Autoreferat

Załącznik 2
Dr inż. Ewa Możdżer
Katedra Gleboznawstwa, Łąkarstwa i Chemii Środowiska
Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
ul. Słowackiego 17, 71-434 Szczecin
tel. 91 4496333
Autoreferat w języku polskim
Szczecin, 2014
Spis treści
1.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.3.1.
2.3.1.1.
2.3.1.2.
2.3.1.3.
2.3.2.
3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
Życiorys naukowy …………………………………………………………………………………...
Wskazane osiągnięcie w rozumieniu art.16 ust.2 ustawy z dnia 14 marca 2003 roku o stopniach
naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz.U. 2003r., nr 65,
poz.565 ze póź. zm. Dz.U.z 2011 r., nr 204, poz.1200) …………………………………………….
Tytuł osiągnięcia naukowego „Ocena oddziaływania odpadów komunalnych i przemysłowych na
środowisko oraz wartość energetyczną roślin”…………………………………………………………….
Publikacje wchodzące w skład rozprawy habilitacyjnej składające się na osiągnięcie naukowe …..
Syntetyczne omówienie problemów badawczych wchodzących w skład rozprawy habilitacyjnej
wraz ze wskazaniem ich ewentualnego wykorzystania …………………………………………….
Rozwiązanie problemu badawczego …………..…………………………………………………….
Określenie oddziaływania odpadów komunalnych i przemysłowych na wybrane cechy jakościowe
oraz bioakumulację niektórych metali ciężkich w biomasie roślin energetycznych ………………
Ocena wpływu zastosowanych odpadów na niektóre zmiany wskaźników żyzności gleby po
uprawie roślin energetycznych ………………………………………………………………………
Ocena oddziaływania odpadów komunalnych i przemysłowych na wartość opalową miskanta
cukrowego i ślazowca pensylwańskiego …………………………………………………………….
Podsumowanie wraz ze wskazaniem praktycznego wykorzystania uzyskanych wyników …………
Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych ………………………………………….
Badania nad możliwością wykorzystania do celów nawozowych odpadów komunalnych i
przemysłowych oraz ich wpływ na wielkość i jakość plonów roślin z uwzględnieniem stopnia
kumulowania w nich metali ciężkich ……………………………………………………………….
Oddziaływanie nawozów mineralnych, odpadów oraz kompostów wyprodukowanych z udziałem
osadów ściekowych na kształtowanie żyzności gleb ………………………………………………..
Możliwość produkcji kompostów z komunalnych osadów ściekowych i ich nawozowe
wykorzystanie oraz oddziaływanie na środowisko ………………………………………………….
Wpływ emisji zanieczyszczeń z emitorów zakładów przemysłowych na środowisko (zawartość
metali ciężkich w glebach oraz wodach opadowych) ……………………………………………….
Produkcja mieszanek nawozowych i granulatów organiczno-mineralnych z odpadów
poprodukcyjnych oraz ich wpływ na jakość plonów roślin i żyzność gleb …………………………
Tabelaryczne podsumowanie efektów działalności naukowo-badawczej …………………….........
Udział w projektach badawczych ……………………………………………………………………
Nagrody za działalność naukową ……………………………………………………………………
Wygłoszone referaty na międzynarodowych i krajowych konferencjach …………………………..
2
3
4
4
4
5
8
8
13
15
16
20
20
22
26
29
31
35
37
37
37
1. ŻYCIORYS NAUKOWY
a) Imię i nazwisko: EWA MOŻDŻER (KRZYWY-GAWROŃSKA)
b) Posiadane stopnie i tytuły naukowe z podaniem nazwy, miejsca i roku ich
uzyskania
-
11.05.2000 - uzyskanie stopnia inżyniera na kierunku Ochrona Środowiska na
Wydziale
Rolniczym,
Akademii
Rolniczej
w
Szczecinie
(obecnie
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie). Praca inżynierska
pt.”Wartość przyrodnicza strefy ujściowej rzeki Odry w rejonie jeziora Dąbie”,
napisana pod kierunkiem prof. dr hab. Stefana Fridricha
-
06.03.2002 – uzyskanie stopnia magistra inżyniera na kierunku Ochrona
Środowiska w zakresie ochrona przyrody na Wydziale Kształtowania Środowiska i
Rolnictwa,
Akademii
Rolniczej
w
Szczecinie
a
od
2009
roku
Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie. Praca
magisterska pt. ”Wpływ odpadu 7-hydratu siarczanu (VI) żelaza (II) i fosfogipsu
oraz nawozów wieloskładnikowych na wysokość i niektóre cechy jakościowe
plonów życicy trwałej” napisana pod kierunkiem dr inż. Adama Grześkowiaka.
-
26.04.2006 – uzyskanie stopnia doktora nauk rolniczych w dyscyplinie agronomia.
Rozprawa doktorska pt. ”Dynamika zmian właściwości fizyczno-chemicznych
kompostów i ich wpływ na żyzność gleby oraz na wielkość i jakość plonu życicy
trwałej”. Promotor dr hab. Czesław Wołoszyk, recenzenci: prof. dr hab. Edward
Niedźwiedzki, prof. dr hab. Stanisław Baran. Praca została obroniona z
wyróżnieniem na Wydziale Kształtowania Środowiska i Rolnictwa, Akademii
Rolniczej w Szczecinie, a od 2009 roku Zachodniopomorskiego Uniwersytetu
Technologicznego w Szczecinie.
c) Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych
12.05.1997- 30.08.2006
specjalista inżynieryjno-techniczny w Katedrze Chemii Środowiska, Wydział
Kształtowania Środowiska i Rolnictwa, Akademia Rolnicza w Szczecinie
30.08.2006 – 30.08.2007
asystent w Katedrze Chemii Środowiska na Wydziale Kształtowania Środowiska
i Rolnictwa, Akademia Rolnicza w Szczecinie,
3
od 30.08. 2007 do chwili obecnej adiunkt w Katedrze Gleboznawstwa, Łąkarstwa
i Chemii Środowiska WKŚiR, Zachodniopomorskiego Uniwersytetu
Technologicznego w Szczecinie.
2. Wskazane osiągnięcie w rozumieniu art.16 ust.2 ustawy z dnia 14 marca 2003 roku
o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie
sztuki (Dz.U. 2003r., nr 65, poz.565 ze póź. zm. Dz.U.z 2011 r., nr 204, poz.1200)
Osiągnięciem będącym podstawą ubiegania się o stopień naukowy doktora
habilitowanego jest cykl monotematycznych publikacji pt. „Ocena oddziaływania
odpadów komunalnych i przemysłowych na środowisko oraz wartość energetyczną
roślin”.
2.1. Tytuł osiągnięcia naukowego „Ocena oddziaływania odpadów komunalnych i
przemysłowych na środowisko oraz wartość energetyczną roślin”
2.2.
Publikacje wchodzące w skład rozprawy habilitacyjnej składające się na
osiągnięcie naukowe
Ewa Krzywy-Gawrońska, 2013. Evaluation of the effect of municipal sewage sludge
compost and furnace waste on the quality of amur silver grass MISCANTHUS
SACHARIFLORUS biomass. Ecol. Chem. Eng. S 20(2):303-320.
IF2013: 0,423, 15 pkt. MNiSW
Ewa Krzywy-Gawrońska, 2012. The effect of industrial wastes and municipal sewage
sludge compost on the quality of virginia fanpetals (SIDA HERMAPHRODITA RUSBY)
biomass. Part 1. Macroelements content and their upatke dynamics. Polish Journal of
Chemical Technology 14(2):9-15. IF2012: 0,444 IF, 15 pkt. MNiSW
Ewa Krzywy-Gawrońska, 2012. The effect of industrial wastes and municipal sewage
sludge compost on the quality of virginia fanpetals (SIDA HERMAPHRODITA RUSBY)
biomass. Part 2. Heavy metals content, their uptake dynamics and bioaccumulation.
Polish Journal of Chemical Technology 14(3):8-16.
IF2012: 0,444, 15 pkt. MNiSW
Ewa Krzywy-Gawrońska, 2013. Effect of combustion wastes and sewage sludge compost
on chemical propertiers of soil. Polish Journal of Chemical Technology 15(3): 48-54.
IF2013: 0,444, 15 pkt. MNiSW
Ewa Możdżer, Edawrd Krzywy, 2013. Evaluation of the effect of combustion wastes on
mikroelements contents in soil after virginia fanpetals (SIDA HERMAPHRODITA
RUSBY) cultivation. Folia Pomeranae Universitatis Technologiae Stetinensis
304(26):75-86.
5 pkt. MNiSW (udział własny 90% koncepcja badań, nadzór merytoryczny nad doświadczeniem,
analiza statystyczna, synteza wyników)
Ewa Krzywy-Gawrońska, 2013. Effect of the combustion wastes and municipal sewage
sludge compost on the content of macroelements in soil. Wiadomości Agrochemiczne
(4):47-51. IF2013: 0,131
4
Ewa Krzywy-Gawrońska, 2011. Wpływ kompostu z komunalnego osadu ściekowego i
wysokowapniowego popiołu z węgla brunatnego na wielkość plonów oraz wartość
opałową roślin przeznaczonych na cele energetyczne. Wyd. ZUT Szczecin ISBN 978-837518-308-5, ss.16.
Łączny impact factor IF (zgodnie z rokiem opublikowania) w/w prac wyniósł 1,886
Punkty MNiSW w/w prac (wg listy zgodnie z rokiem wydania): 65.
2.3. Syntetyczne omówienie problemów badawczych wchodząc w skład rozprawy
habilitacyjnej wraz ze wskazaniem ich ewentualnego wykorzystania
Problem badawczy obejmował:
1)
określenie oddziaływania odpadów komunalnych i przemysłowych na wybrane cechy
jakościowe oraz bioakumulację niektórych metali ciężkich w biomasie roślin
energetycznych,
2)
ocenę wpływu zastosowanych odpadów komunalnych i przemysłowych na niektóre
zmiany wskaźników żyzności gleby po uprawie roślin energetycznych,
3)
ocenę
oddziaływania
odpadów
komunalnych
i
przemysłowych
na
wartość
energetyczną roślin wykorzystywanych w energetyce.
