Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska
ISSN 1733-4381, vol. 19, issue 1 (2017), p. 39-52 http://awmep.org
Testing fertilizing properties of selected composts from the green waste
Monika CZOP1, Karolina ŻYDEK21 Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Katedra Technologii i Urządzeń
Zagospodarowania Odpadów, Monika.Czop@polsl.pl, tel. 32 237 21 04, karolinazydek@interia.pl
Abstract
Due to continuous economic development and an increase of the amount of the produced wastes the main purpose of the word waste management is to decrease the amount of the municipal wastes destined to landfills. It refers mainly to biodegradable wastes. Since the participation of organic components in the municipal wastes constitutes approximately 40%, the aim is to introduce them again into natural circulation. Hence, the significance of biological transformation of wastes by composting increases. It is the most ecological way, and the least detrimental to the environment. The main direction in the recovery of the wastes is production of organic manures and components for making composts.
The purpose of tests carried out on selected composts from the green waste was to determine their fertilizing properties in the light of suitability for fertilizing soil, reclamation of post-industrial areas and arranging urban greenery.
Keywords: municipal waste, biological treatment, compost Streszczenie
Badanie wartości nawozowej wybranych kompostów z odpadów zielonych.
Ciągły rozwój gospodarczy oraz wzrost ilości wytwarzanych odpadów sprawiają, że głównym celem w światowej gospodarce odpadami jest zmniejszenie ilości masy odpadów komunalnych kierowanych do składowania. Dotyczy to głównie odpadów ulegających biodegradacji. Udział składników organicznych w odpadach komunalnych stanowi około 40%, dlatego dąży się do powtórnego wprowadzania ich do naturalnego obiegu. Rośnie zatem znaczenie biologicznego przetwarzania odpadów poprzez kompostowanie, które jest najbardziej ekologiczne oraz najmniej uciążliwe dla środowiska. Głównym kierunkiem w odzysku odpadów jest produkcja nawozów organicznych oraz komponentów do otrzymywania kompostu.
Badania przeprowadzone na wybranych kompostach z odpadów zielonych, miały na celu określenie ich właściwości nawozowych. Oznaczenia wykonano pod kątem przydatności do celów rolniczych.
Słowa kluczowe: odpady komunalne, przetwarzanie biologiczne, kompost.
1. Wstęp
Gospodarowanie odpadami obejmuje aspekty zarówno ekonomiczne, jak również wymagania ochrony środowiska. Rosnąca świadomość w zakresie niekorzystnego oddziaływania odpadów na ludzi oraz środowisko sprawiła, że dzisiejsza gospodarka odpadami obejmuje działania, które mają na celu nie tylko zapobieganie powstawaniu odpadów, ale również unieszkodliwianie w jak najmniej uciążliwy sposób oraz ponowne lub wielokrotne ich wykorzystanie. Istnieje wiele sposobów zagospodarowania odpadów tj. recykling, w tym organiczny, odzysk energii, itp[1].
Rozwój konsumpcji oraz ciągły wzrost liczby ludności na świecie powoduje stały wzrost strumienia odpadów komunalnych, które stanowią znaczące zagrożenie dla środowiska. W całkowitym strumieniu powstających odpadów, komunalne stanowią ok. 1/13 część. Zawierają one stosunkowo dużą ilość substancji organicznych oraz składników odżywczych dla roślin. Na podstawie danych statystycznych [4-9] na rysunku 1.1 przedstawiono masę odpadów komunalnych wytworzonych oraz odebranych w latach 2004-2015.
Rys. 1.1. Masa odpadów komunalnych wytworzonych oraz odebranych. (opracowanie własne na podstawie [4-9]) Z danych statystycznych [4-9] wynika, że główną metodą było i nadal jest składowanie, jednakże ciągły rozwój innych technologii zagospodarowania odpadów wypiera ten najmniej pożądany sposób na rzecz ich termicznego oraz biologicznego przekształcania (Rys. 1.2). Obowiązujące przepisy oraz postępujące ich zaostrzanie ma na celu ograniczenie, a nawet całkowite wyeliminowanie składowania odpadów komunalnych oraz innych niż komunalne, które ulegają biodegradacji. Na dzień dzisiejszy nadal istnieje wiele problemów w zakresie gospodarki odpadami biodegradowalnymi. Zbyt mały jest udział odpadów zbieranych selektywnie oraz za duży udział zmieszanych odpadów komunalnych, co nie pozwala na zmniejszenie ilości odpadów pozostałych po biologicznym przetwarzaniu do składowania. Niewłaściwa jest także jakość odpadów zebranych wynikająca z braku jednolitych krajowych standardów postępowania. Wciąż niewystarczający jest nadzór gmin nad właściwym postępowaniem, który może wynikać z małej motywacji do zagospodarowania odpadów w inny sposób niż składowanie, które jest najtańszą metodą. Ważne w kreowaniu świadomości znaczenia odpowiedniego postępowania jest edukacja społeczeństwa, aby dążyć przede wszystkim do ograniczania ilości powstających odpadów, a także do ich selektywnej zbiórki [1].
