grønne omstilling ved at udvinde arsen fra forurenede grunde?

Historisk har arsen indgået i midler til for eksempel bekæmpelse af skadedyr eller imprægnering af træ, for eksempel arsenik. I nogle tilfælde har det efterladt store forureningsproblemer, og arsen er i sig selv kræftfremkaldende.

Arsen findes imidlertid også i en metallisk form, som er værdifuld og spiller en vigtig rolle i fremtiden.

»I årtier har vi forsøgt at få arsen så langt væk fra mennesker som muligt. Men der sker noget interessant med arsen samfundsmæssigt. Det skyldes, at arsenets økonomiske betydning ændrer sig. Grunden er, at det bruges i en række produkter, der er nødvendige for at gå fra fossile brændstoffer til grønne energisystemer, især højhastighedselektronik, batterier og legeringer,« fortæller Case van Genuchten, seniorforsker hos De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland, GEUS.

Halvledere, som blandt andet indgår i mikrochips, indeholder også arsen. Inden for den grønne omstilling indgår halvledere også i for eksempel solceller, satellitter og computere.

Langt størstedelen af den metalliske arsen, som bruges i halvledere, bliver i dag udvundet ved minedrift i Kina. Inden for EU er der en begrænset produktion af arsen, og størstedelen bliver stadig købt udefra.

Case van Genuchten står i spidsen for et projekt, som med støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond (DFF), skal forsøge at udvinde arsen fra forurenede grunde og genbruge det til at producere halvledere.

Håb for en forurenet grund i Hillerød

Et af udgangspunkterne for forskningen er en grund i Hillerød, som tidligere tilhørte træimprægneringsfirmaet A/S Collstrop - Dansk Træimprægnering. Her blev arsenholdige imprægneringsmidler sprøjtet ind i tømmer for at forhindre nedbrydning af træet.

»For årtier siden var reguleringen af arsen ikke særlig god, og derfor gjorde Collstrop det ikke på en særlig ren måde. Så man endte med at forurene jorden med enorme mængder arsen. Der er 100 ton arsen på dette ene sted. Hvis du drikker vand med arsen, er det meget giftigt for mennesker, ligesom det kan skade planter og dyr, der lever i området,« fortæller Case van Genuchten og fortsætter:

»Så Region Hovedstaden har brugt årtier på at finde ud af, hvad man skal gøre med stedet. Man har brugt etablerede metoder, hvilket for arsen er inddæmning. Så man forhindrer arsen i at bevæge sig rundt i miljøet og forurene mere jord og mere grundvand. Men det kan også være en potentiel ressource.«

Foruden Collstrop-grunden i Hillerød vil forskerne også tage udgangspunkt i en guldmine i byen Yellowknife i det nordvestlige Canada. 

Arsen forekommer naturligt i forbindelse med forskellige former for metalmalm, og derfor ender arsen med at blive et affaldsprodukt i minedriften. 

I Canada har man valgt at fryse de 237.000 ton arsenaffald for at undgå, at forureningen spreder sig. Den samlede oprensning af minen forventes at komme til at koste godt fire milliarder canadiske dollar, eller cirka 20 milliarder kroner, for at opretholde den løsning. 

»Så vi har været i kontakt med myndighederne i Canada i flere år nu, og de er meget begejstrede for idéen om at oprense og genbruge arsenet,« siger Case van Genuchten.

Bygger oven på tidligere forskning

Den praktiske del af forskningen skal først og fremmest afdække, hvad der er den mest effektive metode til at vaske arsenet ud af jorden fra Collstrop-grunden og guldminen i Canada. Det vil sige, at forskerne tester alt fra kaustisk soda til citron- og eddikesyre.

Når arsenet er ude af jorden, puttes det i vand, og blandingen får tilsat et reduktionsmiddel, som indeholder svovl. Det omdanner arsenet i vandet til metallisk arsen.

Reaktionen er velkendt, da den er blevet testet i et tidligere DFF-støttet projekt, udført af GEUS. Her var fokus på at rense grundvand for arsen.

»Jeg håber, at vi kan opnå at stå med et halvledende materiale, der er udvundet af affald. Samtidig kan vi få større viden om, hvordan vi kan omdanne forskellige former for arsenforurening til værdifulde materialer,« forudser Case van Genuchten og slutter:

»Vi vil forsøge at omdanne denne forurening til et materiale, der i dag aktivt bliver importeret til EU. Det importerede metalliske arsen stammer fra traditionel minedrift, og miljøforskere ved udmærket, hvor ødelæggende minedrift kan være for miljøet. Så vi håber, at dette kan blive en langt mere bæredygtig måde at producere et materiale, der er nødvendigt for at gå fra fossile brændstoffer til grønne energisystemer.«

Projektet skal efter planen vare fire år.