Edward Krzywy, Anna I ewska, Ewa Krzywy-Gawro ska, Czesław Wołoszyk
Katedra Chemii rodowiska, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Szczecin
Wst p
Parlament Europejski i Rada Unii Europejskiej uchwaliła dyrektyw w sprawie odpadów [2008/98/WE] zgodnie, z któr głównym celem ka dej polityki w dziedzinie odpadów powinno by zmniejszenie negatywnych skutków wytwarzania odpadów i gospodarowania nimi dla zdrowia ludzkiego i rodowiska. Nale y tak e praktycznie wykorzystywa wytwarzane odpady, do których zalicza si mi dzy innymi osady
ciekowe.
Metod na zagospodarowanie osadów ciekowych jest proces kompostowania z materiałami strukturotwórczymi (słoma, trociny, makulatura, odpady zieleni miejskiej).
W celu wzbogacenia masy kompostowej w przyswajalne makro- i mikroskładniki oraz przyspieszenie procesu rozkładu dodaje si ró ne preparaty, mi dzy innymi substancj czynn PRP®FIX. Preparat ten zawiera kompleks składników mineralnych reguluj cych rozwój mikroorganizmów w masie odpadów. Po zako czonym procesie kompostowania powstaje nawóz - kompost, który mo na wykorzysta do nawo enia ro lin [ROZPORZ DZENIE MRiRW 2008], b d rekultywacji terenów zdegradowanych.
Celem bada było okre lenie wpływu substancji czynnej PRP®FIX na zmiany ogólnej zawarto ci fosforu, potasu, magnezu i siarki oraz ich form przyswajalnych w kompostach z komunalnego osadu ciekowego z dodatkiem słomy pszennej lub odpadów zieleni miejskiej.
Materiał i metody bada
Metodyk do wiadczenia niniejszej pracy omówiono w cz ci pierwszej [KRZYWY
i in. 2009]. W kompostach, wykonano oznaczenia według nast puj cych metod: ogólny fosfor - według PN-98/C-04537-14; ogólny potas i magnez - według PN-SO 9964/1 i 2.
Siark oznaczono na analizatorze elementarnym CNS firmy Coestech. Formy przyswajalne oznaczono po wcze niejszej ekstrakcji w 0,5 mol dm-3 HCl.
Istotno ró nic mi dzy poszczególnymi warto ciami oznacze oceniano za
E. Krzywy i inni 190
pomoc testu Tukeya na poziomie istotno ci p < 0,05.
Wyniki i dyskusja
W dniu sporz dzenia kompostów ogólna zawarto fosforu wynosiła 13,4 g kg-1 s.m., a fosforu przyswajalnego 6,22 g kg-1 s.m. (tab. 1). W miar trwania rozkładu ogólna zawarto fosforu i jego form przyswajalnych istotnie wzrosła po 180 dniach (o 27,6% fosfor ogólny i o 51,0% formy przyswajalne). Dodatek substancji czynnej PRP®FIX w 180 dniu kompostowania, spowodował wzrost ogólnej zawarto ci fosforu w kompostach zawieraj cych słom pszenn (o 5,5%), równie przyczynił si do zwi kszenia zawarto ci fosforu przyswajalnego w kompostach ze słom pszenn , jak i z odpadami zieleni miejskiej (o 12,7%).
W kompostach z komunalnego osadu ciekowego ze słom pszenn w dniu zało enia do wiadczenia ogólna zawarto potasu była o 27,0% wi ksza ni w kompostach z osadu i odpadów zieleni miejskiej (tab. 2). W ci gu trwania do -wiadczenia najwi ksze wahania zaobserwowano po 60 dniach procesu kompostowania w kompostach z odpadami zieleni miejskiej, gdzie ogólna zawarto potasu wzrosła o 74% w porównaniu ze stanem wyj ciowym. Po tym czasie w analizowanym kompo cie zawarto potasu zmniejszyła si o 2,39 g kg-1 s.m. (90 dzie rozkładu), a w kolejnych terminach bada wzrastała. Analizuj c pozostałe komposty stwierdzono, e przez cały okres badawczy ogólna zawarto potasu wzrastała osi gaj c najwi ksze warto ci w 180 dniu rozkładu. Substancja czynna PRP®FIX nie miała istotnego wpływu na kształtowanie ogólnej zawarto ci potasu w kompostach.