Mając na uwadze wymogi stawiane przez prawodawców odnośnie ograniczenia składowania odpadów, które ulegają biodegradacji można spodziewać się stopniowej regresji popularności metody przekształcania odpadów poprzez składowanie. Zarówno w dzisiejszych czasach jak również w przyszłości niezbędnym będzie bazowanie na biologicznych i termicznych metodach przetwarzania odpadów komunalnych. Wiąże się to z koniecznością rozbudowy istniejących, a także budowy nowych obiektów technologicznych tj. spalarni odpadów komunalnych, kompostowni oraz obiektów fermentacji metanowej odpadów biodegradowalnych.
Analizując rysunek 1.1 oraz rysunek 1.2, można zaobserwować, że od 2004 roku do 2015 rośnie ogólna tendencja do przekształcania odpadów komunalnych w sposób inny niż ich składowanie. W 2015 roku w porównaniu do 2004 ilość odpadów przeznaczonych do składowania spadła o ponad połowę. Wynika to z konieczności adaptacji składowisk odpadów komunalnych do określonych w przepisach prawnych wymagań technicznych i organizacyjnych. Zmiany w przepisach ograniczyły możliwość składowania, przez co wzrosło zainteresowanie innymi metodami przetwarzania odpadów, a szczególnie biologicznymi. Bardzo niski udział termicznego przekształcania odpadów do roku 2013 może świadczyć o jego małej skali stosowania. Rosnąca ilość odpadów zebranych w odniesieniu do wytworzonych dowodzi usprawnianiu systemu gospodarowania odpadami na etapie ich zbiórki z gospodarstw domowych, które stanowią główne ich źródło oraz zmniejszenie liczny „dzikich wysypisk”. Progresywność udziału odpadów poddanych obróbce biologicznej świadczy o rozwijającej się świadomości z zakresu selektywnej zbiórki odpadów, w tym odpadów biodegradowalnych oraz odpadów przeznaczonych do recyklingu.
2. Charakterystyka odpadów ulegających biodegradacji
Zgodnie z Ustawą z dnia 14 grudnia 2012 roku o odpadach [2], „odpady ulegające biodegradacji są to odpady ulegające rozkładowi tlenowemu lub beztlenowemu przy udziale mikroorganizmów”.
Komunalne odpady ulegające biodegradacji, które mogą być przetwarzane m.in. w procesie kompostowania to zgodnie z katalogiem odpadów [3] np.: Papier i tektura, drewno, tekstylia oraz odzież z włókien naturalnych, odpady wielomateriałowe, odpady z terenów zielonych (z ogrodów, parków, itd.), a także odpady kuchenne i ogrodowe.
Natomiast „odpady zielone (trawa, liście oraz drobne gałęzie) to odpady komunalne, które stanowią części roślin z ogrodów, parków, cmentarzy, targowisk oraz szeroko pojętych terenów zielonych z wyłączeniem odpadów pochodzących z czyszczenia placów i ulic”. [2]
Ważne jest, aby przy segregacji odpadów komunalnych z wyselekcjonowaniem odpadów zielonych, nie mieszać ich z innymi odpadami np. resztkami jedzenia czy konarami drzew, gdyż wtedy dany odpad nie kwalifikuje się do danej klasy.
3. Aspekt prawny
Celem przyjętym w zakresie gospodarowania odpadami komunalnymi ulegającymi biodegradacji jest zmniejszenie ilości odpadów, które są kierowane na składowiska odpadów, tak aby zrealizować założenia zawarte w Krajowym Planie Gospodarki Odpadami 2022 [10], gdzie wymagania określają, aby nie deponować w 2016 r. więcej niż 45%, a w 2020 r. więcej niż 35% masy tych odpadów w porównaniu do ilości odpadów wytworzonych w 1995 r. (W roku 1995 masa odpadów komunalnych ulegająca biodegradacji wyniosła 4,38 mln Mg [10]). Wartości poziomów ograniczenia masy odpadów ulegających biodegradacji przekazanych do składowania określono w rozporządzeniu [11]. Dopuszczalne poziomy przedstawiono w tabeli 3.1.
Tabela 3.1. Poziomy ograniczenia masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji przekazywanych do składowania. [11] Rok 2012 16 lipca 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 16 lipca 2020 Dopuszczalny poziom masy odpadów
komunalnych ulegających biodegradacji przekazanych do składowania w stosunku do masy tych odpadów wytworzonych w 1995 r. [%]
Ocenę jakości odpadów oraz produktów procesów biologicznych przeprowadza się na podstawię kryteriów, które podzielone są na 3 grupy [12,13]:
Skład oraz właściwości fizyczne, fizykochemiczne i chemiczne,
Stan sanitarno-higieniczny,
Stopień dojrzałości lub ustabilizowania[13,14].