Wprowadzenie
W trakcie technologicznego procesu spalania węgla brunatnego w ciepłowniach i
elektociepłowaniach otrzymuje się odpad w postaci wysokowapniowych popiołów z węgla
brunatnego. Niewłaściwie zabezpieczone lub zagospodarowane popioły z węgla brunatnego
mogą być źródłem zanieczyszczenia atmosfery, wód i gleb. Znaczne ilości popiołów były i
nadal są gromadzone na składowiskach, które zajmują coraz to większe powierzchnie i należy
je wyłączać z użytkowania przyrodniczego. Wysokowapniowe popioły z węgla brunatnego
charakteryzują się odczynem alkalicznym (pH 9-12,5). Jest to spowodowane dużą
zawartością CaO i MgO. Są materiałem bez strukturowym, drobnoziarnistym o przewadze
frakcji pyłu. Zawartość fosforu i potasu w popiołach z węgla brunatnego jest podobna do
ilości tych pierwiastków występujących w glebach uprawnych (Meller i in. 1999, Stankowski
i Krzywy 2004). Według przepisów ministerialnych (2002) w sprawie katalogu odpadów
ubocznych produkty spalania w postaci popiołów z węgla brunatnego powstające w
energetyce nie są odpadami niebezpiecznymi. Deponowane popioły na hałdach mogą jako
agresywne czynniki zmieniać aktywność i wydajność ekosystemów. Popioły pochodzące z
węgla brunatnego są traktowane jako produkty odpadowe i mogą być wykorzystywane do
poprawy właściwości fizykochemicznych gleb szczególnie lekkich (Ciećko i in. 1993) oraz
5
do nawożenia (Kabata-Pendias 2004). Na możliwość przyrodniczego i rolniczego
wykorzystania wysokowapniowych popiołów z węgla brunatnego do odkwaszania i
nawożenia gleb zwracało uwagę wielu autorów (Kruger 2003, Yoshiaki i Kazuo 2003).
Natomiast Wysokiński i Kalembasa (2006) uważają, że stosowanie wysokowapniowych
popiołów z węgla brunatnego w rolnictwie jest bardziej efektywne, aniżeli nawozów
wapniowych, a nawet wapniowo-magnezowych. Popioły pochodzące z energetyki nie
zawierają substancji organicznej i azotu.
W ostatnich kilkunastu latach w Polsce zmodernizowano i wybudowano wiele nowych
komunalnych
oczyszczalni ścieków. Wody pościekowe po procesie oczyszczania
odprowadzane są do cieków i zbiorników wodnych lub wykorzystywane w rolnictwie do
zraszania pól. Problemem są powstające w trakcie oczyszczania ścieków, osady ściekowe
zaliczane do odpadów komunalnych.
Osady ściekowe pochodzące z komunalnych oczyszczalni ścieków charakteryzują się
dużą wartością nawozową i glebotwórczą. Na podstawie wielu analiz chemicznych
stwierdzono, że komposty wyprodukowane z udziałem osadów ściekowych zawierają
znaczące ilości składników pokarmowych dla roślin, często przewyższające zawartości w
oborniku (Maćkowiak 2001, Czekała 2008).
Źródłem materii organicznej oraz niektórych składników pokarmowych dla roślin
uprawnych i energetycznych mogą być komunalne osady ściekowe oraz wyprodukowane z
ich udziałem komposty (He i in. 2009, Chiba i in. 2009). Proces kompostowania jest
technologią stosunkowo tanią, bezpieczną dla środowiska i atrakcyjną dla rolnictwa (Cai i in.
2007). Ma on duże znaczenie ponieważ następuje silne skompleksowanie metali ciężkich z
ustabilizowaną materią organiczną. W efekcie końcowym metale z kompostów, dostając się
do gleby, występują w połączeniach stabilnych chemicznie, a zatem stają się mniej
przyswajalne dla roślin (Nair i in. 2008). Substancja organiczna występująca w kompoście
ulega rozkładowi do związków mniej toksycznych lub nietoksycznych dla środowiska
(Marttinen i in. 2004). Dlatego można je stosować jako nawozy organiczne do użyźniania
ponieważ dostarczają one roślinom składniki pokarmowe potrzebne do ich prawidłowego
wzrostu i rozwoju (Selivanovskaya i in. 2006). Muszą jednak spełniać normy podane w
Rozporządzeniu Ministra Środowiska (Dz.U. 08.119.765) aby nie oddziaływały negatywnie
na środowisko.
Problemem właściwego zagospodarowania odpadów paleniskowych w Polsce oraz
innych krajach pozyskujących energię elektryczną ze spalania węgla, stał się przedmiotem
intensywnych badań naukowych. Związane jest to z potrzebą zabezpieczenia terenów do ich
6
składowania przed pyleniem, migracją metali ciężkich do podłoża oraz polepszenia
warunków higienicznych i estetycznych środowiska (Kwiatkowska i in. 2006).
Zarówno popioły jak i komposty wyprodukowane z udziałem komunalnych osadów
ściekowych mogą być potencjalnym źródłem nadmiernych ilości metali ciężkich i stanowić
zagrożenie dla środowiska. Dlatego należy każdą partię osadu ściekowego przeznaczonego do
produkcji kompostu przebadać pod względem chemicznym i mikrobiologicznym.
W Europie od wielu lat prowadzi się badania nad uprawą roślin energetycznych.
Rośliny te charakteryzują się dużą tolerancją na poziom makroskładników i metali ciężkich w
glebach. Są roślinami uznawanymi za odnawialne źródło energii (OZE). Racjonalne
wykorzystanie energii z ich biomasy przyczynia się do zmniejszenia zapotrzebowania na
naturalne surowce energetyczne. Stwierdzono, że rośliny przeznaczone na odnawialne źródła
energii mogą redukować w środowisku glebowym wiele zanieczyszczeń poprzez ich
pobranie. Następuje redukcja zanieczyszczeń przechodzących do atmosfery oraz wód
gruntowych i powierzchniowych. W efekcie doprowadza się do zmniejszenia ilości
wytwarzanych odpadów deponowanych na składowiskach. W polskich warunkach
podstawowym źródłem energii odnawialnej jest biomasa roślinna. Obecnie biomasy
dostarczają głównie lasy i odpady z przemysłu drzewnego. Konieczność ograniczenia wyrębu
lasów przyczyniła się do rozwoju plantacji roślin energetycznych gatunków wieloletnich do
których zaliczamy między innymi miskanta cukrowego i ślazowca pensylwańskiego
(Borkowska i Styk 2006, Iżewska 2009).
Dla zrealizowania wymienionych na wstępie celów przeprowadzono 3 letnie badania
polowe i laboratoryjne na podstawie których w latach 2011-2013 opublikowano prace
naukowe.
Jako
podstawę
opracowania
wybrano
spośród
nich
cykl
siedmiu
monotematycznych oryginalnych publikacji naukowych: pięć prac opublikowano w
czasopismach o zasięgu międzynarodowym (z Impact Factor), a dwie o zasięgu krajowym.
Przedstawiono w nich wieloaspektowo analizowany problem badawczy. Przeprowadzenie
tych badań było możliwe dzięki realizacji projektu badawczo-rozwojowego finansowanego
przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju N R12 0004/04, pt. „Wpływ kompostów z
komunalnych osadów ściekowych i wysokowapniowych popiołów węglowych na wielkość i
jakość plonów roślin przeznaczonych na cele energetyczne oraz na wskaźniki żyzności gleb”.
Szczegółową metodykę badań przedstawiono w opublikowanych artykułach od poz.
1 do poz. 7.
7
2.3.1 Rozwiązanie problemu badawczego
2.3.1.1 Określenie oddziaływania odpadów komunalnych i przemysłowych na wybrane
cechy jakościowe oraz bioakumulację niektórych metali ciężkich w biomasie roślin
energetycznych [publikacje od 1 do 3]
1.Doświadczenie polowe jednoczynnikowe przeprowadzono w latach 2008-2010 w
Stacji Oceny Odmian Roślin w Szczecinie - Dąbiu. Gleba na której przeprowadzono
eksperyment wytworzona jest z piasku gliniastego lekkiego (pgl). Pod względem składu
granulometrycznego zalicza się ją do kategorii gleb lekkich, kompleksu przydatności rolniczej
IV b, żytniego dobrego. Szczegółowe metody oraz metodykę badań przedstawiono w
publikacjach od 1 do 3.
W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że użyty kompost z udziałem
komunalnego osadu ściekowego wyprodukowany metodą GWDA w Komunalnej
Oczyszczalni Ścieków w Stargardzie Szczecińskim pod względem składu chemicznego
odpowiadał normom pozwalającym zaliczyć go do grupy nawozów organicznych
(Dz.U.08.119.765).
Wykonane
badania
mikrobiologiczne
osadu,
a
następnie
wyprodukowanego z jego udziałem kompostu na zlecenie Komunalnej Oczyszczalni Ścieków
w Stargardzie Szczecińskim nie wykazały obecności bakterii Salmonella oraz pasożytów i ich
żywych jaj z rodzaju Ascaris sp., Trichuris, Toxocara sp. Wysokowapniowy popiół z węgla
brunatnego użyty do badań pochodził z Zespołu Elektrowni Pątnów-Adamów-Konin. Odczyn
popiołu wyniósł pHKCl 11,0. Zawierał on więcej potasu (5,50 g∙kg-1 s.m.), niż fosforu (2,52
g∙kg-1 s.m.). Popiół częściowo uzupełniał niedobór potasu w kompoście. W popiele nie
stwierdzono obecności azotu i węgla organicznego. Duża zawartość wapnia w użytym do
badań popiele (145g Ca∙kg-1s.m.) pozwoliła zaliczyć go do grupy wysokowapniowych
popiołów. Zawartość podana w mg∙kg-1s.m. kadmu 2,77, manganu 265, niklu 12,6, cynku
231,0 i chromu 20,6 w badanym wysokowapniowym popiele użytym do doświadczenia była
większa, niż w kompoście wytworzonym z udziałem komunalnego osadu ściekowego.
Natomiast zawartość miedzi (w mg∙kg-1) 27,6 i ołowiu 16,2 była większa w kompoście w
porównaniu z popiołem z węgla brunatnego. Biorąc pod uwagę normy dotyczące zawartości
metali ciężkich w nawozach do odkwaszania gleb (Dz.U.08.119.765) wysokowapniowy
popiół z węgla brunatnego można zaliczyć do czynników wpływających na odkwaszanie
gleb, bez ujemnego oddziaływania na środowisko [1,2,3].
Gleba na której założono doświadczenie charakteryzowała się odczynem kwaśnym
pHKCl
5,30
na
której
wskazane
było
przeprowadzenie
wapnowania.
