Stosowanie osadów ściekowych w rolnictwie i do rekultywacji terenów na cele

Jak podaje Mazur i Wojtas [1993], a także Siuta [1999c] większość gleb w naszym kraju cechuje niska żyzność, zatem poprawa ich właściwości fizyko – chemicznych poprzez stosowanie osadów ściekowych, spełniających narzucone Ustawą o odpadach [2001] i RMŚ [2002] kryteria, jest najbardziej racjonalnym sposobem zagospodarowywania tych specyficznych odpadów. Zostało to potwierdzone badaniami przeprowadzanymi przez wielu autorów [Roszyk i in. 1987; Ciećko i in. 1996; Kalembasa, Kuziemska 1999, Siuta 1999a,

Kiryluk 2003]. Wyniki tych prac potwierdzają przede wszystkim pozytywne oddziaływanie osadów ściekowych na żyzność gleby i plonowanie roślin. Jednoznacznie wskazują one, iż osady ściekowe jako odpady zasobne w substancje organiczną oraz mineralne składniki nawozowe, mogą wpływać nie tylko na właściwości chemiczne, fizykochemiczne gleby ale także mają wyraźny dodatni wpływ na plonowanie roślin. Oprócz tego, co podkreślają Roszyk i in. [1987] oraz Kalebasa i Kuziemska [1999] stosowanie osadów ściekowych wyraźnie poprawia aktywność mikrobiologiczną gleby. Potwierdza to także Johansson i in.

[1999] stwierdzając, że o nawozowej przydatności osadów ściekowych decyduje ich zdolność do podnoszenia aktywności mikrobiologicznej w glebie oraz podnoszenie żyzności gleby i poprawa jej właściwości, szczególnie podczas długiego stosowania osadów ściekowych jako nawozu organicznego. Autorzy ci dodają, iż zwłaszcza skład i wielkość populacji mikroorganizmów glebowych jest bardzo wrażliwym indykatorem zmian zachodzących w glebie, zwłaszcza w odniesieniu do mikroflory i wpływu jej funkcjonowania na żyzność gleb.

Wysuwają oni nawet postulat, że biomasa mikroorganizmów glebowych jest lepszym wskaźnikiem zmian zachodzących w glebie po zastosowaniu osadów ściekowych niż ogólna zawartość w niej węgla i azotu. Jednak wiele badań wskazuje, że wpływ stosowania komunalnych osadów ściekowych na żyzność i właściwości gleby jest niejednoznaczny. Po zastosowaniu osadów jako nawozu organicznego stwierdzono zarówno wzrost [Fliessbach i in. 1994; Johansson i in. 1999; Boyle, Poul 1989] jak i spadek liczebności mikroorganizmów glebowych na obszarach nawożonych [Chander, Brookes 1993]. Stosowanie osadów ściekowych powoduje także kilka bardzo pozytywnych efektów w nawożonej glebie.

Johansson i in.[1999] stwierdza, że stosowanie komunalnych osadów ściekowych powoduje zwiększenie przyswajalności przez rośliny substancji odżywczych, wzrost zawartości materii organicznej, co jednocześnie powoduje poprawę stosunków wodnych w glebie oraz pozytywnie wpływa na poprawę struktury gleby.

Istnieje jednak kilka cech ograniczających dawkę nawozową osadów stosowanych jako nawóz do gleb. Zazwyczaj dawka ta jest ograniczona ze względu na:

• zawartość azotu w osadach;

• zawartość metali ciężkich w osadach;

• koncentracje metali ciężkich w glebach;

• obecność organizmów patogennych;

• konsystencję osadu.

Dirkzwager i in. [1997] zwracają szczególną uwagę na fakt, że zagospodarowywanie komunalnych osadów ściekowych w rolnictwie, jako bezpośrednia ich aplikacja do gleby może powodować wprowadzenie i dystrybucję zanieczyszczeń do środowiska naturalnego.