W dniu zało enia do wiadczenia zawarto form przyswajalnych potasu w kompostach z dodatkiem słomy pszennej bez i z PRP®FIX wynosiła odpowiednio:
1,75 i 1,78 g kg-1s.m. Natomiast w kompostach z dodatkiem odpadów zieleni miejskiej - bez i z PRP®FIX była mniejsza (1,55 i 1,53 g kg-1 s.m.). W trakcie procesu kompostowania nast powało zwi kszenie zawarto ci potasu przyswajalnego w kompostach. Znacz cy wzrost o 39,4% zawarto ci potasu w porównaniu z dniem zało enia do wiadczenia nast pił po 180 dniach rozkładu (tab. 2). Stwierdzono, e komposty z dodatkiem słomy pszennej zawieraj rednio o 8,8% wi cej form przyswajalnych potasu ni z odpadami zieleni miejskiej. Nie odnotowano natomiast istotnej ró nicy w zawarto ci form przyswajalnych potasu w kompostach z osadu z udziałem słomy b d odpadów zieleni miejskiej bez i z dodatkiem PRP®FIX. Jednak, podobnie jak po sporz dzeniu kompostów, wi cej potasu zawierały komposty z osadu i słomy ni z dodatkiem odpadów zieleni miejskiej. Zaobserwowano natomiast znaczne zmniejszenie (o 37,1%) zawarto ci potasu przyswajalnego w kompostach ze słom pszenn i substancj czynn PRP®Fix po 120 dniach kompostowania.
Po sporz dzeniu kompostów wi ksz zawarto ci ogólnego magnezu cha-rakteryzował si kompost z osadu ciekowego i odpadów z zieleni miejskiej (3,30 g kg-1) od kompostu z osadu i słomy pszennej (3,21 g kg-1).
W trakcie procesu kompostowania ogólna zawarto magnezu zwi kszała si , a istotny wzrost wyst pił po 180 dniach rozkładu w porównaniu z dniem zało enia kompostów (wzrost o 16,7%). Dodatek PRP®FIX zwi kszał zawarto magnezu w obu kompostach (tab. 3). W kompo cie z osadu + słoma o 5,6%, a z osadu + odpady zieleni miejskiej - 3,6%.
Zawarto magnezu przyswajalnego stanowiła 13% ogólnej zawarto ci magnezu.
W miar upływu czasu rozkładu nast pował systematyczny wzrost zawarto ci magnezu przyswajalnego, niezale nie od rodzaju kompostu. Dodatek substancji czynnej PRP®FIX przyczynił si do zwi kszenia (o 11,1%) zawarto ci magnezu przyswajal-nego w kompostach (tab. 3).
Ogólna zawarto siarki w kompostach w dniu rozpocz cia do wiadczenia w kompostach z odpadami zieleni miejskiej była o 16% wi ksza ni w kompostach ze słom pszenn . Dodatek PRP®FIX nie ró nicował znacz co ogólnej zawarto ci siarki w obu kompostach (tab. 4). W trakcie rozkładu kompostów nast pował wzrost zawarto ci badanego pierwiastka, osi gaj c w 180 dniu wzrost o 5,0% w porównaniu ze stanem wyj ciowym. Dodatek do osadu ciekowego odpadów zieleni spowodował istotny wzrost ogólnej zawarto ci siarki w porównaniu z kompostami z osadu + słoma pszenna.
Podobne wyniki bada uzyskali: OLESZEK-KUDLAK i ROSIK-DULEWS KA [2002], TORRI
i LAVADO [2008], WANG i in. [2008], ROCA-PÉREZ i in. [2009]. Autorzy Ci stwierdzili, e osady ciekowe stanowi bogate ródło składników pokarmowych dla ro lin (fosforu, magnezu, siarki), co zach ca do traktowania ich, jako nawozu lub jako kompone ntu do produkcji kompostu.
Porównuj c zawarto fosforu, potasu, magnezu i siarki w kompostach z osadu ciekowego bez i z PRP®FIX z badaniami uzyskanymi przez WOŁOSZYKA [2003]
stwierdzono, e jedynie zawarto magnezu była wi ksza od analizowanych bada własnych. Natomiast w badaniach CZEKAŁY i in. [2008] zawarto makroskładników w kompo cie z osadu ciekowego z dodatkiem odpadu z konopi i słomy była wi ksza dla fosforu o 30,6%, potasu o 66,9% a dla magnezu o 51,3%.
Wnioski
1. W czasie rozkładu kompostów z komunalnego osadu ciekowego z 30-pro-centowym dodatkiem materiałów strukturotwórczych, nast piło zwi kszenie w ich masie ogólnej zawarto ci i form przyswajalnych fosforu, potasu, magnezu oraz siarki ogólnej.
2. Dodatek substancji PRP®FIX spowodował wzrost ogólnej zawarto ci fosforu i magnezu, a nie miał wi kszego wpływu na kształtowanie ogólnej zawarto ci siarki.