Zawartość
makroskładników była mniejsza od średnich dla tego rodzaju gleb. Zawartości form
8
przyswajalnych fosforu była niska (24,8 mg∙kg-1 s.m), a potasu (120,0 mg∙kg-1 s.m) i magnezu
(47,0 mg∙kg-1 s.m) średnia. Stosunek C:N wyniósł 11,8:1 i był przeciętny dla tego rodzaju
gleb. Zawartości mikroskładników, a w tym metali ciężkich w glebie nie przekraczały norm
dla gleb lekkich (Filipek 2006). Na glebie takiej w świetle obowiązującego ustawodawstwa
można było prowadzić badania z kompostami oraz popiołem z węgla brunatnego
(Dz.U.10.137.924). Roślinami testowymi były dwa gatunki wieloletnich upraw roślin
energetycznych misknat cukrowy (Miscanthus sachariflorus) i ślazowiec pensylwański (Sida
hermephoridita). Oba gatunki potraktowano jako rośliny wskaźnikowe o różniących się
cechach morfologicznych. Miskant cukrowy jest rośliną jednoliścienną z rodziny
wiechlinowate i zaliczaną do traw, a ślazowiec pensylwański jest dwuliścienną z rodziny
ślazowate. Schemat doświadczenia obejmował 6 obiektów nawozowych:
I - wapno węglanowe (CaCO3) w dawce odpowiadającej 1,5 Mg CaO∙ha-1,
II -wysokowapniowy popiół z węgla brunatnego w dawce odpowiadającej 1,5 Mg CaO∙ha-1,
III - kompost z komunalnego osadu ściekowego w dawce odpowiadającej 250 kg N∙ha-1,
IV - kompost z komunalnego osadu ściekowego w dawce odpowiadającej 250 kg N∙ha-1
+ wysokowapniowy popiół z węgla brunatnego w dawce odpowiadającej 1,5 Mg CaO∙ha-1
w pierwszym roku badań,
V - wysokowapniowy popiół z węgla brunatnego w dawce odpowiadającej 1,5 Mg CaO∙ha-1
w pierwszym roku, a w latach następnych w dawkach odpowiadających po 0,75 Mg CaO∙ha-1,
VI - kompost z komunalnego osadu ściekowego w dawce odpowiadającej 250 kg
N∙ha-1 + wysokowapniowy popiół z węgla brunatnego w dawce odpowiadającej
1,5 Mg CaO∙ha-1 w pierwszym roku, a w latach następnych w dawkach odpowiadających
0,75 Mg CaO∙ha-1 [1,2,3].
Nadmierna zawartość lub niedobór makroskładników w roślinach uprawnych może
obniżyć ich jakość rozpatrywaną w celu przetwórstwa przemysłowego. Wskazuje także na
dynamikę przejścia składników pokarmowych z gleb do roślin (Stanisławska-Glubiak i
Korzeniowska 2007). W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że zawartości azotu,
potasu i magnezu były zdecydowanie mniejsze w biomasie ślazowca pensylwańskiego w
porównaniu z biomasą miskanta cukrowego. Zawartość siarki i fosforu w biomasie obu roślin
testowych była na podobnym poziomie. Natomiast koncentracja wapnia była prawie o połowę
większa (o 46%) w biomasie ślazowca pensylwańskiego w porównaniu z biomasą miskanta
cukrowego [1,2]. Na podstawie danych podanych przez Kusia (2010) i Łabętowicza (2010)
można stwierdzić, że w przeprowadzonym eksperymencie zawartości azotu, potasu i wapnia
9
w biomasie ślazowca pensylwańskiego były średnie natomiast fosforu i magnezu o połowę
większe.
Większą zawartością makroskładników charakteryzowała się biomasa obu roślin
testowych z obiektów, w których stosowano kompost z osadu ściekowego bez i z dodatkiem
wysokowapniowego popiołu z węgla brunatnego (obiekty nawozowe III, IV i VI)
w porównaniu z obiektami w których nie zastosowano nawożenia organicznego (obiekty
nawozowe I, II i V) [1,2].
Zwiększenie zawartości makroskładników w biomasie miskanta cukrowego i ślazowca
pensylwańskiego na obiektach z kompostem w dawce odpowiadającej 250 kg N∙ha-1
i wysokowapniowym popiołem z węgla brunatnego (obiekt VI) w porównaniu z obiektem, w
którym stosowano tylko nawóz organiczny (obiekt III) można uzasadnić wpływem wapnia
oraz odczynu gleby na intensywność procesów mikrobiologicznych zachodzących w glebie.
W wyniku tych procesów składniki pokarmowe dotychczas nie dostępne dla roślin przeszły w
formy przyswajalne, które rośliny mogły pobrać. Uzyskane wyniki badań wskazują, że
istnieje współzależność w działaniu pomiędzy kompostem, a wysokowapniowym popiołem z
węgla brunatnego prowadzące do zwiększenia zawartości makroskładników w biomasie obu
roślin testowych [1,3]. Podobne rezultaty badań uzyskali Wysokiński i Kalembasa (2006)
oraz Stankowski i in. (2006).
W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono zróżnicowanie w zawartości
mikroskładników, a w wśród nich metali ciężkich w biomasie mistanata cukrowego i
ślazowca pensylwańskiego w poszczególnych latach prowadzonego eksperymentu [1,3].
Uzyskane rezultaty wskazują, że biomasa miskanta cukrowego zawierała najwięcej kadmu
0,47, manganu 16,2 i cynku 50,2 (w mg∙kg-1s.m.) w 2008 roku, miedzi 2,43 mg∙kg-1 s.m. w
2009 roku, a niklu 2,60 i ołowiu 3,65 (w mg∙kg-1s.m.) w 2010 roku [1]. Natomiast biomasa
ślazowca pensylwańskiego zawierała średnio najwięcej manganu 24,7 mg, ołowiu 2,50 mg i
cynku 50,5 mg∙kg-1s.m. w 2008 roku, a kadmu 0,33 mg, miedzi 3,78 mg i niklu 2,57 mg∙kg-1
s.m w 2010 roku [3]. Biomasa obu roślin testowych pod wpływem nawożenia organicznego
bez i z dodatkiem wysokowapniowego popiołu z węgla brunatnego zawierała istotnie więcej
mikroskładników w porównaniu z obiektami, w których do gleby wprowadzono wyłącznie
węglan wapnia lub wysokowapniowy popiół z węgla brunatnego [1,3].
Średnia zawartość kadmu, miedzi, manganu, niklu, ołowiu i cynku w biomasie
miskanta cukrowego była większa odpowiednio o 33,3%, 25,7%, 12,9%, 26,1%, 20,2% i
23,8% na obiektach w których stosowano kompost z komunalnego osadu ściekowego bez i z
dodatkiem popiołu z węgla brunatnego (obiekty III, VI i VI), w porównaniu z obiektami, w
10
których wprowadzono do gleby tylko węglan wapnia lub popiół z węgla brunatnego (obiekty
I, II i V). Rezultaty badań wskazują, że zawartość kadmu, miedzi, manganu i niklu w
biomasie ślazowca pensylwańskiego była jednokrotnie, a cynku ponad dwukrotnie mniejsza,
w porównaniu do zawartości tych pierwiastków w biomasie miskanta cukrowego. Jedynie
średnia zawartość ołowiu w biomasie ślazowca pensylwańskiego była o połowę większa w
stosunku do zawartości w biomasie miskanta [1,3]. Rezultaty te wskazują, że zastosowane
systemy nawożenia w większym stopniu wpłynęły na przyswajalność kadmu, miedzi, niklu i
cynku
przez
biomasę
mistanta
cukrowego
w
porównaniu
z
biomasą
ślazowca
pensylwańskiego.
Biomasa miskanta cukrowego i ślazowca pensylwańskiego nie zawierała nadmiernych
ilości metali ciężkich ponieważ nie zostały one wniesione w znacznych ilościach z
kompostem z komunalnego osadu ściekowego i z wysokowapniowym popiołem z węgla
brunatnego, do gleby która także nie zawierała ich ponadnormatywnych ilości. Zastosowane:
węglan wapnia, popiół z węgla brunatnego i kompost miały znaczący wpływ na sumę
pobrania przez biomasę obu roślin testowych kadmu, miedzi, manganu, niklu, ołowiu i cynku.
Największe pobranie miedzi, manganu, ołowiu i cynku przez biomasę miskanta cukrowego i
ślazowca pensylwańskiego stwierdzono na obiektach nawożonych kompostem z dodatkiem
wysokowapniowego popiołu z węgla brunatnego stosowanego w pierwszym roku badań i
latach następnych. Biomasa rośliny testowej w ciągu trzech lat badań pobrała istotnie mniej
metali ciężkich z obiektów nawożonych węglanem wapnia lub wysokowapniowym popiołem
z węgla brunatnego w porównaniu z obiektami na których stosowano nawożenie organiczne
bez i z dodatkiem popiołu.
Sumaryczne pobranie mikroskładników przez biomasę obu roślin testowych było
najmniejsze na obiekcie I i II. Oceniając dynamikę pobrania metali ciężkich przez miskanta
cukrowego stwierdzono, że w pierwszym roku było ono zdecydowanie mniejsze i wahało się
od 2,25% do 5,23%. W drugim roku pobranie wzrosło i mieściło się w graniach od 22,5% do
38,0%, a w trzecim dynamika pobrania osiągnęła największe wartości oscylując między
57,3% a 69,4%. Podobne zależności stwierdzono w pobraniu metali ciężkich przez ślazowca
pensylwańskiego [1,3].
Oceniając przydatność biomasy obu roślin testowych do wykorzystania metali
ciężkich
z
kompostu
wyprodukowanego
z
udziałem
osadu
ściekowego
oraz
wysokowapniowego popiołu z węgla brunatnego, obliczono wskaźniki bioakumulacji kadmu,
miedzi, manganu, niklu, ołowiu i cynku [1,3]. Stopień bioakumulacji omawianych
11
pierwiastków w biomasie miskanta cukrowego i ślazowca pensylwańskiego był zróżnicowany
w zależności od zastosowanego nawożenia.
