Wpływ stosowania różnych odpadów kopalnianych i przemysłowych na właściwości i produkcyjność gleb lekkich. Część I. Charakterystyka właściwości fizycznych i chemicznych badanych odpadów

R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E , T . X X I , Z. 2, W A R S Z A W A 1970

HENRYK DROESE, JÓZEF GASTOŁ, STANISŁAW TRZECKI

WPŁYW STOSOWANIA RÓŻNYCH ODPADÓW KOPALNIANYCH I PRZEMYSŁOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI I PRODUKCYJNOŚĆ

GLEB LEKKICH 1

CZĘŚĆ I. CHARAKTERYSTYKA WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNYCH I CHEMICZNYCH BADANYCH ODPADÓW

Katedra Ogólnej Uprawy Roli i Roślin SGGW w W arszawie

Ponad 40% areału użytkowanego rolniczo w k raju posiada gleby zwane lekkimi. Mała zawartość części koloidalnych i zbyt duży udział frakcji piasku spraw iają, że gleby te odznaczają się nikłą gruzełkowa- tością, a w stosunku do wody niewielką pojemnością i bardzo dużą prze­ puszczalnością. Ponadto m ają słabo rozwinięty kompleks sorpcyjny, słabo wysycony kationami. W skutek tego są to najczęściej gleby kwaśne o sła­ bych zdolnościach buforowych.

Wymienione cechy spraw iają, że gleby lekkie są mało urodzajne, a wysokość uzyskiwanych na nich plonów zależy w dużym stopniu od przebiegu pogody.

Rolnicy-praktycy już od dawna dążyli do radykalnej poprawy żyz­ ności tych gleb oraz do uregulowania ich właściwości fizycznych i che­ micznych, stosując różne zabiegi melioracyjne, jak np. glinowanie i to r­ fowanie [1] oraz wywożenie szlamów z rowów i stawów. Zabiegi te jednak były stosowane lokalnie i nie zawsze dawały pozytywne wyniki.

Możliwości planowego działania w zakresie popraw y żyzności gleb lekkich rozszerzyły się w raz z rozwojem pewnych gałęzi przemysłu, które dysponują obecnie dużą ilością różnorodnych odpadów. Niektóre z tych odpadów zaw ierają pewne ilości składników pokarmowych i znaczne ilości wapnia, a ponadto odznaczają się dużą zawartością części

1 Praca wykonana pod kierunkiem doc. dra habil. L. Smierzchalskiego z inicja­ tywy mgra inż. J. Nowackiego, a finansow ana przez Instytut Chemii Fizycznej PAN.

280 H. Droese i in.

spławialnych. Można więc sądzić, że tego rodzaju odpady będą przy­ datne do w ykonywania zabiegów mających na celu szybkie podniesienie żyzności gleb lekkich.

Należy tu zaznaczyć, że usunięcie odpadów z bezpośredniego otocze­ nia kopalni lub fabryki w arunkuje często ciągłość pracy przedsiębior­ stwa, dlatego zakłady te często pokryw ają koszty załadunku i tran s­ portu odpadów do dowolnego miejsca. Ma to oczywiście duże znaczenie dla ekonomicznej strony zagadnienia. Ocena ekonomiczna zastosowania odpadów w rolnictwie zostanie podana w III części pracy.

W Polsce w ostatnich latach zagadnieniem w ykorzystania niektórych odpadów przemysłowych do rekultyw acji terenów pokopalnianych zaj­ mował się S k a w i n a [5]. Ideą przewodnią tych badań było w ykorzy­ stanie bentonitów wzbogacanych składnikam i pokarmowymi do zagospo­ darow ania gleb lekkich.

Oprócz bentonitów przem ysł ma wiele innych odpadów, które mogą być w ykorzystane w rolnictwie. To właśnie było przedm iotem naszych badań. Głównym ich celem było sprawdzenie przydatności rolniczej kil­ kunastu odpadów kopalnianych i przemysłowych. Prace nasze można krótko scharakteryzow ać następująco:

— w pierwszej części badań, rozpoczętej w 1965 r., oznaczyliśmy najważniejsze rolniczo właściwości fizyczne i chemiczne odpadów kopal­ nianych i przemysłowych;

— w drugiej części badań początkowo w w arunkach laboratoryjnych, a następnie w w arunkach polowych, określaliśm y w pływ dodatku od­ padów na właściwości fizyczne i chemiczne gleb lekkich;

— część trzecią stanowiły prowadzone równolegle doświadczenia wazonowe i polowe, które miały na celu sprawdzenie w pływ u odpadów na plonowanie roślin oraz w yjaśnienie istoty ich działania.

Zebrane m ateriały badawcze przedstaw iam y w trzech kolejnych pu ­ blikacjach.

MATERIAŁ I METODYKA

Do badań użyto 20 różnych odpadów kopalnianych i przemysłowych (5 odpadów kopalnianych, 5 odpadów przemysłowych i 10 odpadów p re­ parowanych) oraz w celu porównania — 4 próbki gleb z w arstw y ornej, na których założono doświadczenia polowe. W zestawieniu badanych odpadów (tab. 1) podano ich rodzaj, pochodzenie oraz skróty nazw, k tó ­ rym i posługiwano się w pracy.

Skład mechaniczny badanych odpadów i gleb oznaczono metodą areo- metryczną Bouyoucosa, w modyfikacji Cassagrande’a i Prószyńskiego.

Wykaz odpadów badanych w do św ia d czen ia ch polowych In d ex o f th e w a stes a p p lie d i n th e f i e l d experim ents

T a b e l a 1

Nr

Ho Rodzaj i pochodzenie odpadów - Kind and o r ig in o f th e w a stes Stosowane sk r ó ty A b b r e v ia tio n s used A - Odpady k op aln ian e - Mining w a stes

1 2 5 4 5

B en to n it z k o p a ln i w ęgla kamiennego "M ilowice" - B e n to n ite from th e hard c o a l mine "Milowice" I ł z k o p a ln i w ęgla brunatnego "Konin" - C lay from th e brown c o a l mine "Konirtf'

I ł ja sn y z k o p a ln i w ęgla brunatnego "Turów" - L ig h t c la y from th e brown c o a l mine "Turów" I ł ciemny z k o p a ln i w ęgla brunatnego "Turów" - Dark c la y from th e brown c o a l mine "Turów" Lupki z k o p a ln i ż e la z a "Łęczyca" - S h a le s from th e ir o n mine "Łęczyca"

"M ilowice su r# ,‘ "Konin" " i ł jasny" " i ł ciemny" "Łęczyca" В - Odpady przem ysłowe - I n d u s t r ia l w a stes

6 7 8 9 10

Odpady krzemionkowe po s o la c h g lin u - S i l i c a w a ste s a f t e r aluminium s a l t s

Odpady p o f lo ta c y jn e z k o p a ln i m ied zi "Konrad" - P o s t - f l o t a t i o n w a stes from th e copper mine "Konrad" Odpady p o f lo ta c y jn e z k o p a ln i m ied zi "Lena" - P o s t - f l o t a t i o n w a stes from th e copper mine "Lena" Odpady p o f lo ta c y jn e z k o p a ln i m ied zi "Lubin" - P o s t - f l o t a t i o n w a stes from th e copper mine "Lubin" Odpady p o f lo ta c y jn e z k o p a ln i s i a r k i "Machów" - P o s t - f l o t a t i o n w a stes from th e sulph ur mine "Machów"

"krzemionka" "Konrad" "Lena" "Lubin" "Machów" С - Odpady preparowane - Prepared w astes