W Rozporządzeniu Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 18 czerwca 2008 r. w sprawie wykonania niektórych przepisów Ustawy o nawozach i nawożeniu [13] zostały ustalone kryteria dla nawozów organicznych oraz środków wspomagających uprawę roślin. W tabeli 3.2 przedstawiono minimalne zawartości składników organicznych/nawozowych dla nawozów w postaci stałej.
Tabela 3.2. Wymagania jakościowe dla nawozów w postaci stałej. [15]
Parametr Jednostka Nawóz organiczny Nawóz
organiczno-mineralny Nawóz mineralny Substancja organiczna % s.m. ≥ 30 ≥ 20 -
Potas, K2O % masy ≥ 0,2 ≥ 1 ≥ 2
Fosfor, P2O5 % masy ≥ 0,2 ≥ 0,5 ≥ 2
Azot całkowity, N % masy ≥ 0,3 ≥ 1 ≥ 2
Natomiast dopuszczalne zawartości składników szkodliwych, zanieczyszczeń, dla nawozów w postaci stałej przedstawiono w tabeli 3.3.
Tabela 3.3. Dopuszczalne wartości zanieczyszczeń w nawozach. [15]
Parametr Jednostka Nawóz organiczny Nawóz
organiczno-mineralny Nawóz mineralny
Chrom, Cr mg/kg s.m. ≤ 100 ≤ 100 -
Kadm, Cd mg/kg s.m. ≤ 5 ≤ 5 ≤ 50
Nikiel, Ni mg/kg s.m. ≤ 60 ≤ 60 -
Ołów, Pb mg/kg s.m. ≤ 140 ≤ 140 ≤ 140
Rtęć, Hg mg/kg s.m. ≤ 2 ≤ 2 ≤ 2
Wymagania sanitarno-higieniczne dla nawozów organicznych obejmują kryterium, które określa, że w nawozach tych nie mogą występować:
żywe jaja pasożytów jelitowych – Ascaris sp., Trichuris sp., Toxocara sp.,
bakterie z rodzaju Salmonella
Stopień dojrzałości kompostów stosowany jest do oceny kompostów głownie pod względem ich przydatności do bezpośredniego zastosowania w nawożeniu i uprawie roślin.
Zgodnie z Rozporządzeniem [15] kryteria oceny stopnia dojrzałości kompostów przyjmuje się dla dojrzałych kompostów na poziomie:
AT4 (aktywność oddychania) – poniżej 10 mg O2/g s.m. oraz,
LOI (strata prażenia) – poniżej 35% s.m. lub,
4. Przetwarzanie biologiczne odpadów komunalnych
Jednym ze sposobów przeróbki odpadów biodegradowalnych i zielonych jest przetwarzanie z wykorzystaniem procesów biologicznych, które mogą zachodzić w warunkach tlenowych – stabilizacja tlenowa czy kompostowanie odpadów zielonych oraz w warunkach beztlenowych – fermentacja metanowa. Procesy te poprzedzone są separacja materiałów, które nie są przydatne do biologicznego przetwarzania oraz obejmują usprawnienie rozkładu odpadów biodegradowalnych.
Celem tych procesów jest możliwie jak największy rozkład biodegradowalnych części odpadów organicznych, pozostałych po ich uprzedniej separacji. Produktem kompostowania jest nawóz organiczny, który zawiera mikroelementy będące czynnikami wzrostowymi oraz próchnicę, która ze względu na obecność związków organicznych podobna jest do humusu naturalnie występującego w glebie[16,17].
Aby proces kompostowania przebiegał w prawidłowy sposób muszą zostać spełnione odpowiednie warunki. Zalicza się do nich odpowiednią wilgotność substratów, temperaturę oraz odczyn (pH), dostępność tlenu do procesu, skład chemiczny oraz mechaniczny przetwarzanych odpadów oraz udział azotu, który jest niezbędny do rozwoju mikroorganizmów rozkładających celulozę. Udział metali ciężkich w kompostach jest zjawiskiem niepożądanym i może prowadzić do wykluczenia ich z zastosowania do celów rolniczych [17,18].
5. Wykorzystanie kompostu
Kompost ze względu na swoje cechy oraz właściwości fizyczne, a także obecność organizmów patogennych, stopień dojrzałości lub ustabilizowania oraz surowiec, z którego powstał, może mieć różne zastosowanie. W zakresie wykorzystania kompostu, bardzo ważnym aspektem jest określenie jego właściwości głównie pod względem zawartości metali ciężkich.
Biorąc pod uwagę cechy fizyczne – kompost nie powinien zawierać zanieczyszczeń twardych np. odłamków szkła czy zauważalnych domieszek tworzyw sztucznych.
W odniesieniu do składu chemicznego, kompost nie może oddziaływać szkodliwie na rośliny oraz powinien zawierać odpowiednią ilość pierwiastków przyswajalnych przez rośliny oraz substancji organicznych.
Przykłady zastosowania kompostu:
Do nawożenia i wzbogacania gleb,
Dodatek do paszy oraz ściółki w hodowli prosiąt i drobiu,
Do poprawy struktury gruntu.