Stopień bioakumulacji kadmu, miedzi, niklu, ołowiu i cynku w biomasie obu roślin
testowych po trzech latach badań był intensywny na obiekcie z wysokowapniowym popiołem
z węgla brunatnego w dawce odpowiadającej 1,5 Mg CaO∙ha-1, a dla manganu średni. Na
obiekcie z popiołem z węgla brunatnego w dawce odpowiadającej 1,5 Mg CaO∙ha-1 w
pierwszym roku i w dawce odpowiadającej 0,75 Mg CaO∙ha-1 w latach kolejnych.
Intensywny stopień bioakumulacji w biomasie miskanata cukrowego stwierdzono w
przypadku kadmu, niklu, ołowiu i cynku. Na tym samym obiekcie nawozowym w biomasie
ślazowca pensylwańskiego stwierdzono intensywny stopień bioakumulacji w przypadku
niklu, ołowiu i cynku, a dla pozostałych metali ciężkich średni [1]. Intensywnym stopniem
bioakumulacji charakteryzował się kadm i ołów na obiekcie z wyłącznym nawożeniem
organicznym (obiekt III) natomiast pozostałe metale ciężkie na średnim poziomie. Na
obiekcie z wprowadzonym kompostem w dawce 250 kg N∙ha-1, popiołem z węgla brunatnego
w dawce odpowiadającej 1,5 Mg CaO∙ha-1 w pierwszym roku badań stopień bioakumulacji
dla kadmu, miedzi, manganu, niklu, ołowiu i cynku w biomasie rośliny testowej był średni.
Stwierdzono, że im większa była zawartość danego metalu wnoszona z kompostem bez i z
dodatkiem popiołu wskaźnik bioakumulacji w biomasie obu roślin testowych był mniejszy.
Pobranie kadmu, miedzi, manganu i niklu przez biomasę mistanta cukrowego było
mniejsze w porównaniu do ślazowca pensylwańskiego. Na podstawie przeprowadzonych
badań stwierdzono, że pod względem zawartości i pobrania metali ciężkich bezpieczniejszy
dla środowiska jest ślazowiec pensylwański bowiem kumuluje większe ilości kadmu, miedzi,
manganu i niklu w porównaniu do mistanta cukrowego.
Przyczyną średniej bioakumulacji metali ciężkich przez biomasę obu roślin testowych
był najprawdopodobniej alkaliczny odczyn kompostu (pH 8,50) i wysokowapniowego
popiołu z węgla brunatnego (pHKCL 11,0). Spowodowało to słabą mobilność tych
pierwiastków i małą ich sorpcję. Z badań przeprowadzonych przez Randala i Bruce (1991)
wynika, że niektóre metale ciężkie tworzą w glebie z substancją organiczną kompleksy
chelatowe, których siła wiązania zwiększa się wraz ze wzrostem pH gleby. Wskaźnik
bioakumulacji przez biomasę ślazowca pensylwańskiego kadmu, miedzi, niklu po trzech
latach badań był średni, a manganu, ołowiu i cynku intensywny. Natomiast dla biomasy
miskanta cukrowego kadmu, niklu, ołowiu i cynku był intensywny, a miedzi i manganu
średni.
12
2.3.1.2.
Ocena wpływu zastosowanych odpadów na niektóre zmiany wskaźników
żyzności gleby po uprawie roślin energetycznych [publikacje 4-6]
2.Rezultaty badań polowych wskazują, że nawożenie gleby kompostem z udziałem
osadu ściekowego z dodatkiem popiołu z węgla brunatnego wpłynęło na wzrost pHKCL gleby
z 5,30 do 6,40 [4]. Podobne rezultaty badań uzyskał Baran i in. (2004). Po trzech latach
prowadzenia doświadczenia odczyn gleby wzrósł o 1,1 jednostkę. Natomiast na obiektach
(I i II) po trzyletnim okresie badań zwiększyło się pHKCL gleby do 5,60. Wprowadzany popiół
z węgla brunatnego w dawce odpowiadającej 1,5 Mg CaO∙ha-1 w pierwszym roku
prowadzenia doświadczenia i 0,75 Mg CaO∙ha-1 w kolejnych latach zwiększył wartość pHKCl
gleby do 6,30 (obiekt V). Wyłączne nawożenie organiczne przyczyniło się do zwiększenia
wartość pHKCl gleby o 0,70 jednostki w porównaniu do wartości wyjściowej. Zmiany odczynu
gleby spowodowane były najprawdopodobniej znaczną zawartością wapnia i magnezu w
zastosowanym popiele.
Zawartość węgla organicznego w glebie na obiekcie II po trzyletnim okresie badań
była prawie taka sama w porównaniu z rezultatem sprzed założenia doświadczenia.
Zastosowane nawożenie organiczne bez i z dodatkiem popiołu z węgla brunatnego (obiekty
III, IV i VI) oraz wyłączne coroczne nawożenie popiołem z węgla brunatnego (obiekt V)
wpłynęły na wzrost zawartości omawianego pierwiastka w największym stopniu w
pierwszym roku badań (2008) w porównaniu do drugiego i trzeciego roku. Największy wzrost
o 0,47 jednostki stwierdzono między VI a I obiektem [4].
Największy średni wzrost zawartości azotu w latach 2008-2010 stwierdzono w glebie
na obiektach nawożonych kompostem w dawce odpowiadającej 250 kg N∙ha-1 z dodatkiem
popiołu z węgla brunatnego wprowadzanego w pierwszym roku badań i latach kolejnych (IV i
VI obiekt) odpowiednio o 23,3% i 27,7% w porównaniu z obiektami I i II oraz zawartością
wyjściową. Na przyrost zawartości węgla organicznego i azotu ogólnego pod wpływem
nawożenia gleby lekkiej osadem ściekowym wskazują badania Czyżyka i Kozdrasia (2004)
oraz Gondka (2006).
Gleba przed założeniem doświadczenia, charakteryzowała się stosunkiem węgla do
azotu wynoszącym 11,8. Po trzech latach prowadzenia doświadczenia stosunek węgla do
azotu na obiektach z węglanem wapnia lub popiołem z węgla brunatnego w dawce
odpowiadającej 1,5 Mg CaO·ha-1 uległ rozszerzeniu o 0,8 jednostki. Natomiast na obiektach
III, IV i VI stosunek ten uległ zawężeniu i wyniósł odpowiednio 10,9, 10,6 i 10,5.
Ogólna zawartość magnezu i siarki w glebie w okresie trzech lat badań uległa
nieznacznym zmianom w porównaniu z zawartością wyjściową.
13
Analiza statystyczna zawartości fosforu i wapnia określona w glebie po trzech latach
prowadzenia badań, wykazała zależność ilości tych pierwiastków od systemu nawożenia.
Istotny wzrost zawartości fosforu uzyskano na obiektach nawożonych kompostem bez i z
dodatkiem popiołu z węgla brunatnego (obiekty III, IV i VI) w porównaniu do obiektu z
wprowadzonym popiołem z węgla brunatnego w dawce odpowiadającej 1,5 Mg CaO∙ha-1
(obiekt II). Istotny wzrost zawartości w glebie potasu ogólnego uzyskano pod wpływem
zastosowanego nawożenia organicznego z dodatkiem wysokowapniowego popiołu z węgla
brunatnego (obiekty III i IV) w porównaniu do obiektu z wprowadzonym węglanem wapnia
w dawce odpowiadającej 1,5 Mg CaO∙ha-1 (obiekt I). Stwierdzono także istotny wpływ
nawożenia organicznego bez i z dodatkiem popiołu z węgla brunatnego (obiekt VI) na
zawartość wapnia, magnezu i siarki w glebie w porównaniu do obiektu I i II z węglanem
wapnia i popiołem z węgla brunatnego stosowanego w dawce odpowiadającej 1,5 Mg
CaO∙ha-1. Ogólna zawartość magnezu i siarki w glebie w okresie trzech lat badań uległa
nieznacznym zmianom w porównaniu z zawartością wyjściową.
Zawartość przyswajalnego fosforu, potasu i magnezu w glebie nawożonej kompostem z
osadów ściekowych bez i z dodatkiem wysokowapniowego popiołu z węgla brunatnego
zmieniła się po trzech latach uprawy roślin testowych. Stwierdzono wzrost zawartości w
glebie formy przyswajalnej dla roślin fosforu, potasu i magnezu odpowiednio o 8,46%, 16,0%
i 9,14%. Najlepsze efekty nawozowe uzyskano w systemie z zastosowanym kompostem w
dawce odpowiadającej 250 kg N∙ha-1 oraz z wysokowapniowym popiołem z węgla
brunatnego w dawce 1,5 Mg CaO∙ha-1 wprowadzonej w pierwszym roku badań, a w latach
następnych w dawce odpowiadającej 0,75 Mg CaO∙ha-1. Oceniając średnią zawartość
składników przyswajalnych w glebie metodą liczb granicznych, stosowaną przez Stacje
Chemiczno-Rolnicze, stwierdzono, że na obiektach nawożonych kompostem bez i z
dodatkiem popiołu z węgla brunatnego (obiekty III, IV i VI) zawartość fosforu
przyswajalnego była niska co oznacza, że nie stwierdzono zmian klasy zasobności gleby.
Zawartość potasu (120,0 mg·kg-1s.m.) i magnezu (47,0 mg·kg-1s.m.) przyswajalnego w glebie
przed rozpoczęciem badań była średnia. Pod wpływem zastosowanego nawożenia zmieniło
się zaszeregowanie gleby pod względem zawartości formy przyswajalnej potasu (obiekty III,
IV i VI) i magnezu (obiekty IV i VI) z kategorii zasobności średniej do kategorii wysokiej [5].
Uzyskane rezultaty badań wskazują, że na obiektach nawożonych kompostem bez i z
dodatkiem wysokowapniowego popiołu z węgla brunatnego zawartość metali ciężkich była
większa w przypadku kadmu średnio o 6,12%, miedzi o 19,8%, manganu o 10,2%, niklu o
13,0%, ołowiu o 6,87% i cynku o 7,69% w porównaniu z obiektami I i II. Nawożenie
14
organiczne z popiołem z węgla brunatnego przyczyniło się do wzrostu zawartość w glebie
form kadmu, miedzi, manganu, niklu i ołowiu rozpuszczalnych w mol·dm-3 HCl w
porównaniu z obiektem nawożonym wyłącznie węglanem wapnia oraz zawartością
wyjściową. W stosunku do zawartości wyjściowej zmalała w glebie ilość cynku
rozpuszczalnego w 1 mol·dm-3 HCl [6].