3. W kompostach z komunalnego osadu ciekowego z dodatkiem słomy pszennej bez i z PRP®FIX ogólna zawarto potasu była o 11,8% wi ksza ni w kompostach z osadu i odpadów zieleni miejskiej. Ogólna zawarto siarki była o 17,7% wi ksza w kompostach osad + odpady zieleni miejskiej.
4. Po 180 dniach rozkładu kompostów formy przyswajalne w stosunku do zawarto ci ogólnej stanowiły dla fosforu, potasu i magnezu odpowiednio: 51,1%, 32,6% i 15,5%.
Literatura
E. Krzywy i inni 192
CZEKAŁA J., FERDYKOWSKI W., ZBYTEK Z. 2008. Ekologiczne zagospodarowanie odpadu z konopi w kompostowaniu osadu ciekowego. J. Res. and Appl. in Agricutural Engineering 53(3): 42-47.
KRZYWY E.,I EWSKA A.,WOŁOSZYK CZ.,KRZYWY-GAWRO SKA E. 2009. Wpływ substancji czynnej PRP®FIX na zmiany wła ciwo ci fizyczno-chemicznych i chemicznych kom-postów z komunalnego osadu ciekowego w czasie ich rozkładu. Cz. I. Odczyn, sucha masa, w giel organiczny, ogólna zawarto azotu. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 537:
179-188.
OLES ZEK-KUDLAK S., ROSIK-DULEWSKA CZ. 2002. Mo liwo ci wykorzystania osadów ciekowych w wietle nowych regulacji prawnych. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 5:
47-58.
ROCA-PÉREZ L., MARTÍNEZ C., MARCILLA P., BOLUDA R. 2009. Composting rice straw with sewage sludge and compost effects on the soil - plant system. Chemosphere 75(6):
781-788.
ROZPORZ DZENIE MRiRW 2008. Z dnia 18 czerwca 2008 r. w sprawie wykonania nie-których przepisów ustawy o nawozach i nawo eniu. Dz. U. Nr 119, poz. 765.
DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO i RADY w sprawie odpadów oraz uchylaj ca niektóre dyrektywy [2008/98/WE].
TORRI S.I., LAVADO R. 2008. Zinc distribution in soils amended with different kinds of sewage sludge. J. Environ. Managem. 88: 1571-1579.
WANG X., CHEN T. GE Y., JIA Y. 2008. Studies on land application of sewage sludge and its limiting factors. J. Hazardous Materials 160: 554-558.
WOŁOS ZYK Cz. 2003. Agronomiczna ocena nawo enia kompostami z komunalnych osadów ciekowych i odpadami przemysłowymi. Wydaw. AR Szczecin.
Słowa kluczowe: komunalny osad ciekowy, komposty z osadów ciekowych, skład chemiczny, warto nawozowa, makroskładniki, substancja czynna PRP®FIX
Streszczenie
Badania miały na celu okre lenie wpływu substancji czynnej PRP®FIX na zmiany ogólnej zawarto ci fosforu, potasu, magnezu i siarki oraz ich form przy-swajalnych w kompostach z komunalnego osadu ciekowego z dodatkiem słomy pszennej lub odpadów zieleni miejskiej. Do wiadczenie zało ono w listopadzie 2007 roku.
Pierwszy kompost składał si (w przeliczeniu na such mas ) z komunalnego osadu ciekowego (70%) oraz słomy pszennej (30%), a drugi z osadu ciekowego (70%) i odpadów zieleni miejskiej (30%). W I serii do wiadczenia rozkład prowadzono bez dodatku, a w serii II do masy kompostowej dodano substancj PRP®FIX w ilo ci 3 kg na 1 m3 masy kompostowej. Rozkład kompostów prowadzono przez 180 dni.
Stwiedzono, e w czasie rozkładu kompostów z komunalnego osadu ciekowego z 30-procentowym dodatkiem materiałów strukturotwórczych, nast piło zwi kszenie w ich masie ogólnej zawarto ci i form przyswajalnych fosforu, potasu, magnezu oraz siarki.
Dodatek substancji PRP®FIX spowodował wzrost ogólnej zawarto ci fosforu i
magnezu, a nie miał wi kszego wpływu na kształtowanie zawarto ci siarki.
W kompostach z komunalnego osadu ciekowego z dodatkiem słomy pszennej bez i z PRP®FIX ogólna zawarto potasu była o 11,8% wi ksza ni w kompostach z osadu i odpadów zieleni miejskiej. Natomiast ogólna zawarto siarki była o 17,7% wi ksza w kompostach osad + odpady zieleni miejskiej. Okre lono e, po 180 dniach rozkładu kompostów formy przyswajalne stanowiły: 51,1% fosfor, 32,6% potas i 15,5% magnez zawarto ci ogólnej.