Substancje zanieczyszczające, szczególnie gdy wprowadzane zostają w dużych koncentracjach, mogą powodować zmniejszenie plonów roślin oraz mogą mieć szkodliwe oddziaływanie na zdrowie ludzi i zwierząt. Wprowadzanie do gleby zanieczyszczonych metalami ciężkimi osadów może spowodować ich wymywanie do wód gruntowych i spływy powierzchniowe, zagrażające jakości wód powierzchniowych. Biernacka i Pawłowska [1999]

twierdzą, że pobieranie metali ciężkich z osadów ściekowych stosowanych na glebach jest różne w zależności od formy ich występowania. Za najszybciej przechodzące do roztworu glebowego i pobierane przez rośliny autorki te uznają formy metali rozpuszczalne w wodzie, wymienne i związane z węglanami. Także frakcje związane z fazą stałą osadów, głównie z tlenkami żelaza i manganu oraz z substancją organiczną, są łatwo dostępne dla roślin, choć jak podaje Biernacka i Pawłowska [1999] ich uwalnianie zachodzi wolniej.

Aby ustabilizowany komunalny osad ściekowy zastosować w rolnictwie lub do rekultywacji gruntów na cele rolne muszą być spełnione kryteria sanitarne oraz chemiczne regulowane prawem [RMŚ 2002]. Zawartość metali ciężkich nie może przekroczyć wartości limitowanych RMŚ [2002], które wynoszą odpowiednio (w mg ^. kg^-1) Pb – 500, Cd – 10, Hg – 5, Ni - 100, Zn – 2 500, Cu – 800, Cr – 500. Komunalny osad ściekowy może być wykorzystany w rolnictwie jeśli w 100g próby przeznaczonej do badań nie wyizolowano bakterii z rodzaju Salmonella, a łączna liczba żywych jaj pasożytów jelitowych Ascaris sp., Trichulis sp., Toxacara sp., w 1 kg s.m. osadu równa jest zeru. Natomiast przy stosowaniu osadów do rekultywacji gruntów na cele rolne zawartość żywych jaj pasożytów jelitowych Ascaris sp., Trichulis sp., Toxacara sp., w 1 kg s.m. osadu nie może przekroczyć 300 sztuk.

Wielu autorów wyróżnia trzy podstawowe grupy komunalnych osadów ściekowych:

płynne, maziste, ziemiste i suche [Biernacka i Pawłowska, 1999; Johansson i in., 1999; Bień 2002a; Krzywy i in. 2004]. W przypadku stosowania komunalnych osadów ściekowych w rolnictwie lub do rekultywacji na cele rolne najbardziej pożądana jest ziemista, sypka konsystencja, która pozwala na równomierne rozprowadzenie i łatwe wymieszanie osadów z ziemią. Konsystencja płynna także umożliwia bezpośrednie wykorzystanie komunalnych osadów ściekowych w rolnictwie. Jednak niejednokrotnie ich bezpośrednia aplikacja do gruntu, przy takim stanie skupienia osadów, może przysporzyć wiele trudności wynikających przede wszystkim z ograniczonej dostępności do specjalistycznego sprzętu aplikującego.

Oprócz tego w przypadku stosowania płynnych osadów zwiększa się znacznie uciążliwość

odorowa dla mieszkańców. Konsystencja mazista oraz sucha zbrylona sprawiają największe trudności w technice aplikacji osadów na grunty uprawne, a przede wszystkim uniemożliwia pełne wykorzystanie nawozowych właściwości tych specyficznych odpadów [Bień 2002a].

Czekała [2000] w swoich badaniach potwierdza wysoką skuteczność stosowania osadów ściekowych w rolnictwie. Autor podkreśla, że coroczne nawożenie gleb osadem ściekowym zwiększało pobieranie azotu oraz plon roślin. Autor wskazuje także, iż osady ściekowe mają bardzo korzystny wpływ na akumulację związków próchnicznych w glebie nie powodując jednocześnie większego zróżnicowania w ich rozpuszczalności oraz jakości.

Podobne wyniki uzyskali także Krzywy i in. [2000], stwierdzając, że komposty wytworzone z komunalnych osadów ściekowych są doskonałym nawozem organicznym wyraźnie wpływającym na podwyższenie plonu uprawianych na nich roślin. Dodatkowo autorzy ci podkreślają, że osad ściekowy spełniający przewidziane prawem wartości dopuszczalne w odniesieniu do zawartości metali ciężkich, nie powodują zagrożenia dla roślin na nich uprawianych. Krzywy i in. [2000] dowodzą, że przy stosowaniu komunalnych osadów ściekowych nie następuje zwiększenie koncentracji metali ciężkich w roślinie, zwłaszcza dotyczy to kadmu, niklu i ołowiu.