W glebie z obiektów nawożonych kompostem bez i z dodatkiem popiołu z węgla
brunatnego zwiększyła się wartość pHKCl i zawartość węgla organicznego, ogólnego azotu,
fosforu, potasu i siarki oraz form przyswajalnych fosforu, potasu i magnezu. Istotne
zwiększenie zawartości ogólnej miedzi, manganu, niklu, ołowiu i cynku w glebie uzyskano na
obiektach III, IV i VI w porównaniu z obiektami nawożonymi węglanem wapnia lub
popiołem z węgla brunatnego w dawce odpowiadającej 1,5 Mg CaO∙ha-1 (obiekty I i II).
Analizując właściwości chemiczne gleby przed i po zakończeniu badań można stwierdzić,
że poszczególne systemy stosowania kompostu z komunalnego osadu ściekowego i
wysokowapniowego popiołu z węgla brunatnego miały zróżnicowany wpływ na większość
wskaźników żyzności gleby. Pozytywny efekt we wskaźnikach żyzności gleby uzyskano po
zastosowaniu kompostu z komunalnego osadu ściekowego z corocznym wprowadzaniem do
gleby wysokowapniowego popiołu z węgla brunatnego. Nawożenie kompostem bez i z
dodatkiem popiołu z węgla brunatnego ma korzystny wpływ na zachowanie stabilności
środowiska glebowego oraz na poprawę składu chemicznego gleby. Nie stwierdzono
ujemnego wpływu zastosowanych w eksperymencie odpadów komunalnych i przemysłowych
na środowisko glebowe.
2.3.1.3.
Ocena oddziaływania odpadów komunalnych i przemysłowych na wartość
energetyczną miskanta cukrowego i ślazowca pensylwańskiego [publikacja 7]
3.Uzyskane rezultaty badań wskazują, że wartość energetyczna miskanta cukrowego
w pierwszym roku badań była mniejsza o 52% w porównaniu do wartości energetycznej
ślazowca pensylwańskiego. Niemniej jednak obie rośliny testowe w pierwszym roku badań
charakteryzowały się najmniejszą wartością energetyczną oscylująca od 16,1 do 40,8 GJ·ha-1
w porównaniu do drugiego i trzeciego roku prowadzenia eksperymentu. W drugim roku
badań wartość energetyczna roślin testowych wzrosła prawie ośmiokrotnie (792%), a w
trzecim roku ponad jedenastokrotnie w porównaniu do pierwszego roku badań.
Wartość energetyczna roślin testowych wyrażona w GJ∙ha-1 była znacznie
zróżnicowana w poszczególnych latach badań oraz pod wpływem różnych systemów
nawożenia. Najmniejszą wartość energetyczną obu roślin testowych uzyskano w pierwszym
15
roku, a największą w trzecim roku badań. Największą wartość energetyczną miskanta
cukrowego i ślazowca pensylwańskiego uzyskano pod wpływem kompostu z osadu
ściekowego i corocznego stosowania wysokowapniowego popiołu z węgla brunatnego (obiekt
VI), a następnie kompostu z osadu ściekowego i popiołu z węgla brunatnego wprowadzonego
do gleby na początku badań (obiekt IV). Zastosowane nawożenie węglanem wapnia i
popiołem z węgla brunatnego (obiekt I i II) charakteryzowały się najmniejszą wartością
energetyczną obu roślin testowych. Coroczne stosowanie popiołu z węgla brunatnego
spowodowało zwiększenie wartości energetycznej w GJ∙ha-1 obu roślin testowych w
porównaniu z obiektem na którym stosowano węglan wapnia lub popiół z węgla brunatnego
wprowadzanymi do gleby w pierwszym roku badań.
2.3.2. Podsumowanie wraz ze wskazaniem praktycznego wykorzystania uzyskanych
wyników
W
ramach
prezentowanych
badań
w
cyklu
monotematycznych
publikacji
zaproponowano jeden z wielu sposobów zagospodarowania odpadów komunalnych i
przemysłowych polegający na szukaniu bezpiecznych dla środowiska źródeł substancji
organicznej i składników pokarmowych dla roślin przeznaczonych na cele energetyczne w
różnych systemach nawożenia bez ujemnego ich wpływu na glebę oraz otaczające nas
środowisko.
Wiele publikowanych rezultatów naukowych przytoczonych we wprowadzeniu
wskazuje na możliwość wykorzystania do celów nawozowych kompostów produkowanych z
udziałem komunalnych osadów ściekowych i innych odpadów do których między innymi
zalicza się wysokowapniowy popiół z węgla brunatnego. Dotychczas nie było opracowania,
które
obejmowałoby
kilka
systemów
jednoczesnego
wykorzystania
kompostów
wyprodukowanych z udziałem osadu ściekowego i wysokowapniowych popiołów z węgla
brunatnego w uprawie roślin których biomasa przeznaczona jest na cele energetyczne.
Należy wziąć pod uwagę, że produkcja odpadów z różnych gałęzi przemysłowych będzie z
każdym rokiem znacznie i nieprzerwanie rosła, zarówno ze względu na zcentralizowane
systemy wodno-kanalizacyjne, jak i wzrost produkcji odpadów uwarunkowany stosowanymi
technologiami. Aktualne wymogi prawa krajowego i europejskiego dążą do takiego stanu, aby
na składowiskach odpadów deponowano jak najmniej odpadów zawierających związki
organiczne.
W wyniku przeprowadzonych badań testując różne systemy nawożenia dla roślin
energetycznych z wykorzystaniem odpadów komunalnych i przemysłowych opracowano ich
16
optymalne dawki uzyskując poprawę środowiska glebowego, odpowiednią zawartość
składników pokarmowych dla roślin bez nadmiernego pobrania i zbyt intensywnej
bioakumulacji metali ciężkich oraz wysoką wartość energetyczną. A zatem wykorzystując
omawiane odpady do celów nawozowych będzie ich coraz mniej trafiać na składowiska.
Ponadto prowadząc badania zauważono, że stosując wyprodukowane z udziałem osadów
ściekowych komposty mogą przyczynić się do zanieczyszczenia środowiska glebowego. Aby
zapobiec takiej sytuacji proponuje się stosowanie mieszanin popiołowo-osadowych lub łączne
nawożenie kompostem z dodatkiem popiołów, ponieważ popioły lotne pochodzące ze
spalania węgla zawierają z reguły mniejszą ilość metali ciężkich niż komunalne osady
ściekowe. Natomiast stosując umiarkowane dawki komunalnych osadów ściekowych lub
kompostów wyprodukowanych z ich udziałem, nie zwiększa zawartości metali ciężkich w
glebie nawet po długotrwałym stosowaniu, a jednocześnie poprawia się ich właściwości
chemiczne.
W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że komposty z komunalnego osadu
ściekowego pod względem składu chemicznego oraz właściwości sanitarno-higienicznych
można zaliczyć do grupy nawozów organicznych, a wysokowapniowy popiół z węgla
brunatnego do grupy nawozów odkwaszających glebę. Współdziałanie kompostu z
wysokowapniowym popiołem z węgla brunatnego zwłaszcza stosowanego co roku
zwiększyło wartość opałową roślin przeznaczonych na cele energetyczne. Prezentowane
systemy nawożenia nie miały ujemnego wpływu na skład chemiczny roślin oraz wskaźniki
żyzności gleby. Powodując zwiększenie wartości pHKCL gleby mogą prowadzić do
zwiększenia jej aktywności biologicznej, zwiększenia zawartości niektórych form
makroskładników
przyswajalnych
dla
roślin
oraz
zmniejszenia
zawartości
form
rozpuszczalnych (łatwo przyswajalnych dla roślin) niektórych metali ciężkich (mangan, cynk,
kadm, ołów, nikiel). Badania wskazały, że zastosowane systemy nawożenia nie miały
ujemnego oddziaływania na środowisko. Stosując system nawożenia wysokowapniowym
popiołem z węgla brunatnego nie można pominąć dodatkowego stosowania nawozów
mineralnych. Wielkość ich dawek należy określić na podstawie zasobności gleb w składniki
pokarmowe, wartość pH oraz potrzeb pokarmowych roślin.
Reasumując uważam, że przedstawione cele we wniosku udało się osiągnąć ustalając,
że odpady organiczne przetworzone na komposty oraz odpady paleniskowe mogą być
stosowane w uprawie roślin, a w szczególności przeznaczonych na cele energetyczne przy
niskich nakładach finansowych z jednoczesnym zmniejszeniem ich składowania na
wysypiskach. Wprowadzając omawiane odpady komunalne i przemysłowe lub komposty
17
wyprodukowane z ich udziałem do gleb można poprawić bilans substancji organicznej oraz
zwiększyć zawartość składników pokarmowych dla roślin w środowisku. Zmiany odczynu
wpływają na uruchomienie lub retrogradację w glebie wielu składników pokarmowych
potrzebnych roślinom. Stwierdzono, że rośliny przeznaczone na odnawialne źródła energii
mogą redukować w środowisku glebowym wiele zanieczyszczeń poprzez ich pobranie.
Następuje redukcja zanieczyszczeń przechodzących do atmosfery oraz wód gruntowych i
powierzchniowych. W efekcie końcowym działania takie doprowadzają do zmniejszenia
ilości wytwarzanych odpadów deponowanych na składowiskach.
Uzyskane wyniki mogą mieć szerokie zastosowanie w praktyce ponieważ, miskant
cukrowy jak i ślazowiec pensylwański jako wieloletnie rośliny energetyczne przy ustaleniu
odpowiedniego systemu nawożenia z wykorzystaniem odpadów mogą być uprawiane na
glebach bardzo kwaśnych i kwaśnych, a także chemicznie zdegradowanych.
Bibliografia
1. Baran S., Wójcikowska-Kapusta A., Oleszczuk P., Żurawska G., Baranowska E., Marciniak M.
,2005. Changes of pollutant content Turing sewage sludge composting process. Part I., Total
polycyclic aromatic hydrocarbonus content. Chemia i Inżynieria Ekologiczna A 12(1-2):19-25.
2. Baran S., 2004. Sewage sludge in agro-ecological economy. Zesz. Prob. Post. Nauk Rol. 499,
15-20.
3. Borkowska H., Styk B., 2006. Ślazowiec pensylwański. Uprawa i wykorzystanie. Wyd. AR
Lublin SS:68.
4. Cai Q.Y., Mo C.-H., Wu Q.-T., Zeng Q.-Y. & Katsoyiannis A. (2007). Contentration
andspeciation of heavy metals in six different sewage sludge-composts. J. Hazard Mat.