Kompost stosowany jest w rolnictwie, sadownictwie, leśnictwie oraz na terenach zieleni miejskiej. W zależności od rodzaju gleby, na której ma być stosowany może zostać uszlachetniony o odpowiednie składniki np. substancje nawozowe; składniki alkalizujące w celu podwyższenia odczynu pH gleby; torf lub węgiel brunatny w celu podwyższenia zawartości substancji próchniczych w glebie. Kompost sprzyja zatrzymywaniu w glebie substancji nawozowych. Dzieje się tak dzięki poprawie struktury gleby przy dużym udziale substancji próchniczej. Zmniejsza się również wymywalność związków fosforu, dzięki czemu może być on łatwiej pobierany przez rośliny oraz mikroorganizmy zasiedlające glebę [1].
Kompost dodany do paszy oraz ściółki sprzyja wzrostowi trzody chlewnej oraz kurcząt. Oddziałuje również pozytywnie na drób, który staje się bardziej odporny na biegunki oraz choroby zakaźne. Prawdopodobnie sprzyja temu obecność w masie kompostowej witaminy B12, naturalnych substancji antybiotykowych oraz przyswajalnych form
jonów żelaza [1].
W aspekcie poprawy struktury gruntu kompost ma wiele zastosowań. Jego udział w glebach ogranicza spływy powierzchniowe wód opadowych, co skutkuje zmniejszeniem procesów erozyjnych. Do uzyskania łatwo przepuszczalnego materiału o odpowiedniej strukturze, wykorzystywanego do nawierzchni dróg parkowych, czy nawierzchni obiektów rekreacyjno-sportowych, miesza się kompost z piaskiem, gliną oraz drobnym żużlem. Nawierzchnie wykonane w ten sposób cechują się dużą trwałością oraz odpornością na tworzenie się kałuż [1].
6. Charakterystyka badanego kompostu
Badane komposty pochodzą z Regionalnych Instalacji Przetwarzania Odpadów Komunalnych (RIPOK). Powstały w procesie biologicznego przetwarzania odpadów zielonych. Po analizie makroskopowej można stwierdzić, że nawozy te są dojrzałymi kompostami. Mają ciemną barwę oraz posiadają strukturę oraz zapach podobny do gleby.
W kompoście oznaczonym (K1) przed przesianiem (Rys. 6.1 a) widoczne są niejednorodne struktury, prawdopodobnie są to kawałki tkaniny oraz papieru. Występują również liczne kamyczki oraz odłamki szkła. (Rys. 6.2 b) przedstawia kompost (K1) po przesianiu. Z wyglądu oraz zapachem przypomina świeżą ziemię. Jest dość wilgotny, ma jednolitą strukturę oraz czarną barwę. Cząstki mają podobny wymiar.
Rys. 6.1. a) Kompost K1 przed przesianiem (wyk.
własne) Rys. 6.1. b) Kompost K1 po przesianiu (wyk. własne) Natomiast kompost (K2) przed przesianiem (Rys. 6.2 a) posiada strukturę niejednolitą, występują liczne patyczki, kawałki drewna, papieru oraz kamienie. Po przesianiu (Rys. 6.2 b) w porównaniu do K1 jest on mniej wilgotny, jego cząstki są mniejsze, ale niejednorodne, najdrobniejsze są w postaci pyłu. Barwa jest ciemnobrunatna, posiada charakterystyczny zapach. Nadal obecne są drobne kawałki drewna.
Rys. 6.2. a) Kompost K2 przed przesianiem (wyk. własne)
7. Metodyka badań
Badania wykonane zostały według obowiązujących norm, których wykaz zamieszczono w tabeli 7.1. Tabela 7.1. Normy według których przeprowadzono analizy.
Oznaczenia Jednostka Norma
Oznaczenie gęstości nasypowej kg/m3 BN-79-6048-02-06 Oznaczenie wilgotności całkowitej % PN-Z-15008-02:1993P Oznaczenie: pH, zawartości substancji organiczej, węgla
organicznego, azotu, fosforu i potasu % PN-Z-15011-03:2001 Oznaczanie zawartości azotu metodą Kjeldahla % PN-G-04523:1992P Oznaczenie chlorków - metoda Mohra g/dm3 PN-ISO 9297:1994P
W ramach badań wykonano test fitotoksyczności na analizowanych kompostach. Test przeprowadzono z zastosowaniem kiełków rzeżuchy (pieprzycy siewnej) oraz gorczycy białej jako reprezentantów roślin dwuliściennych oraz kiełków pszenicy, czyli przedstawiciela roślin jednoliściennych. Są to rośliny z różnych jednostek
systematycznych wybrane
z każdej kategorii, zgodnie z wymaganiami określonymi w przewodniku OECD/OCDE 208/2006 [20].
Test przeprowadzono w ciemności, w temperaturze ok. 25°C przez okres trzech oraz siedmiu dni. Badanie to przeprowadzono zgodnie z normą [19]. Wykonano również próbę kontrolną.