11 B en to n it preparowany z k o p a ln i w ęgla kamiennego "M ilowice" * /

Prepared b e n t o n ite from th e hard c o a l mine "M ilowice" "M ilowice p rep ." 12 Odpady krzemionkowe po so la ch g lin u + i ł tu ro sz o w sk i ciemny /50%/

S i l i c a w a stes a f t e r aluminium s a l t + Turoszów dark c la y /50%/ "krzemionka + i ł ciemny" 13 Odpady krzemionkowe po so la c h g lin u + d olom it /5%/

S i l i c a w a stes a f t e r aluminium s a l t s + d o lo m ite /5%/ "krzemionka + dolom it" 14 Odpady krzemionkowe po so la ch g lin u + s e r p e n ty n it /5 /» /

S i l i c a w a stes a f t e r aluminium s a l t s + s e r p e n t in it e /5%/ "krzemionka + se r p e n ty n it" 15 Odpady krzemionkowe po s o la c h g lin u + mączka fo s fo r y to w a /20%/

S i l i c a w a stes a f t e r aluminium s a l t s + ph osphate meal /20%/ "krzemionka + mączka fo sfo ry to w a " 16 Odpady krzemionkowe po s o la c h g lin u + woda am oniakalna /10%/

S i l i c a w a stes a f t e r aluminium s a l t s + ammonia w ater /10%/ "krzemionka + amoniak" 17 Odpady krzemionkowe po so la c h g lin u + woda amoniakalna / Ю /V + odpady borowe / 2%/

S i l i c a w a stes a f t e r aluminium s a l t s wastes + amonia water /10%/ + boron w a stes / 2%/ "krzemionka + amoniak + bor" 18 Odpady krzemionkowe po s o la c h g lin u + woda am oniakalna /10%/ + odpady cynkowe /2% /

S i l i c a w a stes a f t e r aluminium s a l t s + ammonia w ater / 1 0 # / + zin k w a stes /2%/ "krzemionka + amoniak + cynk" 19 Odpady krzemionkowe po s o la c h g lin u + woda am oniakalna /10%/ + odpady m iedziowe /2%/

S i l i c a w a stes a f t e r aluminium s a l t s + ammonia w ater /10% / + copper w a stes /2%/ "krzemionka + amoniak + miedź" 20 Odpady krzemionkowe po so la c h g lin u + woda am oniakalna /10%/ + odpady manganowe /2%/

S i l i c a w a stes a f t e r aluminium s a l t s + ammonia w ater /10% / + manganese w a stes /2%/ "krzemionka + amoniak + mangan"

* / Preparowanie p o le g a ło na am onifikowaniu / 0 , 5 $ N /, w zbogaceniu w P^Oc i K~0 /0,5% P~0c i 0,75% K~0/ oraa m ik roelem enty / ś l a d y Cu, 0,2% Kg»

0,00015% В/ c* ? c- c- ?

c-P r e p a r a tio n c o n s is t e d i n am m onification /0,5% N /, a s w e ll a s in enrichm ent in Po0 c and K~0 /0,5% o f РоОс and 0,75% o f К~0/ and i n m icro­ ele m e n ts / t r a c e s o f Cu, 0,2% o f Mg, 0,00015% o f В/ ï ć. ć. > d. O d p ad y k op a ln ia n e ja k o n a w o zy na g le b a ch le k k ic h . C z. I 2 8 1

thy;ïiSm г 4Ня©го©ве:/^г4ш ^ ßi afTÄi.fiiÄaov ^bsicфА

Ciężar właściwy oznaczono metodą piknom etryczną w wodzie desty­ lowanej.

r Pojemność wodną oznaczono metodą Hichardsa, używając płyty cera­ micznej i membrany.

Zapas wody dostępnej wyliczono ' z ;różnicy między połową pojem­ nością wodną a punktem trw ałym więdnięcia.

Zdolność pęcznienia oznaczono metody Wasiljewa. j

Procentową zawartość węgla organicznego oznaczono metodą Tiurina. Ogólną zawartość azotu oznaczono metodą Kjeldahla.

pH oznaczono w ln KC1 potencjometrycznie przy użyciu elektrody szklanej.

Sumę kationów w ymiennych zasadowych (S) oznaczono w ОДп HC1, a kwasowość wymienną i glin ruchom y w ln KC1 metodą Sokołowa.

Pojemność sorpcyjną hydrolityczną wyliczono z sumy zasad i kw a­ sowości hydrolitycznej.

Zawartość węglanów oznaczono metodą Scheiblera, przeliczając od­ czytaną objętość C 0 2 na procent C aC 03.

Zawartość przyswajalnego fosforu i potasu oznaczono metodą Egnera w modyfikacji Riehma.

Mg przysw ajalny — w 0,025n CaCl metodą Schachtschabela.

Mn aktyw ny — w wyciągu siarczynowym (pH 8) metodą Schacht­ schabela.

Cu przysw ajalną — w 0,02m EDTA metodą H enriksena i Jensena. Zn przysw ajalny — w ln KC1 metodą Pejwego.

Fe ruchome — w wyciągu 0,05n H2S 0 4 metodą Giereja.

NIEKTÓRE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE

W użytych do badań odpadach oznaczono skład mechaniczny, ciężar mechaniczny, ciężar właściwy i objętościowy, niektóre właściwości wodne oraz zdolność pęcznienia (tab. 2 i 3).

Udział części spławialnych oraz frakcji piasku w poszczególnych m a­ teriałach jest bardzo zróżnicowany. I tak na przykład „Konin”, „Krze­ mionka”, „Milowice sur.” oraz „Łęczyca” zaw ierają ponad 70% części spławialnych. Dość duża ilość tej frakcji, bo ponad 50%, w ystępuje w ,,ile jasnym ”, „K onradzie” i Lenie”. Warto podkreślić, że dwa ostatnie od­ pady zawierają również znaczne ilości części pylastych. Najmniejsze ilości części spławialnych zaw ierają odpady „Lubin” i „Machów”, przy

c z y m Gba m a j ą duże frakcji piasku. Preparow anie odpadów - prowadzi do zmniejszenia ilości części spławialnych („Milowice prep.” „krzemion- ka + fosferyt”, ,»krzemionka + dolom it”). Trudno to wytłumaczyć, gdyż stosunkowo niewielki dodatek ciał stałych („Milowice prep.”), płynnego

Odpady kopalniane jako nawozy na glebach lekkich. Cz. I ₂₈₃

T a b e l a 2 S k ła d m echaniczny- i c i ę ż a r w ła śc iw y odpadów z a sto so w an y c h w d o ś w ia d c z e n ia c h palow ych M e c h a n ic a l c o m p o s itio n and s p e c i f i c w e ig h t o f w a s te s a p p lie d i n th e f i e l d e ^ -p e ri^ e n ts

Nr No R o d zaj odpadu Blind o f w a s te s P r o c e n t c z ą s te k o ś r e d n i c y w c a P e rc e n ta g e o f p a r t i c l e s o f d i s p . i n mm C ię ż a r w ła śc iw y S p e c i f i c 1 - 0 ,1 0 ,1 - 0 ,0 2 <С 0 ,0 2 < ^ 0 ,0 0 2 w e ig h t g/cm^ A - Odpady k o p a ln ia n e - M ining w a s te s 1 "M ilow ice s u r . ” * / 16 12 72 03 2 ,7 3 2 "K onin" 8 7 85 55 2 ,7 8 3 " i ł ja s n y " 22 19 59 28 2 ,6 1 0 " i ł ciem ny" 00 16 ОД 20 2 ,3 3 5 "Ł ęc z y ca " 19 11 70 26 2 ,6 8