147:1063-1072. DOI. 10.1016/j.jhazmet.2007.01.142.
5. Ciećko Z., Nowak G., Lisowski J., 1993. Właściwości fizyczno-chemiczne gleby w warunkach
stosowania popiołu z węgla kamiennego. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 409:97-102.
6. Czekała J., 2008. Właściwości chemiczne kompostu wytworzonego z komunalnego osadu
ściekowego i różnych bioodpadów. Jour. of research and applications in agricultural
engineering, 53(3):35-41.
7. Czyżyk F., Kozdraś M., 2004. Changes in carbon, nitrogen and phosphorus in sandy soil
fertilized with compost from rural sewage sludge. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 499:47-53.
8. Filipek T., 2006. Chemia rolna. Podstawy teoretyczne i analityczne. Wyd. AR Lublin, ss. 282.
9. Gondek K., 2006. The content of various forms of heavy metals in sewage sludge and
composts. Acta Agrophys. 8(4):825-838.
10. He M., Tlan G. & Liang X.(2009). Phytotoxicity and speciation of copper, zinc and lead during
the aerobics composting of savage sludge. J. Hazard. Mater. 163:671-677.
DOI.10.1016/j.jhazmat.2008.07.01.
11. Iżewska A., 2009. Przydatność kompostów z komunalnego osadu ściekowego do nawożenia
miskantusa cukrowego trawy Miscanthus sacchariflorus (Maxim.) Hack). Monografia Wyd.
ZUT w Szczecinie ss: 108.
12. Kabata-Pendias A., 2004. Soil-plant transfer of trace elements – an environment issue.
Geoderma 12: 143-149.
13. Kruger R.A., 2003. Efektywne zagospodarowanie popiołów lotnych w Południowej Afryce.
Mat. X Międzyn. Konf. ,, Popioły z energetyki” W-wa 14-17 XI 2003: 53-70.
18
14. Kwiatkowska B., Cierpiszewski R., Domka F., 2006.Wpływ kwaśnych opadów
atmosferycznych na teksturę popiołów lotnych oraz biodostępnych metali. Ekol. Tech., 14, 2:
53-58.
15. Kuś J., Matyka M., 2010. Wybrane elementy agrotechniki roślin uprawianych na cele
energetyczne. Nowoczesne technologie pozyskiwania i energetycznego wykorzystania
biomasy. Instytut Energetyki: 101-120.
16. Łabętowicz J., Stępień W., 2010. Nawożenie roślin energetycznych (wierzba, miskant,
ślazowiec). Nowoczesne technologie pozyskiwania i energetycznego wykorzystania biomasy.
Instytut Energetyki: 89-100.
17. Maćkowiak Cz., 2001. Wartość nawozowa osadów ściekowych. Inż. Ekol. (3): 135-145.
18. Marttinen S.K., Hanninen K., Rintala J.A., 2004. Removal to DEHP in compost and aeration of
sewage sludge. Chemosphere 54: 265-272. DOI: 10.1016/S0045-6535(03)00661-1.
19. Meller E., Niedźwiedzki E., Meller E., 1999. Właściwości popiołów ze spalania w Elektrowni
„Dolna Odra” zgromadzonych na składowisku przyzakładowym. Fol. Univ. Stetinensis 2001,
Agricultura 78:167-178.
20. Nair A., Juwarkar A., Devotta S., 2008. Study of speciation of metals in an industrial sludge
and evaluation of metal chelators for their removal. J. Hazard. Mater. 152:545-553.
21. Randal S.S., Bruce R.J., 1991. Zinc sorption by horizon soil as a function of pH. Soil. Sci. Soc.
Am. J., 55:1592-1597.
22. Rocznik Statystyczny Rzeczpospolitej Polski 2011. GUS Warszawa.
23. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 18 czerwca 2008 r. w sprawie
wykonywania niektórych przepisów ustawy o nawozach i nawożeniu. DzU z dnia 2 lipca 2008
r. nr 119, poz.765.
24. Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie komunalnych osadów ściekowych
Dz.U.10.137.924.
25. Selivanovskaya S.Yu., Latypova V.Z., 2006. Effect of composted sewage sludge on microbial
biomass, activity and pine seedlings in nursery forest. Waste Management, 26:1253-1258.
DOI. 10.1016/j.wasman.2005.09.018.
26. Stankowski S., Gibczyńska M., Bielińska E.J., Szczygielski T., Kanafek J., 2006. Popioły z
energetyki – ocena przydatności do celów nawozowych. Wyd. UPS, Puławy:7-35.
27. Stankowski S., Krzywy E., 2004. Zawartość głównych składników pokarmowych dla roślin i
metali ciężkich w nadkładach i podkładach modelu rekultywacyjnego składającego się z
popiołu z węgla kamiennego oraz komunalnych osadów ściekowych. Cz. I. Zawartość
głównych składników pokarmowych dla roślin. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 499: 315-323
28. Stanisławska–Glubiak E., Korzeniowska J., 2007. Ocena stanu odżywiania roślin. Oddział
Krakowski Polskiego Towarzystwa Inżynierii Ekologicznej, Stacja Chemiczno Rolnicza, 5-21.
29. Wysokiński A., Kalembasa S., 2006. Wpływ kompostów z osadów ściekowych z tlenkiem
wapnia i popiołem z węgla brunatnego oraz zawartość wapnia i magnezu w roślinach. Zesz.
Prob. Post. Nauk Rol. 512:659-667.
30. Yoshiaki S., Kazuo H., 2003. Aktualny stan skutecznego wykorzystania popiołu z węgla w
Japonii. Mat. X Międzyn. Konf., ,,Popioły z energetyki” W-wa ,14-17 XI:71-86.
19
3.
OMÓWIENIE POZOSTAŁYCH OSIĄGNIĘĆ NAUKOWO-BADAWCZYCH
Główne kierunki prowadzonych badań:
1. Badania nad możliwością wykorzystania do celów nawozowych odpadów
komunalnych i przemysłowych oraz ich wpływ na wielkość i jakość plonów roślin z
uwzględnieniem stopnia kumulowania w nich metali ciężkich.
2. Oddziaływanie
nawozów
mineralnych,
odpadów
oraz
kompostów
wyprodukowanych z udziałem osadów ściekowych na kształtowanie żyzności gleb.
3. Możliwość produkcji kompostów z komunalnych osadów ściekowych i ich nawozowe
wykorzystanie oraz oddziaływanie na środowisko.
4. Wpływ emisji zanieczyszczeń z emitorów zakładów przemysłowych na środowisko
(zawartość metali ciężkich w glebach oraz wodach opadowych).
5. Produkcja mieszanek nawozowych i granulatów organiczno-mineralnych z
odpadów poprodukcyjnych oraz ich wpływ na jakość plonów roślin i żyzność gleb.
3.1. Badania nad możliwością wykorzystania do celów nawozowych odpadów
komunalnych i przemysłowych oraz ich wpływ na wielkość i jakość plonów roślin z
oceną kumulowania w nich metali ciężkich
Brałam udział w badaniach nad możliwością wykorzystania FeSO4∙7H2O do celów
nawozowych oraz dokarmiania dolistnego roślin. Wyniki tych badań zamieszczono i
opublikowano w pracach (1.1A, 1.2A, 1.8A, 1.9A).
Przeprowadzone badania dotyczyły doświadczeń wazonowych, w których określono
wpływ zróżnicowanych dawek FeSO4∙7H2O stosowanego z wieloskładnikowymi nawozami
mineralnymi na wielkość plonu oraz niektóre cechy jakościowe roślin testowych.
Rezultaty przeprowadzonych badań pozwalają na stwierdzenie, że FeSO4∙7H2O nie
miał istotnego wpływu na wzrost plonów roślin testowych, ale przyczynił się do wzrostu
zawartości ogólnej N, S i Fe we wszystkich roślinach. Jednocześnie wieloletnie
doświadczenia wykazały, że stosowany odpad nie wpływał ujemnie na zawartość oraz
pobieranie przez rośliny testowe P, K, Ca i Mg. Można stwierdzić, że FeSO4∙7H2O nie
uwstecznia ani nie hamuje pobierania tych składników pokarmowych przez roślinę.
Stwierdzono również, że na obiektach nawożonych odpadem poprodukcyjnym FeSO4∙7H2O
zmniejszyła się zawartość Cd, Ni, Pb i Mn w testowanych roślinach. Nasuwa się wniosek, że
odpad ten ogranicza pobranie niektórych metali ciężkich przez rośliny.
20
Kolejnym etapem badań w których brałam udział było stosowanie FeSO4∙7H2O w
formie roztworu wodnego w doświadczeniu polowym. Osiągnięte rezultaty badań wskazały,
że dokarmianie dolistne wodnym roztworem FeSO4∙7H2O bez i z dodatkiem mocznika na
przeważającej większości obiektów doświadczenia spowodowało zwiększenie plonów roślin
testowych oraz zawartości w nich S, Fe i N. Wyższe efekty w plonach roślin uzyskano po
dodaniu do roztworu wodnego FeSO4∙7H2O mocznika. Najwyższe efekty uzyskano stosując II
i III poziom (5,0 i 7,5% stężenia FeSO∙47H2O) dokarmiania dolistnego roślin FeSO4∙7H2O.
W doświadczeniach polowych stwierdzono, że dolistne dokarmianie wodnym
roztworem FeSO4∙7H2O zwiększyło plon bulw ziemniaka, ziarna zbóż jarych oraz nasion
rzepaku jarego. Wprowadzenie do wodnego roztworu mocznika FeSO 4∙7H2O zwiększyło
plony badanych roślin, w porównaniu z obiektem ze standardowym nawożeniem mineralnym
wodnym roztworem mocznika.
W wyniku przeprowadzonych badań, stwierdzono, FeSO4∙7H2O jako produkt
odpadowy przy wytwarzaniu ditlenku tytanu zarówno w formie stałej (konsystencja pylista),
jak i w płynnej, przyczynił się, w większości obiektów do zwiększenia plonów roślin oraz
dostarczenia im składników pokarmowych między innymi N, S i Fe. Wykorzystanie
FeSO4∙7H2O aktualnie w nawożeniu roślin ma duże znaczenie ze względu na niedobory siarki
w glebach.