Na podstawie pomiaru długości części korzeniowej oraz pędów w wykiełkowanych nasionach przeprowadzono ocenę działania podłoża na badane rośliny.
Siłę kiełkowania nasion Zk określono za pomocą wzoru (7.1).
(7.1)
gdzie:
nk - liczba nasion wykiełkowanych
nc - liczba wszystkich nasion wysianych
Współczynnik inhibicji wzrostu części korzeniowej roślin (Ik) oraz pędu (IŁ) wyliczono ze wzoru (7.2).
(7.2) gdzie:
Lk – średnia długość korzeni roślin w próbie kontrolnej, [mm],
Lb – średnia długość korzeni roślin w próbie badanej, [mm].
8. Wyniki badań
Biorąc pod uwagę całość wyników otrzymanych z badań można wysunąć wiele zależności pomiędzy jakością analizowanych kompostów oraz wpływem zawartości poszczególnych pierwiastków na porost badanych roślin w teście fitotoksyczności. Wyniki badań właściwości nawozowych zestawiono w tabeli 8.1.
Tabela 8.1. Właściwości nawozowe badanych kompostów. (opracowanie własne)
Parametr Jednostka Otrzymana wartość
K1 K2
Gęstość nasypowa kg/m3 przesiany 535 przesiany 530 nieprzesiany 566 nieprzesiany 310
Wilgotność całkowita % 42,14 10,48
pH - 7,09 7,83
Potencjał redoks mV 134,2 65,35
Zawartość ogólna substancji organicznych % 58,18 45,54 Zawartość substancji mineralnych % 41,82 54,46
Zawartość azotu ogólnego % s.m 7,35 14,35
Zawartość azotu amonowego % 0 0,01
RSO % s.m 54,17 13,28
Zawartość węgla organicznego % s.m 25,46 6,24
NSO % s.m 4,01 32,26 C:N - 3,46 0,43 Zawartość fosforu % 10,41 11,62 C:P - 2,45 0,54 Zawartość potasu % 0,34 0,53 Zawartość sodu % 0,10 0,10 Zawartość wapnia % 0,69 0,79 Zawartość litu % 0,01 0,01 Zawartość chlorków g/dm3 0,14 0,36 Substancje humusowe % 14,36 18,97
Przy charakterystyce kompostów już na etapie ich oceny wizualnej zauważono, że komposty różnią się od siebie pomimo, że oba pochodzą z odpadów zielonych. Wartość wilgotności dla K1 jest o wiele wyższa, niż dla K2. Parametrami zmierzonymi i odróżniającymi oba nawozy jest zawartość azotu ogólnego oraz węgla organicznego. K1 zawiera więcej węgla organicznego, natomiast K2 azotu. Stosunek C:N jest zatem różny, jednakże niższy od 20, co świadczy, że oba komposty są kompostami dojrzałymi. Różnice te mogą wynikać w różnych warunków kompostowania oraz różnej zawartości tych pierwiastków w masie kompostowej. Ogólna zawartość substancji biogennych znacznie przewyższa wymagania normowe, co sprawia, że nawozy te są wysokiej klasy. Pomimo zbliżonych wartości dla substancji organicznych, komposty różnią się pod względem zawartości czynnej oraz trwałej substancji biologicznej. K1 zawiera więcej substancji rozkładalnych biologicznie, natomiast w K2 przeważają substancje, które są odporne na rozkład. TOC dla pierwszego kompostu jest wyższe od 20%, jednakże jest to niewielka różnica, dlatego biorąc pod uwagę pozostałe parametry można uznać, że ten kompost jest dojrzały. Wysoka zawartość wapnia sprawia, że komposty te mają cenne właściwości m.in. stwarzają korzystne warunki dla rozwoju bakterii glebowych, mogą zmniejszać kwasowość gleb, a także poprawiać warunki powietrzno-wodne w glebie. Oba bogate są w fosfor oraz azot ogólny. Wysoka zawartość fosforu wynika z faktu, iż kompostowaniu podlegały rośliny, których resztki są bogatym jego źródłem.
Niska zawartość azotu amonowego w K2 oraz jego brak K1 sprawiają, że zminimalizowane jest ryzyko związane z wpływem jego dużej ilości na podatność roślin na choroby grzybowe oraz wymarzanie.
Pod względem pH oba komposty mieszczą się w granicy normy. Parametr ten na danym poziomie gwarantuje dobre rezultaty w zakresie pobierania przez rośliny przyswajalnych form jonów pierwiastków potrzebnych do ich prawidłowego wzrostu.
Pomimo różnicy w wartości potencjału redox, oba komposty wykazują działanie utleniające.