В - Odpady przem ysłow e - I n d r u s t r i a i w a s te s 1i

6 "k rz e m io n k a " 19 8 73 03 1 2,43 i 7 "K onrad" 5 29 66 11 2 ,7 5 1j 8 "Lena" 8 02 50 12 2 ,6 9 9 "L u b in " 65 33 2 0 2 ,7 0 10 "Machów" 60 30 10 0 2 ,7 5

С - Odpady p rep aro w an e - P r e p a r e d w a s te s

11 "M ilow ice p r e p ." 31 10 55 13 2 ,7 8 12 "k rz e m io n k a + i ł ciem ny" 36 15 49 26 2 ,5 7 13 "k rz e m io n k a + d o lo m it" 32 25 43 12 n . o . 14 "k rz e m io n k a + s e r p e n t y n i t " 36 29 35 10 n . o . 15 "k rz e m io n k a + mączka fo s fo ro w a " 59 19 22 11 2 ,7 3 16 " k rz e m io n k a + am oniak" 00 27 33 11 n . o . 17 "k rz e m io n k a + amoniak + b o r" 33 27 00 9 n . o . 18 "k rz e m io n k a + am oniak + cynk" 33 30 37 10 n . o . 19 "k rz e m io n k a + am oniak + m iedź" 31 28 Ol 12 n . o . 20 " k rz e m io n k a + am oniak + mangan" 30 26 00 12 n . o . * / O b ja ś n ie n ie w t a b . 1 - E x p l a n a tio n i n t a b . . 1 n . o . = n ie oznaczono - n o t d e te rm in e d

amoniaku („krzem ionka+ am oniak”) lub serpentynitu („krzem ionka+ + serp en tyn it”) nie powinien w ywierać tak dużego w pływ u n a ilość części spławialnych. Należy przypuszczać, że do preparow ania wzięto m ateriał różny, nie reprezentujący przeciętnej jakości odpadu. Nie

284 H. Droese i in.

wyjaśniliśm y jednak, czy stosując inne metody oznaczania składu mecha­ nicznego uzyska się takie same rezultaty jak przy stosowanej przez nas metodzie areom etrycznej Bouyoucosa w modyfikacji Cassagrande’a i P ró­ szyńskiego.

Rozważając sprawę polepszenia właściwości fizycznych gleb lekkich należy sądzić, że osiągnie się tym lepsze efekty, im większe ilości części spławialnych zawierać będą dodane odpady.

Ciężar właściwy większości odpadów wynosi od 2,68 do 2,78 g/cm3, a więc jest zbliżony do ciężaru właściwego gleb piaszczystych. Tylko niektóre z odpadów odznaczają się niższym ciężarem właściwym. Do tej grupy zaliczyć można „ił ciem ny” [2, 33], „krzem ionkę” [2, 43], „krze- mionkę + ił ciemny” [2, 57] oraz ,,ił jasn y ” [2, 61]. Odpady te dodane w większych ilościach do gleby lekkiej mogą obniżyć jej ciężar właściwy przyczyniając się do popraw ienia właściwości fizycznych.

Sama „krzem ionka” oraz wszystkie odpady preparow ane na bazie „krzem ionki” odznaczają się dużą zdolnością zatrzym yw ania wody (tab. 3). Świadczą o tym wysokie zawartości dla tzw. pojemności polo- wej. Zbliżone, ale nieco wyższe wartości dla polowej pojemności wodnej uzyskano w odpadzie „Milowice su r.”. Poza tym należy podkreślić, że dość dużą zdolnością zatrzym yw ania wody odznaczają się również od­ pady ,,K onin” i „ił ciem ny”.

Z p unktu widzenia rolniczego najważniejszą cechą charakteryzującą stosunki wodne w glebie jest zapas wody dostępnej dla roślin. Również pod tym względem najlepsze właściwości w ykazuje „krzem ionka”. Po­ m ijając skrajne przypadki zapas wody dostępnej dla roślin, w ystępujący w samej „krzemionce”, jak i w odpadach preparow anych na bazie „krze­ mionki”, wynosi średnio od 28 do 30%. Jest on więc bardzo wysoki w ze­ staw ieniu z przeciętnym zapasem wody dostępnej gleb piaszczystych M aruny i Chylić, wynoszącym od 2,4 do 4,0% ciężaru (tab. 4). „K rze­ mionkę” przewyższa jedynie „ił ciem ny” o ok. 3%. Stosunkowo niskim zapasem wody dostępnej dla roślin, mimo najwyższej pojemności polo­ wej, odznacza się odpad „Milowice sur.”, ponieważ ma najwięcej wody niedostępnej dla roślin.

Z dalszej analizy wynika, że ilość wody dostępnej dla roślin nie zawsze zależy od składu mechanicznego odpadów. Z badań M u s i e r o ­ w i c z a i K r ó l o w e j [4], jak również T r z e c k i e g o [7] wynika, że o ilości wody dostępnej dla roślin w glebie upraw nej o małej zaw ar­ tości próchnicy decyduje głównie skład mechaniczny, a ściślej mówiąc, ilość części spławialnych. Jak widać, spraw a właściwości wodnych od­ padów pod względem teoretycznym nie została w naszych badaniach całkowicie rozwiązana, chociaż uzyskane wyniki pozwalają sądzić, że

Odpady kopalniane jako nawozy na glebach lekkich. Cz. I ₂₈₅

T a b e l a 3

H ie k tó re w ła ś c if t o ś c i wodne odpadów stosow an ych w d o św ia d czen ia ch polow ych Some w a ter p r o p e r t ie s o f w a ste в a p p lie d i n th e f i e l d ex p erim en ts

Kr Ho Rodzaj odpadu L ind o f w a ste s K a p ila r­ na pojem­ ność wodna C a p illa r y w ater capa­ c i t y Polowa pojem­ ność wodna F i e l d w ater c a p a c ity /p F 2 , 4 / Woda n i e ­ d o stę p ­ na U navai­ l a b l e w ater /pF 4 , 2 / Zapaś wody d o stę p ­ n ej Amount o f a v a ila ­ b le w ater Zdolność p ę c z n ie n ia w % o b j ę t o ś ­ ciow ych E x p a n sib i­ l i t y in volume V/ % c ię ż a r u i n w eig h t % % A - Odpady k o p a ln ia n e - M ining w a stes

1 »'Milowice s u r . ” * / 1 0 8 ,4 1 0 7 ,1 9 7 ,4 9 ,7 5 3 ,1 2 "Konin" 6 9 ,4 5 0 ,3 3 3 ,8 1 6 ,5 2 1 ,8 3 " i ł ja s n y ” 4 5 ,6 2 4 ,8 1 4 ,5 1 0 ,3 0 ,0 4 " i ł ciemny" 8 5 ,8 6 8 ,6 3 3 ,7 3 4 ,9 n.o» 5 "Łęczyca" 6 1 ,6 3 9 ,4 3 3 ,7 5 ,7 n .o .

В - Odpady przem ysłowe - I n d u s t r i a l w a ste s

6 "krzemionka" 1 2 1 ,6 8 6 ,7 5 5 ,0 3 1 ,7 1 ,7 7 "Konrad" 4 2 ,0 2 6 ,5 5 ,2 2 1 ,3 n . o . 8 "Lena" 3 6 ,8 2 9 ,0 7 , 4 2 1 ,6 4 ,1 9 "Lubin" 3 1 ,3 2 ,7 1 ,0 1 ,7 n ,o . 10 i "Machów" 3 5 ,0 1 3 ,7 7 ,1 6 ,6 n .o .