Brałam udział w badaniach które dotyczyły produkcji kompostów z udziałem
komunalnego osadu ściekowego oraz przetestowaniu ich w doświadczeniu wegetacyjnym z
rzepakiem jarym. W wyniku bezpośredniego działania kompostów uzyskano zwyżki plonów
nasion rzepaku jarego wynoszące od 29 do 50%, w porównaniu z obiektem kontrolnym. Nie
stwierdzono zwiększenia zawartości makroskładników oraz metali ciężkich w nasionach i
słomie rzepaku. Rezultaty badań opublikowano w pracach 1.8B, 1.9B, 1.13B.
Uczestniczyłam w realizacji doświadczenia wegetacyjno-wazonowego, które miało
określić wpływu kompostów wyprodukowanych z udziałem komunalnego osadu ściekowego
i komponentów strukturotwórczych
na zawartość metali ciężkich i makroskładników w
życicy trwałej. W porównaniu z obiektem kontrolnym, większe efekty plonotwórcze
uzyskano na obiektach z kompostami z 70% udziałem osadu ściekowego i 30% dodatkiem
komponentów strukturotwórczych, niż na obiektach z kompostami, w których osad ściekowy
i wycierka ziemniaczana stanowiły po 35% s.m. oraz 30% komponenty strukturotwórcze.
Wszystkie wyprodukowane komposty, w porównaniu z kontrolą, zwiększyły w życicy trwałej
zawartość mikroskładników, w tym również metali ciężkich (poza cynkiem), nie powodując
21
zmniejszenia jej wartości paszowej. Rezultatem przeprowadzonych badań są prace 1.3B,
1.14B-1.15B.
Następne badania, w których byłam wykonawcą realizowano w ramach projektu
badawczego finansowanego przez KBN nr 3PO6S00324. Realizując założenia badań
przeprowadzono doświadczenia, które miały na celu określenie wpływu wyprodukowanych
kompostów z komunalnego osadu ściekowego na wielkość i niektóre cechy jakościowe
plonów rzepaku jarego i pszenżyta jarego. Stwierdzono, że komposty z wycierki
ziemniaczanej (30%) i komunalnego osadu ściekowego (30%) wpłynęły na zwiększenie
zawartości Cd, Cu, Mn, Ni, Pb i Zn w nasionach i słomie rzepaku oraz ziarnie i słomie
pszenżyta, w porównaniu z kompostami z 60% udziałem wycierki ziemniaczanej i kontrolą.
Uzupełniające nawożenie mineralne zastosowane na tle kompostów, nie miało dużego
wpływu na kształtowanie zawartości metali ciężkich w badanych roślinach. Wprowadzenie
podwojonych dawek kompostów i nawożenia mineralnego w niewielkim stopniu wpłynęło na
zwiększenie zawartości metali ciężkich w badanych roślinach. Więcej tych pierwiastków
zawierały rośliny nawożone kompostem z 30% udziałem wycierki ziemniaczanej i 30%
komunalnego osadu ściekowego w porównaniu z kompostem z 60% udziałem wycierki
ziemniaczanej. Rezultaty badań opublikowano w pracach 1.6B- 1.8B, 1.11, 1.12, 1.16, 1.17.
Oddziaływanie
nawozów
mineralnych,
odpadów
oraz
kompostów
wyprodukowanych z udziałem osadów ściekowych na kształtowanie żyzności gleb
3.2.
Przeprowadzone w latach 2006-2007 badania w których brałam udział miały na celu
określenie wpływu wieloskładnikowych nawozów mineralnych stosowanych z dodatkiem
mocznika na właściwości chemiczne gleby oraz niektóre cechy jakościowe miskanta
cukrowego. Doświadczenie wegetacyjno-wazonowe przeprowadzono na glebie brunatnej
niecałkowitej o składzie granulometrycznym piasku gliniastego lekkiego (gleba lekka,
kompleksu IVa, żytniego bardzo dobrego). W schemacie badań ujęto jako czynnik I działanie
wieloskładnikowych nawozów mineralnych, a czynnikiem II były dawki nawozów.
Rezultaty badań opublikowano w pracy 1.27B, wskazują, że wieloskładnikowe nawozy
mineralne oraz mocznik zmniejszyły wartość pHKCl w glebie, nieznacznie zwiększyły
zawartość azotu, fosforu i potasu. Nie miały wpływu na kształtowanie zawartości wapnia,
magnezu, siarki, kadmu, miedzi, manganu, niklu, ołowiu i cynku. Pojedyncze dawki
wieloskładnikowych nawozów mineralnych zwiększyły zawartość form przyswajalnych dla
roślin fosforu i potasu w glebie w porównaniu z danymi sprzed założenia doświadczenia i
22
kontrolą.
Podwojenie
dawek
nawozów
mineralnych
zwiększyło
zawartość
form
przyswajalnych fosforu i potasu w glebie w porównaniu z dawkami pojedynczymi.
Stwierdzono, że nawozy mineralne z dodatkiem mocznika istotnie zwiększyły plon słomy
miskanta cukrowego w porównaniu z kontrolą (1.19B). Średnio pod wpływem pojedynczych
dawek wieloskładnikowych nawozów mineralnych zwiększyła się w porównaniu z kontrolą
zawartość makroskładników w słomie miskanta cukrowego.
Kolejne badania dotyczyły zagospodarowania przyrodniczego popiołów z węgla
kamiennego. Rezultatem tych badań są publikacje 1.16B i 5.2.
W ramach eksperymentu wykonano „model rekultywacyjny” składający się z dwóch
warstw (nadkład i podkład). Poszczególne warstwy modelu miały miąższość po 40 cm. Do
budowy modelu użyto głównie popiołu z węgla kamiennego, osad ściekowy oraz
wyprodukowane z nich komposty. Uzyskane rezultaty badań wskazały, że nadkłady zawierały
więcej N, P, Mg, Ca i S aniżeli podkłady. Podkłady składające się z popiołu bez i z udziałem
nawozów mineralnych (N, P, K) zawierały więcej K aniżeli nadkłady, w których głównymi
komponentami był osad ściekowy bądź sporządzone z niego komposty. Jest to związane z
wyraźnie mniejszą zawartością potasu w komunalnym osadzie ściekowym, w porównaniu z
popiołem z węgla kamiennego. Średnio najmniej form przyswajalnych dla roślin P i Mg
zawierał nadkład składający się z torfu i popiołu z węgla kamiennego. Najwięcej form
przyswajalnych tych pierwiastków zawierały nadkłady, w których składzie rzeczowym były
osady ściekowe bądź sporządzone z nich komposty. Zjawisko to wiąże się z występowaniem
procesu mineralizacji związków organicznych oraz przejściem z form trudno rozpuszczalnych
do form łatwiej przyswajalnych dla roślin wymienionych pierwiastków. Rezultaty badań z
2005r. nie wskazują na zbyt duże przemieszczanie się makroskładników z nadkładów do
podkładów, w porównaniu z wynikami osiągniętymi w 2004 roku. Porównując rezultaty
badań z tych lat można stwierdzić, że w niewielkim stopniu zmniejszyła się zawartość
makroskładników w nadkładach w 2005 r., w porównaniu z 2004 r. Zjawisko to
spowodowane było pobraniem tych pierwiastków przez rośliny. Zawartość K i Mg wskazuje,
że niewielka ilość tych pierwiastków mogła zostać wypłukana z nadkładów do podkładów.
Zawartość form rozpuszczalnych w 1 M HCl Cd i Cu w nadkładach i podkładach na
przestrzeni roku nie uległa większym zmianom. Natomiast w ciągu tego okresu zwiększyła
się zawartość form rozpuszczalnych w 1 M HCl Mn, Ni, Pb i Zn w nadkładach oraz w
mniejszym stopniu w podkładach modelu rekultywacyjnego. Takie wyniki mogą być
spowodowane zmianą odczynu nadkładów i podkładów. Uzyskane wyniki eksperymentu
wskazują na możliwość prowadzenia rekultywacji gleb i gruntów zdegradowanych przy
23
pomocy mieszanek z popiołów z węgla kamiennego oraz osadów ściekowych i
wyprodukowanych z nich udziałem kompostów.
Brałam udział w doświadczeniu wegetacyjno-wazonowym, którego celem było
określenie współdziałania nawożenia organicznego z wybranymi wieloskładnikowymi
nawozami mineralnymi w kształtowaniu niektórych cech jakościowych życicy trwałej.
Zwiększenie zawartości N, P i K w roślinie testowej na obiekcie kontrolnym z kompostem
nie przekroczyło wartości, które osiągnięto w serii doświadczenia z nawozami mineralnymi
bez kompostu. Uzyskane rezultaty wiążą się z ilością wprowadzonych do materiału
glebowego składników pokarmowych w postaci kompostu z komunalnego osadu ściekowego
i nawozów mineralnych. Kompost istotnie zwiększył pobranie azotu, fosforu i potasu przez
roślinę testową w porównaniu z serią doświadczenia, w której nie był on stosowany (1.50B).
W latach 2005-2010 kierowałam badaniami które miały na celu określenie wpływu
nawożenia roślin substancją czynną PRP Sol i kompostem z komunalnego osadu ściekowego
na wielkość i jakość plonów roślin, aktywność enzymatyczną oraz żyzność gleb. Rezultaty
badań zostały opublikowane w pracach 1.30B, 1.35B, 1.37-1.38B, 1.41-1.42B, 1.58B.
Jednocześnie zostały spełnione zalecenia Unii Europejskiej o zwiększonym wykorzystaniu
komunalnych osadów ściekowych do celów nawozowych. Według tych zaleceń do celów
nawozowych i rekultywacji gruntów powinno być przeznaczone około 45% komunalnych
osadów ściekowych z jednoczesną ochroną środowiska. Wybór celu badań został
sprecyzowany na podstawie sytuacji dotyczącej problemów nawozowych wiążących się z
ochroną i kształtowaniem środowiska w Polsce oraz uprzednio przeprowadzonych badań.
Kolejne badania dotyczyły określenia wpływu kompostów z komunalnego osadu
ściekowego na właściwości chemiczne gleb lekkich. Przeprowadzone badania finansowane
były przez KBN w ramach projektu badawczego nr 0149/PO6/2000/18.