Na podstawie parametrów wymienionych w tabeli 3.2 można określić do jakiego rodzaju nawozu zalicza się badany kompost. Porównując uzyskane wyniki z wartościami normowymi [15] zauważono, że oba komposty spełniają wszystkie kryteria zawarte w tabeli 3.2 dla nawozów organicznych. Nawozy te mogą być wykorzystywane w celach rolniczych, ponieważ nie ma ryzyka „przenawożenia” jak w przypadku stosowania nawozów mineralnych. Ponadto wpływają one pozytywnie na zawartość humusu w glebie, dzięki czemu rośliny mogą prawidłowo się rozwijać. Do całkowitej i jednoznacznej oceny przydatności kompostów do wykorzystania w celach rolniczych należałoby wykonać badania zawartości składników, które zanieczyszczają środowisko, czyli głównie metali ciężkich, których zawartości w nawozach są określone ustawowo oraz zanieczyszczeń sanitarnych – jaj pasożytów jelitowych oraz bakterii chorobotwórczych.
Test fitotoksyczności przeprowadzono dla zależności czasowych 3 oraz 7 dni. Ze względu na większą ilość próbek poddanych badaniu w oznaczeniu 7-dniowym, a co za tym idzie większą poprawność wyników w analizie odniesiono się do tychże wartości.
W oparciu o wartości średniej długości pędu oraz korzenia wykonano poniższe wykresy dla zobrazowania otrzymanych wielkości oraz zaznaczono słupki błędu dla poprawnej analizy wyników. Rys.8.1 a) przedstawia wyniki dla rzeżuchy, natomiast Rys. 8.1 b) oraz Rys. 8.1 c) odpowiednio dla gorczycy i pszenicy.
Rys. 8.1. a) Średnie długości pędu/korzenia rzeżuchy - test 7-dniowy. (opracowanie własne)
Analizując wyniki dla rzeżuchy (zgodnie z Rys. 8.1 a) można zauważyć, że wyniki na K1 oraz K2 w przypadku pędu przewyższają wartości uzyskane w próbie kontrolnej, natomiast dla korzenia są znacznie niższe od wartości dla próby kontrolnej i nie mieszczą się one w granicach błędu odniesienia. Podobną sytuację stwierdzono w przypadku wyników dla gorczycy (Rys. 8.1 b), gdzie zauważyć można analogię. Dla pędu wartości są wyższe od wyników dla próby kontrolnej, natomiast dla korzenia o wiele niższe.
Rys. 8.1. b) Średnie długości pędu/korzenia gorczycy - test 7-dniowy. (opracowanie własne)
Natomiast próba przeprowadzona dla pszenicy (Rys. 8.1 c) wykazuje, że wyniki dla pędu i korzenia wyhodowane na K1 mieszczą się w granicach błędu i są porównywalne z wynikami dla próby kontrolnej. Jedynie na kompoście K2 widzimy stymulację wzrostu zarówno pędu jak i korzenia pszenicy, który minimalnie przewyższa granicę błędu.
Rys. 8.1. c) Średnie długości pędu/korzenia pszenicy - test 7-dniowy. (opracowanie własne)
Najbardziej pożądanym przez biotechnologów jest stosunek średniej długości korzenia do łodygi równy jedności. Gwarantuje to prawidłowy rozwój rośliny oraz jej stabilność w podłożu poprzez zachowanie proporcji części nadziemnej do systemu korzeniowego. Wartości te dla obu kompostów są mniejsze od 1, co świadczy o przeroście części nadziemnej. Jedynie dla pszenicy posianej na K1 oraz rzeżuchy na K2 współczynnik jest bliski 1. Słabe ukorzenienie może niedostatecznie utrzymywać roślinę w podłożu, a także ograniczać zdolność do pobierania substancji odżywczych z gleby. Badane nawozy można stosować w celu uzyskania większych plonów ze względu na stymulację wzrostu nadziemnej części roślin.
Rys. 8.2. a) Współczynniki inhibicji wzrostu dla próby 7-dniowej – K1. (opracowanie własne)
Rys. 8.2. b) Współczynniki inhibicji wzrostu dla próby 7-dniowej – K2. (opracowanie własne)
Analizując rysunki dla współczynników inhibicji wzrostu (Rys. 8.2 a oraz b), można zauważyć analogie wpływu obu kompostów na wzrost badanych roślin. Oba komposty wykazują działanie stymulujące na pędy rzeżuchy i gorczycy oraz korzeń pszenicy, jednakże dla K2 jest ono o wiele silniejsze. Oba komposty działają hamująco na wzrost części korzeniowej rzeżuchy oraz gorczycy, co może być spowodowane wysoką zawartością chlorków. Wnioskować można, że rośliny te zaliczane są do grupy roślin wrażliwych na chlorki, w odróżnieniu do pszenicy, która jako reprezentant zbóż jest rośliną je tolerującą. Zaskakujący jest fakt, iż dla K2, w którym zawartość chlorków jest o ok. 2,6 razy większa niż w K1 oraz przekracza wartość 250 mg/dm3, którą uważa się za szkodliwą dla roślin, współczynniki inhibicji są mniejsze niż dla K1. W związku z tym ważne jest, aby stosować odpowiednie nawozy pod uprawę poszczególnych roślin. W odniesieniu do wyników testu przeprowadzonego na glebie referencyjnej zauważono stymulację wzrostu łodygi każdej z badanych roślin niezależnie od badanego kompostu.