C - Odpady preparowane - Prepared w a stes

11 "M ilowice p rep ." 6 8 ,3 4 5 ,8 3 4 ,4 1 1 ,4 5 ,1 12 "krzemionka + i ł ciemny" 1 1 2 ,5 7 8 ,0 4 6 ,2 3 1 ,8 n .o . 13 "krzemionka + dolom it" 1 2 0 ,6 8 0 ,6 6 1 ,0 1 9 ,6 n .o . 14 "krzemionka + su r p e n ty n it" 1 2 2 ,0 8 3 ,0 5 7 ,5 2 5 ,5 n .o . 15 "krzemionka + mączka fo sfo ry to w a " 9 7 ,7 6 3 ,1 4 3 ,6 1 9 ,5 n .o . 16 "krzemionka + amoniak" 1 3 0 ,5 8 7 ,4 5 7 ,4 3 0,0 n .o . 17 "krzemionka + amoniak + bor" 117,6 8 3 ,2 5 4 ,8 2 8 ,4 n .o . 18 "krzemionka + amoniak + cynk" 1 1 7 ,4 8 0 ,9 5 2,6 2 8 ,3 n .o . 19 "krzemionka + amoniak + miedź" 1 2 0 ,1 8 6 ,5 5 5 ,8 3 0 ,7 n .o . 20 "krzemionka + amoniak + mangan" 1 2 3 ,0 8 6 ,6 5 6 ,0 3 0 ,6 n .o .

* / O b ja śn ien ie w ta b . 1 - E x p la n a tio n i n t a b . 1 n . o . s n ie oznaczono - n o t determ ined

286 H. Droese i in.

T a b e l a 4 W łaściw o ści fiz y c z n e g le b z w arstw y o r n e j u ż y ty c h do do śv ,iad czeń polow ych

P h y s ic a l p r o p e r t i e s o f th e s o i l s f r o n a r a b l e l a y e r u s e d i n th e f i e l d e x p e rim e n ts

D ośw iad czen ie E x p e rim en t S k ła d m echaniczny M echanical' c o m p o sitiô n C ię ż a r j K a p ila rn a pojem ność wodna Polow a pojem ność wodna Woda n ie d o s ­ tę p n a Zapas wody d o s tę p n e j p r o c e n t o ś re d n P e rc e n ta g e о:? dism c z ą s te k j. с y v; mm o f p a r t i c l e s .. i n mm A'ł&aClwy S p e c i f i c ■w e ig h t v: g/CET' C a p i l l a r y v /a te r c a p a c i t y F i e l d w a te r c a p a c i t y / p F - 2 ,4 / U n a v a ila ­ b le w a te r / p F - 4 , 2 / Amount c f a b a i l a b l e w a te r 0 . 1 -o;o2 O! V j _{0 ,0 0 2}< 6 ,1 CA wagov/y - w e ig h t yo I - 1 I-.'arv-na 86 9 5 2 2 ,6 5 29,2 6 ,6 5,0 3 ,6 1 - 2 fûsruna 86 9 с 2 2 ,6 6 2 2 ,1 4,2 1 ,8 2,4 j I - 3 Łiarur.a 87 7 5 2 2 ,5 8 2 5 ,2 7,0 5,0 4 ,0 L ; " ". 30 12 ! ii 6 j 'A 2 ,6 2 27«? 5,-3 2 ,0 3 ,3

dodatek większości badanych m ateriałów będzie poprawiał właściwości wodne gleb lekkich.

W celu porównania podano składy mechaniczne i właściwości wodne w arstw y ornej gleb, na których prowadzono doświadczenia polowe (tab. 4). Różnice wynikające z porów nania właściwości gleb i odpadów wskazują, że duży dodatek tych ostatnich może wywrzeć silny wpływ na skład mechaniczny i właściwości wodne gleb lekkich.

NIEKTÓRE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE I FIZYKOCHEMICZNE

Przeprowadzone analizy chemiczne miały przede wszystkim na celu określenie zawartości sumy węglanów, niektórych przysw ajalnych m akro- i mikroelem entów oraz kwasowości i pojemności sorpcyjnej odpadów (tab. 5). Znajomość tych wskaźników może stanowić jeden z punktów wyjścia do oceny rolniczej przydatności odpadów.

O D P A D Y K O P A L N I A N E

— Ił bentonitow y ,,Milowice sur.” (nr 1) wykazuje znaczną pojem ­ ność sorpcyjną, przy czym kompleks sorpcyjny nasycony jest głównie zasadami. M ateriał ten jest równocześnie bogaty w przysw ajalny potas i ma odczyn obojętny. Zawartość węglanów jest nieznaczna. Surowe bentonity z kopalni węgla kam iennego Milowice, tzw. gatunek rolniczy, zaw ierają nieznaczną domieszkę węgla. Analiza term icz n a1 (rys. 1) w y­ kazała, że jest to pelityczna skała ilasta drobnowarstwowana, barw y

W ła śc iw o śc i chem iczne i fiz y k o -c h e m ic z n e odpadów sto so w an y ch w d o ś w ia d c z e n ia c h polow ych. ^ C h e m ic a l and p h y s ic o - c h e m ic a l p r o p e r t i e s o f w a s te s a p p lie d i n th e f i e l d e x p e rim e n ts

.1 a b o?.l a 5. tr. -«V Cv S “‘w p K % ! t*-v l g £ ^ ^ ---Г С ^ -V & li К , c J, % . л: ^ f: & : R6dzą3 odpadu’ ó' r' Kind o f w a stes Ï-. Ä Я ' 2 ‘ ? 5l Jr 5 - ‘/: . r: (V &• С % % :.Ą c i ßuma zasad A lka­ l i sum Kwaso­ wość hydrol i t y -czn a Hydro­ l y t i c a c id i* *7 Kwaso­ wość wymie­ nna Exchan­ g ea b le a c i d i ­ t y A1 wy­ mien­ ny A l ’ exchan­ g ea b le Pojem­ ność sorp ­ cy jn a Sorp­ t i o n capa­ c ity . CaCOj % > 2 ° 5 k2o Mn Cu Zn ,•‘•rüchq-r Гэ r me1' ^ "mcbi-■le" :Ms -A p r ^ y s-w ^ j a l-г Щ mg/100 g odpàdu wg Ègnera mg/100 g w a ste s a f t e r Egner aktyw­ ny a c t i ­ ve przysv/a-ja ln e a v a ila b le :mg/100 g Ь ; < odpadü, wàptes* ____ me /1 0 0 g odpędu. - ..w astes ppa ;v

— te— гг— ~ — г— '" ' : ' - "~ - ... - ... ;

frdpady k o p a l i аде • Mining w a ste s ■' "" ^ ?

S'

1 '

(SBtL Ä ffi iß sÜi*.,,r * / * •- "Koj&n" *лГ

Й Ш ;

1 '

& ^

"Tięagyc#? ^ ^ ^ ?*"* г'л Î: r~! С hr 2 ,7 5 1.C5 ï , 6 ?