THE INFLUENCE OF THE ACTIVE SUBSTANCE PRP®FIX ON THE CHANGES OF PHYSICO-CHEMICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF MUNICIPAL SEWAGE SLUDGE COMPOSTS DURING
THEIR DECOMPOSITION
PART II MACROELEMENTS
Edward Krzywy, Anna I ewska, Ewa Krzywy-Gawro ska, Czesław Wołoszyk Department of Environmental Chemistry,
West Pomeranian University of Technology, Szczecin
Key words: municipal sewage sludge, composts prepared from sewage sludge, chemical composition, fertilizing value, macroelements, active sub-stance PRP®FIX
Summary
The research was aimed at determining the influence of the active ingredient PRP®FIX on changes in the total amount of phosphorus, potassium, magnesium and sulfur as well as their available forms in the content of municipal sewage sludge combined with wheat straw or urban green waste. The experiment began in November 2007.
The first compost consisted of (in conversion to dry matter) municipal sewage sludge (70%) and wheat straw (30%), while the second contained sewage sludge (70%) and urban green waste (30%). In the first series of the experiment the decomposition was conducted without adding any type of substances, while in the second series 3 kg of PRP®FIX were added to each 1 m3 of the compost matter. The compost decomposition was carried out for 180 days.
It was been stated that during the decomposition of the compost, made of municipal sewage sludge including 30% of structure-making material, there was an increase in the amount of phosphorus, potassium, magnesium and sulfur as well as their available forms.
Adding PRP®FIX contributed to the increase in the amount of phosphorus and magnesium while it did not affect the amount of sulfur. In composts from municipal sewage sludge including wheat straw the total amount of potassium was higher by 11.8% than in composts made of sludge and urban green waste, whether PRP®FIX was used or not. However, in composts made of sludge and urban green waste the total amount of sulfur was greater by 17.7%. It was tated that after 180 days of composts decomposition, the available forms of phosphorus constituted 51.5% of the general content, while potassium accounted for 32.6% and magnesium for 15.5% of the total content.
E. Krzywy i inni 194
Dr in . Anna I ewska Katedra Chemii rodowiska
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny ul. Słowackiego 17
71-434 SZCZECIN
e-mail: anna.izewska@zut.edu.pl
Zmiany zawarto ci ogólnej i form przyswajalnych fosforu w kompostach z komunalnego osadu bez i z udziałem PRP®FIX w czasie ich rozkładu (g kg
Changes in total content of phosphorus and its available forms in municipal sewage sludge with and without the application of PRP®FIX during the time of decomposition (g
Rodzaj kompostu * Type of compost *
Termin bada ; Time of research w dniu zało enia
do wiadczenia on the day of setting up
the experiment
po 30 dniach after 30 days
po 60 dniach after 60 days
po 90 dniach after 90 days
po 120 dniach after 120
days Ogólna zawarto ; Total content
Kompost I; Compost I 13,3 13,5 14,5 15,2 15,8
Kompost II; Compost II 13,5 13,9 14,9 15,8 16,6
Kompost III; Compost III 13,5 14,0 14,4 15,1 15,9
Kompost IV; Compost IV 13,4 14,1 14,5 15,3 16,7
rednia; Mean 13,42 13,87 14,57 15,35 16,25
NIR0 ,0 5; LSD0.05 3,568
Formy przyswajalne; Available forms
Kompost I; Compost I 5,91 6,72 7,09 7,90 8,05
Kompost II; Compost II 5,89 6,79 7,25 8,12 8,52
Kompost III; Compost III 6,60 6,92 7,34 8,12 8,18
Kompost IV; Compost IV 6,50 7,01 7,49 8,30 8,52
rednia; Mean 6,22 6,86 7,29 8,11 8,32
NIR0 ,0 5; LSD0.05 3,027
* obja nienia składu rzeczowego kompostów w przeliczeniu na such mas ; exlanations of composition of composts in convers Kompost I - komunalny osad ciekowy (70%) + słoma pszenna (30%); Compost I - municipal sewage sludge (70%) + wheat straw (30%) Kompost II - komunalny osad ciekowy (70%) + słoma pszenna (30%) + PRP®FIX; Compost II - municipal sewage sludge (70%) + wheat stra Kompost III - komunalny osad ciekowy (70%) + odpady zieleni mi ejskiej (30%); Compost III - municipal sewage sludge (70%) + urban gr Kompost IV - komunalny osad ciekowy (70%) + odpady zieleni miejskiej (30%) + PRP®F IX; Compost IV - municipal sewage sludge (70%) + PRP®FIX
Zmiany zawarto ci ogólnej i form przyswajalnych potasu w kompostach z komunalnego osadu bez i z udziałem PRP®FIX w czasie ich rozkładu (g kg
Changes in total content of potassium and its available forms in municipal sewage sludge with and without the application of PRP®FIX during the time of decomposition (g
Rodzaj kompost u * Type of compost *
Termin bada ; Time of research
w dniu zało enia do wiadczenia;
on the day of setting up the experiment
po 30 dniach after 30 days
po 60 dniach aft er 60 days
po 90 dniach after 90 days
po 120 dniach after 120
days
Forma ogólna; Total content
Kompost I; Compost I 5,25 5,38 5,39 5,45 6,02
Kompost II; Compost II 5,72 6,22 6,20 5,50 6,08
Kompost III; Compost III 4,25 4,30 7,42 5,03 5,25
Kompost IV; Compost IV 4,28 4,29 4,69 5,27 5,43
rednia; Mean 4,88 5,05 5,92 5,31 5,70
NIR0,05; LSD0 .0 5 r.n.; n.s.