9. Podsumowanie
Analizując otrzymane wyniki wysunięto wnioski:
badane komposty spełniają wymagania dla nawozów organicznych tj. zawartość substancji organicznej, zawartość potasu, fosforu oraz azotu całkowitego,
różnice w wyglądzie kompostów, a także stosunku C:N wskazują, na różne warunki kompostowania oraz różną zawartości węgla i azotu w kompostowanej masie odpadów zielonych. C:N dla obu kompostów jest mniejsze od 20, zatem są one kompostami dojrzałymi,
oba komposty są wysokiej klasy, gdyż ogólna zawartość substancji biogennych znacznie przewyższa wymagania normowe,
zminimalizowane jest ryzyko podatności roślin na choroby grzybowe poprzez niską zawartość azotu amonowego w K2 oraz jego brak w K1,
wyniki badań dla testu fitotoksyczności dowodzą, że oba komposty działają stymulująco na pędy rzeżuchy i gorczycy oraz korzeń pszenicy. Działanie inhibicyjne w stosunku do korzeni rzeżuchy i gorczycy może świadczyć, o negatywnym oddziaływaniu chlorków zwartych w kompostach,
stosunek średniej długości korzenia do łodygi jest mniejszy od 1, co świadczy o większej stymulacji wzrostu części nadziemnej,
zgodnie z otrzymanymi wynikami komposty te wykazują własności nawozowe. W celu pełnego określenia przydatności do celów rolniczych należałoby przebadać je pod kątem stanu sanitarno-higienicznego oraz zawartości metali ciężkich.
Ze względu na rozwój gospodarczy i ciągły wzrost ilości wytwarzanych odpadów, na dzień dzisiejszy głównym celem w globalnej oraz lokalnej gospodarce odpadami jest przede wszystkim zmniejszenie ilości masy opadów komunalnych kierowanych do składowania. Dotyczy to zwłaszcza tych odpadów, które ulegają biodegradacji.
Zapobieganie powstawaniu oraz minimalizacja ilości wytwarzanych odpadów w przemyśle jest coraz bardziej ewidencjonowane. Dzięki wprowadzeniu szeregu prawnie ustalonych zaleceń rośnie odpowiedzialność wytwórców za wytwarzane odpady. Niestety strategie są długoterminowe i nie przynoszą szybkich efektów. Proces ten jest stosunkowo wolny, dlatego bardzo duże znaczenie ma prawidłowe wykorzystanie odpadów już wytworzonych. Na dzień dzisiejszy coraz większy nacisk kładziony jest na stosowanie takich metod przetwarzania odpadów, aby wykorzystać je w jak największym stopniu do różnych celów.
Nie każde odpady nadają się do powtórnego wykorzystania, dlatego też ważne jest prowadzenie badań w celu określenia ich właściwości fizykochemicznych oraz składu morfologicznego tak, aby w optymalny sposób móc je zagospodarować.
W zakresie metod odzysku i recyklingu odpadów ulegających biodegradacji ważne jest podjęcie działań odnośnie tworzenia oraz badania technologii, a także prowadzenie świadomej polityki finansowej, sprzyjającej tendencji do gospodarowania odpadów zgodnie z przyjętą hierarchią postępowania z nimi. Zaostrzenie wymogów oraz opłat w zakresie składowania odpadów, oraz ograniczenie składowania odpadów ulegających biodegradacji już na szczeblu jednostek, czyli kreowanie świadomości konsumentów oraz tworzenie takich warunków, aby zachęcić ich do kompostowania odpadów m.in. w przydomowych kompostownikach.
Odpady często kojarzone są z produktami działalności człowieka, które są bezużyteczne. Takie myślenie jest wielce niepoprawne i dlatego tak ważna jest edukacja społeczeństwa w tym zakresie. Ściśle z tym związane jest uświadamianie znaczenia selektywnej zbiórki odpadów, która bezpośrednio wpływa na efektywność wykorzystania materiałów do recyklingu.
Odpady biodegradowalne poddane obróbce biologicznej stanowią źródło substancji organicznych, dzięki czemu komposty pozyskiwane z nich, podobne są pod względem składu do naturalnego humusu, który jest wysoko pożądany w wielu glebach.
Dzięki prawidłowej polityce gospodarowania odpadami już na etapie projektowania produktów, poprzez analizy środowiskowe, prowadzenie badań można zmniejszyć ich ilość, ale też czerpać wiele korzyści.
Rozwój świadomości oraz nowych technologii przyczynia się do poprawy warunków środowiskowych, zmniejszenia ilości odpadów składowanych, a tym samym większego wykorzystania odpadów nadających się pod względem fizycznym, biologicznym oraz chemicznym jako substratu do nowego procesu.