Щ

tr. 0 ,0 5 0 ,0 9 . §,05;

|3

7 ,1 7 ,8 z ’à 7,31 t; 2 9 ,4 8 2 5 ,8 2 7 ,9 0 0 ,0 0 1 7 ,1 0 1 ,9 8 2 ,0 2 1 ,9 2 5 6 ,1 6 2 ,2 S 0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0 2 1 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0 7 ,2 1 0 ,0 0 5 1 ,4 6 2 5 ,3 4 9 ,8 2 5 6 ,1 6 1 9 ,5 5 2 ,5 7 0 ,4 6 0 ,5 7 0 ,0 0 2 ,5 4 1 8 ,2 8 ,7 2 ,9 9 .0 2 .0 8 0 ,0 9 ,4 1 1 ,0 1 1 ,0 5 ,6 4 .0 4 .0 1 0 ,0 1 5 ,0 1 .0 4 .0 1 5 ,5 8 .0 6 0 ,0 5 5 ,0 0 .4 0 ,4 2 ,0

1

nVo. ‘r MvO. i v ,

ß*

li'iO. ... (-Ç*0r7 GOT.o.^ Æ.5C

ÿ»2-:

ffi 0.*-i

T

—rr#--- fp ---“ ----СЛ---- :---- ^ --- rr '"^r“ T ' Г : Л £ • - O dp ^y ^irzemyslowe' * - I n d u s tr ia l: w ąst^s £■ f : ^ _H

Я

£ ;' C* <vt . ' T w M- !7krajpmiopka5. -1; >• ^ Sfcoarad^*.; 5 r ?.. U FLena" ‘ ;/■ Ci, . ; sŁubin"'1 : .r y>. ? »^acytôw'.V. У Г-i i,oî&-Г ,44 tf,7P 0 ,4 0 Î..9? ё»°£'_0',°È Q,o2; 0 ,0 5 0 ,2 1 6,8 7 ,4 7 Ф 7 ,2 Ö,"ÖÖ“ 1 8 ,0 0 2 0 ,0 0 19,00 1 7 ,1 0 197Ö4- 1 ,6 0 1 ,5 0 ' . 0 ,7 5 1 ,2 5 TZ7ÖÖ" OjOO 0 ,0 0 " . Q^QO 0 ,0 0 ~ТГД4' 0 ,0 0 Ö,Ö0 0., 00 0 ,0 0 -1 :9 ,0 4 1 9 ,6 0 " 21,50 2 8 ,7 3 2 0 ,2 5 0 ,0 0 57 k71 5 4 ,5 1 5 ,5 5 7 7 ,8 8 5 ,6 0 ,0 0 ,0 1 0 ,6 4 ,0 2 1 ,2 52,0 2 8 ,3 4 1 ,4 8 ,2 5 2,0 25,0 2 5 .0 5 ,0 1 5 .0 5 4 ,5 4 4 5 .0 8 7 0 .0 1 9 5 ,0 1 ,0 2 .5 - 0 ,5 ■ 0 ,5 - 61,. 1 .5 1 7 ,0 > ‘0 ,0 p ,o -Пу У ■; n .o . 2 5 , Cf-; 2 5,0- ЗЛ.Ок- n .o .< H.O.tX

■3f-G - ]0<3pady preparowane;«- Prepared w aste

--- ;-- --- --- ---8 *.■ ■ 11 Ï 2-13

I

f«V V^iJ^wi'cè prep о’1* ó Jkrzęirickika4;+ i ł ciémnyV %rzSfmionka + dolom it " ^krzemionkai’-f S erpentyn it" **kr^Bmionka'v+ mączka fosforytow y*1 JUyrźómięnka; + amoniakl,:: : 'Чегфлйдока-:*. amoniak ■fc.bor" "krZkémionka^ amoniak +T~cynk" r ~ (^rz^mióńkaN*- aiiöniek 4-: miedź" ?.. ^Tcrzgpłięnk^ + amoniak + mangan" -^ _{__ù*__ -Ù.__ s±__ ^— Ł---- —--- ^}ft? £ ï :-V' L; V : t: 1 ,4 2 5 ,5 0 ù .o t, Ь.о". 5 ,8 ^ n v o t n .o t n . oi: Ż.o', д « о . M---- s 0 ,5 1 0 ,0 4 0 ,4 1 0,1-1 0^09 1 ,5 8 0 ,1 5 0 ,0 9 0 ,1 1 0 ,1 4 • 8,.0 - 5 , 6 : .б ,э . 6 , 2 .6 ,2 7 ,Р 6 Л 5 .6 4 ,1 5 .7 51,00 9 ,5 0 4 1 ,5 5 5 5 ,7 6 5 5 ,7 0 2 8 ,6 4 5 4 ,1 5 0 ,0 0 4 ,7 0 0 ,0 0 1 ,6 0 1 1 ,6 0 5 .25 5 ,6 ^ 5 ,5 0 4 ,4 9 7 ,4 8 4 0 ,1 2 1 8 ,0 5 5 0 ,9 7 0 ,0 0 2 ,2 0 0 ,4 6 0 ,5 7 0 ,5 7 1 ,1 5 6 ,0 6 . 5 5 ,6 5 9 ,4 6 2 7 ,5 8 0 ,0 0 1 ,5 5 n .o . n.o« 0 ,0 0 n . o . n .o . n .o . n .o . n .o . 5 2 ,6 0 2 0 ,9 0 4 4 ,5 8 5 7 ,4 0 5 7 ,2 0 5 5 ,1 5 4 9 ,4 2 4 0 ,1 2 5 2 ,7 5 5 0 ,9 7 8 ,0 5 0 ,0 0 n .o . n .o . 4 ,8 4 n .o . n .o . n , o . n . o . D.O, 2 5 0 ,0 2 5 ,8 9 .6 5 .7 1 4 9 ,0 50,2 4 ,0 5 .5 2 .6 5 ,9 150,0 1 5 ,6 5 .0 lv 5 1 7 .0 1 5 .0 .5 ,5 1 .0 2 .5 1 .5 1 1 ,0 1 5 ,0 n .o . n .o . 1 0 ,0 n. 0. n .o . n .o . n .o . n .o . 6 ,0 5 5 ,0 n .o . r . o . 6 ,4 11. C 0 n .o . n .o . Па 0 . n .o . 0 ,5 .. 1 .2 n . o . . n ,o . 1 ,0 n .o . _ JRoO. n*o." n . o . • n . o .f ri*o. 11,2 : йоО. :: n .o . • 0 ,0 n>o. . П'.‘0 . : r iio . r n .o . -n^Oo Xï# Oe“"’ 1 5 , 0 Д.О.** И .о . -1 -1 , Vi h . o c if.o .> n . o . m o .^ ir V. --- z « w tąjj*

f = nie'Ćóznąfczoao - not' determined^"

r^a^-jlratees-T;. j O d p ad y ko pa ln ia n e ja kœ m a ^ ^ æ y it o a H g le b a c h le k k ic h . C z.

288 H. Droese i in.

jasnoszarej, zaw ierająca głównie m ontm orylonit i domieszkę illitu. K ar- bońskie iły bentonitow e z Górnośląskiego Zagłębia Węglowego stoso­ wane w stanie surowym, ale zdyspergowane przez wodę i mróz, będą poprawiać właściwości fizykochemiczne gleb piaskowych, a jednocześnie dzięki znacznej zawartości przysw ajalnego potasu będą je wzbogacać w ten składnik.

ZOO 400 600 800 1000 °c 0 200 WO 600 800 1000 °C

I

DTG

\

Rys. 1. Derywatogram odpadu kopalnianego

„Milowice sur.”