Formy przyswajalne; Available forms
Kompost I; Compost I 1,75 1,82 1,92 1,92 1,98
Kompost II; Compost II 1,78 1,83 1,95 1,99 1,12
Kompost III; Compost III 1,55 1,60 1,72 1,75 1,85
Kompost IV; Compost IV 1,53 1,62 1,74 1,78 1,88
rednia; Mean 1,65 1,73 1,83 1,86 1,71
NIR0,05; LSD0 .0 5 r.n.; n.s.
* obja nienia składu rzeczywistego kompostów zamieszczono pod tabel 1; explanations of composition of composts showed
Zmiany zawarto ci ogólnej i form przyswajalnych magnezu w kompostach z komunalnego osadu bez i z udziałem PRP®FIX w czasie ich rozkładu (g kg
Changes in total content of magnesium and its available forms in municipal sewage sludge with and without the application of PRP®FIX during the time of decomposition (g
Rodzaj kompostu * Type of kompost *
Termin bada ; Time of research
w dniu zało enia do wiadczenia on the day of setting
up the experiment
po 30 dniach after 30 days
po 60 dniach after 60 days
po 90 dniach after 90
days
po 120 dniach after 120
days Forma ogólna; Total content
Kompost I; Compost I 3,21 3,25 3,47 3,46 3,72
Kompost II; Compost II 3,44 3,49 3,64 3,79 3,82
Kompost III; Compost III 3,30 3,35 3,54 3,58 3,72
Kompost IV; Compost IV 3,45 3,48 3,66 3,77 3,84
rednia; Mean 3,35 3,39 3,58 3,65 3,78
NIR0,05; LSD0 .05 0,539
Formy przyswajalna; Available forms
Kompost I; Compost I 0,45 0,48 0,50 0,52 0,55
Kompost II; Compost II 0,48 0,50 0,55 0,59 0,65
Kompost III; Compost III 0,45 0,48 0,51 0,52 0,56
Kompost IV; Compost IV 0,47 0,52 0,57 0,60 0,65
rednia; Mean 0,46 0,49 0,53 0,56 0,60
NIR0,05; LSD0 .05 0,124
* obja nienia składu rzeczywistego kompostów zamieszczono pod tabel 1; explanations of composition of composts showed
Zmiany ogólnej zawarto ci siarki w kompostach z komunalnego osadu ciekowego bez i z udziałem PRP®FIX w czasie ich rozkładu
Changes in total content of sulfur and its available forms in municipal sewage sludge with and withou of PRP®FIX during the time of decomposition
Rodzaj kompostu * Type of compost *
Termin bada ; Time of research
w dniu zało enia do wiadczenia on the day of setting up the
experiment
po 30 dniach after 30
days
po 60 dniach after 60 days
po 90 dniach after 90 days
po 120 dniach after 120
days
Kompost I; Compost I 5,06 5,10 5,19 5,25 5,28
Kompost II; Compost II 5,10 5,12 5,18 5,23 6,30
Kompost III; Compost III 6,04 6,17 6,22 6,24 6,28
Kompost IV; Compost IV 6,07 6,18 6,23 6,26 6,30
rednia; Mean 5,57 5,64 5,70 5,74 6,04
NIR0 ,0 5; LSD0.05 r.n.; n.s.
* obja nienia składu rzeczywistego kompostów zamieszczono pod tabel 1; explanations of composition of composts showed