Ważny jest również odpowiedni nadzór sprawowany nad jednostkami odpowiedzialnymi za prawidłowe odbieranie oraz postępowanie z odpadami. Na wyższym szczeblu będzie to również finansowanie inwestycji związanych z modernizacją istniejących, a także tworzeniem nowych instalacji do przetwarzania odpadów.
Literatura
1. Żygadło, M. (2002). Gospodarka odpadami komunalnymi. Kielce: Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej. 2. Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r., o odpadach (Dz.U. z 2013 r., poz. 21)
3. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r., w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. z 2014 r., poz. 1923)
4. Infrastruktura komunalna w 2004 r. [on-line: http://stat.gov.pl/cps/rde/xbcr/gus/infrastruktura_komu nalna_2004.zip], dostęp w internecie 11.11.2016.
5. Różańska B., Sobczyk M.: Infrastruktura komunalna w 2008 r. [on-line:http://stat. gov.pl/cps/rde/xbcr/gus/WZ_Infrastruktura_komunalna_2008.zip], dostęp w internecie 11.11.2016.
6. Adamczyk I., Przybylska M., Różańska B., Sobczyk M.: Infrastruktura komunalna w 2012 r. [on-line: http://stat.gov.pl/download/gfx/portalinformacyjny/pl/defaultaktualnosci/5492 /3/10/2/ik_infrastruktura_komunalna_2012.pdf], dostęp w internecie 11.11.2016.
7. Adamczyk I., Przybylska M., Różańska B., Sobczyk M.: Infrastruktura komunalna w 2013 r. [on-line: http://stat.gov.pl/download/gfx/portalinformacyjny/pl/defaultaktualnosci/ 5492/3/11/1/infrastruktura_komunlna_2013.pdf], dostęp w internecie 11.11.2016.
8. Adamczyk I., Różańska B., Sobczyk M.: Infrastruktura komunalna w 2014 r. [on-line: http://stat.gov.pl/files/gfx/portalinformacyjny/pl/defaultaktualnosci/5492/3/12/1/infrastruktura_komunalna_w_2014 _r..pdf], dostęp w internecie 11.11.2016.
9. Adamczyk I., Różańska B., Sobczyk M.: Infrastruktura komunalna w 2015 r. [on-line: http://stat.gov.pl/download/gfx/portalinformacyjny/pl/defaultaktualnosci/5492/3/13/1/ik_infrastruktura_komunalna _w_2015_r.pdf], dostęp w internecie 11.11.2016.
10. Uchwała nr 88 Rady Ministrów z dnia 1 lipca 2016 r., w sprawie Krajowego planu gospodarki odpadami 2022 [on-line: http://www.monitorpolski.gov.pl/mp/2016/784/M2016000078401.pdf], dostęp w internecie 11.11.2016.
11. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 25 maja 2012r., w sprawie poziomów ograniczenia masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji przekazywanych do składowania oraz sposobu obliczania poziomu ograniczania masy tych odpadów (Dz.U. z 2012r., poz. 676)
12. Vaverková, M. D. Adamcová, D.(2015) Biodegrability of Bioplastic Materials in a Controlled Composting Environment. Journal of Ecological Engineering, 16, 3, 155-160.
13. Szpadt R., Jędrczak A.: Wytyczne dotyczące wymagań dla procesów kompostowania, fermentacji i mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów (według stanu prawnego na dzień 15 grudnia 2008 r.) [on-line: https://www.mos.gov.pl/fileadmin/user_upload/odpady/Wytyczne_dotyczce_wymagan _dla_procesow_kompostowania__fermentacji_i_przetwarzania.pdf], dostęp w internecie 31.10.2016.
14. Vandecasteelea B., Siniccob T., D'Hosea T., Nesta T.V., Mondinib C.(2015) Biochar amendment before or after composting affects compost quality and N losses, but not P plant uptake, Journal of Environmental Management, 168, 200–209.
15. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 18 czerwca 2008 r., w sprawie wykonania niektórych przepisów ustawy o nawozach i nawożeniu (Dz.U. z 2008 r. Nr 119, poz. 765)
16. Loubna El Felsa, Fatima-Zahra El Ouaqoudia, Lemeeb L., Geffroyb C., Amblesb A., Hafidia M. (2016) Occurrence of plant and fecal steroid and their evolution during co-composting of sewage sludge and lignocellulosic waste. Biochemical Engineering Journal, 105, Part B, 497–504.
17. Żygadło, M. (red. 2001). Strategia gospodarki odpadami komunalnymi. Poznań: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych.
18. Rasapoora M., Adlb M, Pourazizic B. (2016) Comparative evaluation of aeration methods for municipal solid waste composting from the perspective of resource management: A practical case study in Tehran, Iran. Journal of Environmental Management, 184, 3, 15 December 2016, 528–534.
19. PN-EN ISO 11269-1:2013-06. Jakość gleby. Oznaczanie wpływu zanieczyszczeń na florę glebową. Część 1: Metoda pomiaru hamowania wzrostu korzeni.
20. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals [on-line: http://www.oecd-ilibrary.org/environment/test-no-208-