Derivatogram of mining waste “M ilowice sur.” Rys. 2. Derywatogramy odpadu kopalnianego „Konin” i odpadu przem ysłowego „krzemionki” Derivatograms of mining w astes “K onin” and of

industrial w aste material “krzem ionka” 10 12 14 % L i j

V

r

-X

\

DTG uИ on in" „Krzemionka "DTA

— Iły z kopalni węgla brunatnego Konin (nr 2) w ykazują dość znacz­ ną domieszkę substancji organicznej. Pojemność sorpcyjna tego m ate­ riału jest dość duża przy całkowitym wysyceniu kompleksu sorpcyjnego zasadami. Odczyn obojętny, zawartość węglanów śladowa. Analiza mine­ ralogiczna (rys. 2) wykazuje, że iły konińskie stanowią skałę ilastą, któ­ rej zasadniczym składnikiem jest illit z domieszką p iry tu i substancji organicznej. Ił koniński wprowadzony do gleby dzięki dużej zawartości części spławialnych będzie popraw iał właściwości wodne i sorpcyjne

Odpady kopalniane jako nawozy na glebach lekkich. Cz. I ₂₈₉

gleb piaszczystych. Iły konińskie, z uwagi na centralne położenie ko­ palni w kraju, mogą mieć większe znaczenie dla rolnictwa. Eksploatacja ich jest tania, ponieważ nakład iłów zalega bezpośrednio nad węglem. Z dodatkowych badań wykonanych w Instytucie Chemii Ogólnej w W ar­ szawie wynika, że iły konińskie (eksploatacyjne) zawierają:

S i0 2 — 61,4%, CaO + MgO — 2,5%,

A120 3 — 18,4%, S 0 3 — 0,56%,

Fe20 3 — 0,39%, K20 + Na20 — 3,43%.

— Iły z kopalni węgla brunatnego Turów (nr 3, 4), są to iły nakła­ dowe, najczęściej wymieszane z węglanem brunatnym i różnymi związ­ kam i humusowymi. Skład chemiczny tego surowca jest różny i zależny jest od głębokości zalegania. Jedne partie są jasne, inne ciemne.

„Ił jasny” w ykazuje odczyn obojętny. Pojemność sorpcyjna iłu nie­ znacznie tylko różni się od pojemności sorpcyjnej gleby piaskowej (tab. 6). Kompleks sorpcyjny nasycony jest głównie zasadami. W porów­ naniu z glebą piaszczystą zawiera więcej zasad wymiennych i przysw a­ jalnego magnezu. Jest to surowiec kaolinitowy (rys. 3).

Rys. 3. Derywatogramy odpadów kopalnianych „iłu jasnego” i „iłu ciem nego” oraz warstw y ornej gleby z doświadczenia polowego (gleba

bielicowa)

Derivatograms of m ining w astes “ił jasny” and “ił ciem ny” as w ell as arable layer of soil from

LO

СО О

T a b e l a ' 6 W ła śc iw o śc i chem iczne i fiz y k o -c h e m ic z n e g le b z w arstw y o r n e j u ż y ty c h do d o św iad czeń polow ych

C hem ical and p h y s i c o - c h e t i c a l p r o p e r t i e s th e s o i l s from a r a b l e l a y e r u sed i n t h e f i e l d e x p e rim e n ts

D o św iadczenie E x p erim en t С C /o N /i рНКС1 CaCO, % Suma z a s a d A l k a l i sum Kwaso­ wość h y d ro l i t y -c zn a H y droly­ t i c a c i d i t y Kwaso­ wość wymien­ n a Exchan­ g e a b le a c i d i ­ t y A1 wy­ m ien­ ny Al e x ch an ­ g e a b le Pojem ­ ność s o r p ­ c y jn a S o rp ­ t i o n c ap a­ c i t y P2°5 к 2о I/Ill Cu Zn Fe choinę*1 "m obi­ l e 11 Kg p r z y ­ swa­ j a l n y a v a i ­ l a b l e mg/100 g g le b y wg E g n e ra mg/100 g ak­ tyw ­ ny a c t i ­ ve p r zy jw aj ftliie a v a i l a b l e m g/100 g tfleb y пie/100 g g le b y -- s o i l a f t e r E g n e r ppm s o i.1 I - 1 Maruna 1 ,0 8 0,C6 0 ,0 2 ,9 5 4 ,6 9 о ,з о 0,30 7 ,6 4 4 ,6 3 ,5 12 o ,y ś la d y 1 1 ,2 1 ,0 1 - 2 I.iaruna 0 ,8 6 0 ,0 5 4 ,2 0 ,0 1 ,8 5 3 ,5 3 0 ,3 5 0 ,2 8 5 ,4 3 3 ,3 2 ,0 n . o . n .o . n . o . n .o . n . o . 1 - 5 Maruna 0 ,9 4 0 ,0 5 4 ,1 0 ,0 n . o . 1 ,1 8 n . 0. n . o . n . o , 2 ,7 3 ,6 n . o . n . o . n .o . n .o . n . 0. 1 - 4 C h y lic e 0 ,4 5 0 ,0 4 4 ,4 0 ,0 n . o . 3 ,6 7 n . o . n . o . n . o . 5 ,4 6 ,1 n .o . n . o. n . 0. n .o . n . 0. n . o . = n ie oznaczono - n o t d e te rm in e d ś la d y - t r a c e s D ro e s e i in .

Odpady kopalniane jako nawozy na glebach lekkich. Cz. I 291

„Ił ciem ny” zawiera znaczną ilość substancji organicznej. Ił ten ma bardzo kw aśny odczyn (pH w KC1=2,8) oraz dużą kwasowość hydro- lityczną i wymienną. Zawiera on bardzo dużo glinu ruchomego. Kompleks sorpcyjny tego m ateriału jest ubogi w zasady. Analiza mineralogiczna (rys. 3) wykazała, że „ił ciem ny” składa się praw ie wyłącznie z kaolini- tów. „Iłu ciemnego” w stanie surowym nie należy stosować w rolnictwie z uwagi na zawartość substancji szkodliwych dla roślin.

— Łupki ilaste z kopalni żelaza Łęczyca (nr 5) zaw ierają około 50% krzem ionki i 24% A120 3. Pod względem zawartości wapnia, magnezu i innych przysw ajalnych składników odpady te można zaliczyć do śred­ nio zasobnych.

O D P A D Y P R Z E M Y S Ł O W E

— Odpady krzemionkowe po solach glinu (nr 6). Przy działaniu kw a­ sem siarkowym na iły turoszowskie lub gliny innego pochodzenia pow­ staje bardzo cenny pod względem rolniczym odpad ,,krzem ionka”, która w ystępuje w postaci koloidu. Pojemność sorpcyjna ,,krzem ionki” jest wysoka. Zawiera ona pewne ilości składników pokarmowych, głównie potasu. Odpad krzem ionkowy jest silnie kwaśny. Dlatego nie należy sto­ sować go w stanie surowym, gdyż może silnie zakwasić glebę i w skutek tego wpływać ujem nie na wzrost roślin. Analiza mineralogiczna (rys. 2) wykazała, że jest to m ateriał złożony głównie z kwarcu, zawiera sub­ stancje organiczne i ślady kalcytu.

— Odpady poflotacyjne z kopalni miedzi Konrad (nr 7) odznaczają się m ałą zawartością substancji organicznej, zaw ierają bardzo dużo wę­ glanu wapnia oraz przysw ajalnych mikroelem entów i potasu. Odczyn ich jest obojętny. N ajcenniejszym składnikiem tych odpadów jest wapń, następnie glinokrzem iany oraz magnez przysw ajalny i wreszcie m ikro­ elem enty (miedź, mangan, cynk i inne). Pod względem fizykochemicz­ nym odpady te w ykazują znaczną pojemność sorpcyjną i dużo zasad wymiennych. Analiza mineralogiczna (rys. 4) wykazała, że jest to m ate­ riał złożony z węglanów, kw arcu i niewielkich ilości illitu.

— Odpady poflotacyjne z kopalni miedzi Lena (nr 8) pod względem składu chemicznego są podobne do odpadów z kopalni Konrad, ale za­ w ierają nieco więcej w apnia i przysw ajalnej miedzi. Odpady poflo­ tacyjne „Lena” i „K onrad” jako m ateriały zasadowe wprowadzone do gleb piaskowych będą odkwaszać glebę, a jednocześnie wzbogacą ją w glinokrzemiany.

— Odpady poflotacyjne z kopalni miedzi Lubin (nr 9) zaw ierają nie­ znaczne ilości wapnia. Pojemność sorpcyjna tych odpadów jest nie­ wielka. Ponieważ miedź w złożach lubińskich znajduje się głównie w pias­ kowcu, wartość rolnicza tych odpadów jest wątpliwa, a ocena możliwości

292 H. Droese i in.

О 20 0 ¥00 60 0 80 0 1000 °С

Rys. 4. Derywatogramy odpadów przem ysło­ w ych „Lena” i „Konrad”

Derivatograms of industrial wastes “Lena” and “Konrad”

ich w ykorzystania w rolnictw ie będzie ustalona w ścisłych doświadcze­ niach polowych. Odpady te zaw ierają znaczne ilości przyswajalnego potasu.

— Odpady poflotacyjne z kopalni siarki Machów (nr 10) stanowi głównie węglan wapnia, który można zalecać jako nawóz.

O D P A D Y P R E P A R O W A N E

— Bentonit preparow any z kopalni węgla kamiennego Milowice (nr 11). W poszukiwaniu metod popraw y właściwości fizykochemicznych gleb piaskowych zwrócono uwagę na sorbenty m ineralne [2, 3, 5, 6]. Zespół pracowników Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie opraco­ wał metodę aktywizacji montm orylonitu, głównego składnika skały ben­ tonitowej, drogą amoniakowania i dodatku P 20 5, K20 , Cu, Mg i B. Woda am oniakalna dyspergując silnie m ontm orylonit podnosi jego pojemność sorpcyjną. Napęczniały m ontm orylonit sorbuje wprowadzone do niego nawozy m ineralne i tą drogą uzyskujem y tzw. sorbento-nawóz. Wyniki

Odpady kopalniane jako nawozy na glebach lekkich. Cz. I ₂₉₃

badań laboratoryjnych wskazują, że preparow any m ontm orylonit jest aktyw nym nośnikiem składników odżywczych dla roślin (tab. 5). Jest to nawóz zasadowy, zaw ierający głównie NPK oraz mikroelem enty. Na­ leży jednak stwierdzić, że wykonane przez nas analizy chemiczne otrzy­ manych bentonitów preparow anych nie zgadzały się z recepturą podaną przez fabrykę. Prawdopodobnie w czasie składowania lub transportu nastąpiły straty w amoniaku.

— Mieszanina „krzemionka + ił ciem ny” (nr 12) nie przedstawia w ięk­ szej w artości jako m ateriał popraw iający żyzność gleb piaskowych. Wy­ nika to z kwaśnego charakteru zarówno „krzem ionki” jak i „iłu ciem­ nego”. Ponadto ten ostatni zawiera dużo glinu ruchomego.

— „K rzem ionka” koloidalna neutralizow ana różnymi m ateriałam i (nr 13 - 16). W pracowni w ykorzystania odpadów przemysłowych In sty­ tu tu Chemii Fizycznej PAN przeprowadzono próby neutralizacji kwaśnej krzemionki, mieszając ją z krajow ą mączką fosforytową, z dolomitem surowym lub prażonym, z prażonym serpentynitem i z amoniakiem.

Preparow ana „krzem ionka” wykazuje odczyn obojętny oraz wzrost pojemności sorpcyjnej i znaczne wysycenie kompleksu sorpcyjnego za­ sadami. Pod wpływem dodatku mączki fosforytowej zwiększa się znacz­ nie zawartość przyswajalnego fosforu i zmniejsza kwasowość hydroli- tyczną. Dodatek amoniaku powoduje sorpcję jonu NH4, co znajduje od­ bicie we wzroście sumy zasad z 10 do 29 m.e. na 200 g suchej masy, pH z 4,1 do 7,0 oraz ogólnej zawartości azotu do 1,4%. Również pod wpływem dodatku dolomitu i serpentynitu polepszają się znacznie w łas­ ności sorpcyjne „krzemionki”, nasyca się kompleks sorpcyjny zasadami. W prowadzenie preparow anej „krzem ionki” niewątpliwie wpłynie na polepszenie właściwości sorpcyjnych gleb piaskowych oraz spowoduje wzrost przysw ajalnych składników pokarmowych, szczególnie fosforu i azotu oraz wapnia i magnezu.

— Krzemionka neutralizow ana wodą amoniakalną i wzbogacona m ikroelem entam i (nr 17 - 20). W Instytucie Chemii Fizycznej PAN prze­ prowadzono także próby wzbogacenia m ikroelem entam i „krzem ionki” neutralizowanej wodą am oniakalną przez dodatek odpadów borowych, miedziowych, magnezowych lub cynkowych. Okazało się jednak, że do­ danie tych odpadów spowodowało wzrost kwasowości hydrolitycznej i w ypieranie zasorbowanego przez „krzem ionkę” amoniaku. Zmiany te są niekorzystne i dlatego można przypuszczać, że tak spreparow ana „krzem ionka” nie będzie miała zastosowania jako środek zwiększania żyzności gleb lekkich.

W celu porównania podano niektóre właściwości chemiczne i fizyko­ chemiczne w arstw y ornej gleb, na których założono doświadczenie poło­ wę z odpadami (tab. 6).

294 H. Droese i in.

Z badań laboratoryjnych i polowych nad możliwością w ykorzystania odpadów przemysłowych w rolnictwie wynika, że wiele z nich może poprawić właściwości fizyczne i chemiczne gleb lekkich. Odpady mogą wzbogacić glebę w składniki pokarmowe, zmienić w pożądanym kierunku kwasowość czynną i hydrolityczną, zwiększyć pojemność sorpcyjną oraz wpłynąć na poprawę stosunków wodnych gleb piaskowych. Działanie każdego z badanych odpadów jest prawdopodobnie wielostronne, ale nie jednakowe.

Na podstawie przeprowadzonych badań omawiane odpady podzielono na kilka grup różniących się dodatnim oddziaływaniem na poszczególne właściwości gleby:

— Odpady przemysłowe, które mogą zmniejszyć zakwaszenie gleby. Do tej grupy zaliczyć należy odpady poflotacyjne z kopalni Lena, Kon­ rad i Machów.

— Odpady przemysłowe wpływające bardzo silnie na właściwości sorpcyjne gleby ze względu na dużą zawartość minerałów ilastych lub występowanie S i0 2 w formie koloidalnej. Ta grupa reprezentow ana jest przez bentonity z kopalni Milowice oraz ,,krzem ionkę” — odpad pow­ stający przy produkcji glinu z iłów turoszowskich.

— Odpady przyczyniające się do wzbogacenia gleby w niektóre makro- i mikroskładniki. Do tej grupy należą odpady poflotacyjne z ko­ palni Konrad i Lena oraz odpady preparowane, jak bentonity z dodat­ kiem nawozów oraz ,,krzem ionka + mączka fosforytow a”.

— Odpady wpływające dodatnio na własności fizyczne gleby piasko­ wej. W tej grupie umieścić można ił koniński, iły turoszowskie, bento­ nity surowe z kopalni Milowice, a naw et odpady poflotacyjne z kopalni Lena i Konrad.

LITERATURA

[1] K o t e r M.: WTpływ glinow ania i torfowania gleby lekkiej na plonowanie roślin uprawnych. Zesz. probl. Post. Nauk roi., z. 79, s. 127 - 139.

[2] L h o t s k y J.: Einfluss von Bentonit auf die Hydrokonstanten der Sand­

böden — Die Erhöhung der Fruchtbarkeit der Sandböden. Budapeszt 1967, s. 63 - 69.

[3] M o r t l a n d M. M., E r i c k s o n A. E., D a v i s J. F.: Clay am endm ents on sand and organic soils. Quarterly Bulletin of the M ichigan Agricultural Ex­ periment Station, t. 40, Michigan 1957, nr 1, s. 23 - 30.

[4] M u s i e r o w i c z A., K r ó l H.: W spółzależność m iędzy pojemnością w odną

połową i kapilarną gleb. Rocz. glebozn., t. 12, s. 161 - 181.

[5] S k a w i n a T.: Zastosowanie bentonitów w rekultywacji wyrobisk górnictwa podsadzkowego. Zakład Badań Naukowych GOP-PAN w Zabrzu, Biuletyn 5, Sympozjum rekultywacji terenów poprzemysłowych, s. 157 -165.

[6] S t e j s к a 1 J. : Zvysovam urodnosti piścitych pud pomoci m inerâlniho sor­ bentu typu bentonitu. Agrochemie, R. 3, Praha 1963, nr 6, s. 100 - 103.

Odpady kopalniane jako nawozy na glebach lekkich. Cz. I 295 [7] T r z e c k i S.: Próba wyznaczenia jednorazowej dawki polewow ej przy nawad­ nianiu deszczowianym w zależności od składu m echanicznego gleby. Zesz. probl. Post. Nauk roi., z. 88, s. 137 - 144.

» .h Г. ДРОЕСЕ, Ю. ГАСТОЛ, С. ПЖ ЕЦКИ ВЛИЯНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНЫ Х ОТБРОСОВ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА СВОЙСТВА И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЕГКИХ ПОЧВ Ч А С Т Ь I: Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А Ф И З И Ч Е С К И Х И Х И М И Ч Е С К И Х С В О Й С Т В Н Е К О Т О Р Ы Х О Т Б Р О С О В Г О Р Н О Д О Б Ы В А Ю Щ Е Й И М Е Т А Л Л У Р Г И Ч Е С К О Й П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т И К а ф е д р а О б щ е г о з а м л е д е л и я , В а р ш а в с к а я С е л ь с к о х о з я й с т в е н н а я А к а д е м и я Р е з ю м е Главной целью работ являлось определение пригодности некоторых от­ бросов из ш ахт и заводов для повышения плодородия песчаных почв. Под­ леж али испытанию физические и химические свойства, а такж е минералоги­ ческий состав пути шахтных отбросов, пяти заводских отходов и десяти пре­ парированных (обработанных) отходов. Полученные результаты показывают, что отдельные отходы вследствие различий в их химическом составе и физических свойствах могут повлиять на многие признаки (черты) легкой почвы. По эф фектам действия исследованные обходы можно зачислить в разряд следующ их групп: 1. Отходы промышленности, которые будут положительно влиять на х и ­ мические свойства, а в главном способствовать уменьшению кислотности почв. В эту группу следует зачислить флотационные отходы (шламы) шахты Лена, Конрад и Махов. 2. Отходы промышленности, которые будут сильно влиять на поглотитель­ ную способность почвы вследствие высокого содержания в них глинистых ми­ нералов или наличия S i0 2 в коллоидной форме. Эту группу представляют со­ бой бентониты из шахты Миловице и „кремнезем” — отход образующийся при производстве аллюминия из турошовских илов. 3. Отходы, которые могут способствовать обогащению почвы некоторыми макро- и микроэлементами. К этой группе принадлежат флотационные отходы из шахты Конрад и Лена, а такж е препараты отходов как бентонит с добав­ кой удобрений и „кремнезем” + „фосфоритная мука”. 4. Отходы, которые будут положительно влиять на физические свойства песчаных почв. К этой группе можно отнести ил из Конина и Турошова, сырые бентониты из шахты Миловице, сланцы из шахты Ленчица и даж е флотацион­ ные отходы из шахты Лена и Конрад. Принимая вышеприведенную группировку следует иметь ввиду, что многие из испытанных отбросов будуть влиять не только на свойства песчаных почв, но такж е оказывать непосредственное влияние на рост растений. Однако д е­ тальное деление отбросов согласно элементам их действия довольно сложно и составляет особый исследовательский вопрос.

296 H. Droese i in.

H. D R O E S E , J. G A S T O Ł , S T . T R Z E C K I

EFFECT OF THE APPLICATION OF VARIOUS MINING AND INDUSTRIAL WASTE MATERIALS ON THE PROPERTIES AND PRODUCTIVITY OF LIGHT

SOILS P A R T I. C H A R A C T E R IS T IC S O F T H E P H Y S IC A L A N D C H E M IC A L P R O P E R T IE S O F SO M E M IN IN G A N D I N D U S T R I A L W A S T E M A T E R IA L S D e p a r tm e n t o f G e n e r a l s o il a n d P la n t M a n a g e m e n t W a r sa w A g r ic u ltu r a l U n iv e r s ity , W a r sa w S u m m a r y

Estim ation of the usefulness of som e m ining and idustrial w aste m aterials for improving fertility of sandy soils w as the main punpose of the work. There w ere exam ined the physical, chem ical and physico-chem ical properties as w ell as m ineral composition of five m ining wastes, five industrial m aterials and ten prepared w aste materials.

The results of the investigations show that due to the differences in the che­ m ical com position and the physical properties of various w aste m aterials they effect some changes in the characteristics of light soils. On the basis of the above findings the exam ined w aste m aterials w ere classified into the follow ing groups:

1. Industrial w aste m aterials that w ill positively influence chem ical properties of the soil and, first of all, w ill reduce the soil acidity. Post-floatation w aste m a­ terials, m ainly those from the m ines Lena, Konrad and Machów, should be included in this group.

2. Industrial w aste materials that because of their high clay m inerals content or presence of S i0 2 in the colloidal form w ill strongly influence on the adsorption properties of the soil. This group is represented by bentonites from the m ine M ilowice and by “silica” — the w aste m aterial by the production of aluminium from the Turoszów clay.

3. Waste m aterials that may enrich soil by supplying some macro- and micro­ elem ents. P ost-floatation w aste m aterials from the m ines “Konrad” and “L ena”, as w ell as prepared w aste m aterials such as bentonites supplem ented with fertilizers and “silica” -I- “phosphate m eal” belong to this group.

4. Waste m aterials which w ill positively influence the physical properties of sandy soils. Konin clay, Turoszów clay, raw bentonites from the m ine Milowice, shales from Łęczyca m ine and even post-floatation w aste m aterials from the mines Lena and Konrad may be included in this group.

Considering the classification presented above it should be kept in mind that many of the exam ined w aste m aterials w ill have a com plex influence on the pro­ perties of sandy soils and on plant growth. However, a more precise determination of the properties of various w aste materials is rather difficult and further researches on the problem are requested.

Adres autorów Wpłynęło do PTG w e wrześniu 1969 r.

K atedra Ogólnej Upraw y Roli i Roślin SGGW Warszawa, Rakowiecka 26