Wyniki badań wskazują, że po wprowadzeniu kompostów wyprodukowanych z
udziałem osadu ściekowego w glebach lekkich następował wzrost zawartości węgla
organicznego oraz w niewielkim stopniu azotu i fosforu. Stwierdzono również, że w trakcie
prowadzonych badań zawartość K, Ca, Mg, S, Cd, Cu, Ni, Pb i Zn nie uległa zmianie w
glebie lekkiej po zastosowaniu kompostu niezależnie od rodzaju wprowadzanych do masy
kompostowej komponentów strukturotwórczych (słoma lub trociny). Komposty z osadów
ściekowych przyczyniły się do wzrostu zawartości form przyswajalnych dla roślin fosforu i
magnezu w glebie, w porównaniu z obiektami nie nawożonymi (1.7A, 1.8B, 1.31B, 3.1).
Następny eksperyment w którym brałam udział dotyczył określenia wpływu
kompostów z komunalnego osadu ściekowego i wycierki ziemniaczanej na niektóre
24
wskaźniki żyzności gleby. Komposty z 70% udziałem osadu ściekowego i 30% dodatkiem
słomy lub trocin zwiększyły wartość pH, zawartość makroskładników i mikroskładników w
glebie w porównaniu z kompostem z udziałem 35% osadu ściekowego, 35% wycierki
ziemniaczanej oraz 30% dodatkiem słomy lub trocin. Czas inkubacji gleby z kompostami
decydował o zmianach wartości węgla organicznego, azotu ogólnego i mineralnego w glebie.
Czas inkubacji gleby z kompostami decydował przede wszystkim o zmianach zawartości
węgla organicznego, azotu ogólnego i mineralnego w glebie. Zmniejszenie zawartości węgla
organicznego, w porównaniu do zawartości oznaczonej po 30 dniach inkubacji, nastąpiło po
90 dniach zaś azotu ogólnego już po 60 dniach inkubacji. Zawartość N-NH4 i N-NO3 przez
cały okres inkubacji gleby zwiększała się co świadczyło o dojrzewaniu masy kompostowej
(1.10B, 3.5, 3.6).
Kolejne przeprowadzone badania z moim udziałem dowiodły, że wprowadzone do
gleb kompostów z komunalnego osadu ściekowego spowodowało wzrost zawartości węgla
organicznego, azotu i fosforu. W niewielkim stopniu zwiększyła się na zawartość pozostałych
makroskładników oraz metali ciężkich w glebie nawożonej kompostem. W wyniku
uzyskanych rezultatów badań stwierdzono, że na obiektach nawożonych kompostem z
udziałem osadu ściekowego nastąpiło istotne obniżenie zawartości przyswajalnego dla roślin
potasu w glebie. Dlatego należy pamiętać o konieczności uzupełniającego nawożenia w
postaci mineralnych nawozów potasowych. Stwierdzono również, że po wprowadzeniu do
gleb osadów ściekowych lub wyprodukowanych z ich udziałem kompostów w glebie wzrosła
aktywność enzymatyczna ureazy, fosfatazy i dehydrogenazy. Rezultaty badań opublikowano
w pracach oznaczonych numerami 1.5B, 1.15B, 3.7.
W latach 2006, 2009 i 2011 roku przeprowadziłam badania których celem była ocena
składu odpadu poprodukcyjnego z Zakładów Żywych Przynęt Wędkarskich w Karpinie
gmina Police oraz gleb, na których ten odpad zastosowano.
Odpad poprodukcyjny powstał w wyniku hodowli na nim żywej przynęty dla ryb. Są
to robaki białe i czerwone. W wyniku przeprowadzenia analizy organoleptycznej
stwierdzono, ze w skład omawianego odpadu wchodzi m.in. pierze, skorupki ptactwa,
zmielone kości, ości, skóry z patroszonych ryb i ich wnętrzności, łuska rybia itp.
W ramach przeprowadzonych badań odpadu poprodukcyjnego, który był składowany
w silosach, stwierdzono, że posiada on odczyn alkaliczny, nie zawiera nadmiernych ilości
metali ciężkich i jest zasobny w N, P, Mg i Ca. Zawartość węgla organicznego wskazuje, że
wraz z odpadem wprowadza się do gleby materię organiczną. Zawartość N i P w odpadzie
była większa, aniżeli K. Średni stosunek N:P:K wyniósł 1,0:0,39:0,13. Badany odpad
25
zawierał więcej form przyswajalnych P niż K i Mg. Z badań wynika, że odpad ten można
używać do celów nawozowych na większości gleb zwłaszcza na glebach lekkich i
zakwaszonych bez obawy skażenia środowiska i gleb.
3.3.
Możliwość produkcji kompostów z komunalnych osadów ściekowych i ich
nawozowe wykorzystanie oraz oddziaływanie na środowisko
Od 1999 roku biorę udział w badaniach nad metodami produkcji kompostów z
udziałem komunalnych osadów ściekowych wyprodukowanych z udziałem różnych
komponentów strukturotwórczych.
Podjęta tematyka badawcza związana była z sytuacją nawozową jaką wówczas
zaobserwowano w rolnictwie. W latach 1991-2007 nastąpił w Polsce duży spadek pogłowia
zwierząt gospodarskich, co przełożyło się na ilość produkowanych i stosowanych nawozów
naturalnych. Ograniczenie poziomu nawożenia organicznego i mineralnego może prowadzić
do zmniejszenia żyzności gleb, a w dalszej kolejności ich urodzajności. Biorąc pod uwagę te
aspekty rozpoczęto poszukiwania nowych, tańszych, a jednocześnie bezpiecznych dla
środowiska źródeł dostarczających glebie substancji organicznej i składników pokarmowych
dla roślin. Jednym z tych źródeł mogą być komunalne osady ściekowe. Jednak wykorzystanie
ich może być ograniczone ze względu na obecność metali ciężkich oraz skażenie
mikrobiologiczne.
Zagospodarowanie komunalnych osadów ściekowych w celu produkcji kompostów,
obniża nakłady pieniężne na utylizację termiczną lub deponowanie ich na składowiskach oraz
zmniejsza zanieczyszczenie otaczającego nas środowiska. Biorąc pod uwagę wyżej
wymienione argumenty podjęto badania nad możliwością wykorzystania komunalnych
osadów ściekowych do produkcji kompostów z dodatkiem różnych komponentów
strukturotwórczych.
Badania, które przeprowadzono, pozwoliły określić przemiany zachodzące w
kompostach z komunalnego osadu ściekowego w trakcie od sześciu do trzynastomiesięcznego
okresu rozkładu. Do badań wykorzystano osady pochodzące z oczyszczalni biologicznomechanicznych z Nowogardu, Łobza i Stargardu Szczecińskiego. Kierowano się stopniem
zaludnienia i uprzemysłowieniem w wyżej wymienionych miejscowościach. Komponenty
strukturotwórcze, które zostały wykorzystane przy produkcji kompostów to między innymi:
odpady z zieleni miejskiej, słoma żytnia lub pszenna, trociny z drzew iglastych lub kora
sosnowa w ilości od 15 do 35% suchej masy w stosunku do masy osadu ściekowego.
26
Wyprodukowane komposty, z udziałem komunalnego osadu ściekowego i z różnymi
materiałami organicznymi, nie zawierały nadmiernych ilości metali ciężkich, których
dopuszczalną zawartość określa Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi
(Dz.U.08.119.765). Wyniki niektórych badań zostały opublikowane w pracach 1.3A, 1.5A,
1.9B, 1.12B, 1.11B, 1.14B.
W związku z nadal rosnącymi problemami związanymi z zagospodarowaniem odpadów
komunalnych i przemysłowych, podjęto dalsze badania nad wykorzystaniem kompostów z
komunalnych osadów ściekowych z udziałem odpadów z zieleni miejskiej, popiołu z węgla
kamiennego i słomy żytniej. Badania prowadzono w ramach projektu badawczego
finansowanego przez KBN nr 5PO6H04519.
Sporządzono
siedem
rodzajów
kompostów
z
komunalnego
osadu
ściekowego
pochodzącego z oczyszczalni ścieków ze Stargardu Szczecińskiego. Wyprodukowany
kompost zawierał 70% osadu ściekowego i 30% różnych komponentów strukturotwórczych w
przeliczeniu na suchą masę. Z przeprowadzonych badań wynika, że po 7 miesiącach rozkładu
masy kompostowej nastąpiło zwiększenie pH, zawartości suchej masy oraz azotu amonowego
i azotanowego(V). Obniżyła się natomiast ogólna zawartość azotu szczególnie w kompostach
z 15, 20 i 30% udziałem słomy żytniej. Zawartość potasu w wyprodukowanych kompostach
w stosunku do azotu i fosforu, była mała (1.17B).
Kontynuując badania nad możliwością zagospodarowania osadów ściekowych sporządzono
komposty z komunalnego osadu ściekowego pochodzącego z komunalnej oczyszczalni
ścieków w Łobzie i wycierki ziemniaczanej z dodatkiem komponentów strukturotwórczych w
postaci sieczki ze słomy żytniej lub trocin z drzew iglastych. Z uzyskanych analiz
chemicznych wynika, że zawartość N i P w osadzie była wyraźnie większa aniżeli K.
Natomiast wycierka ziemniaczana stanowiąca odpad przy produkcji mączki skrobiowej z
Zakładów Przetwórstwa Ziemniaczanego ,,Nowamyl” w Łobzie zawierała więcej K w
stosunku do N i P. Rezultaty badań wskazują, że skład chemiczny kompostów był zależny od
udziału w nich poszczególnych komponentów. Najwięcej suchej masy, węgla organicznego,
N, P, Ca, Mg i S zawierały komposty z 70% udziałem osadu ściekowego i 30% dodatkiem
sieczki ze słomy żytniej bądź trocin z drzew iglastych, mniej komposty, w których 35% s.m.
zastąpiono wycierką ziemniaczaną, a najmniej komposty z 70%
udziałem wycierki
ziemniaczanej i 30% dodatkiem sieczki ze słomy lub trocin. Zawartość K w kompostach
uzależniona była od udziału wycierki ziemniaczanej i sieczki ze słomy. W czasie 6miesięcznego rozkładu kompostów największym zmianom uległa wartość pH kompostów
oraz zawartość suchej masy, węgla organicznego, azotu ogólnego i amonowego. Stwierdzono
27
również, że po 180 dniach rozkładu wszystkie komposty charakteryzowały się wyższym
pHH2O niż w chwili ich sporządzenia. Nastąpił ubytek suchej masy, który wahał się od 15,3 do
40,2%, węgla organicznego od 3,9 do 7,1%, azotu ogólnego od 12,8 do 22,5%, a azotu
amonowego od 15,2 do 59,1%. Zawartość ogólna makroskładników popielnych i
pierwiastków śladowych nie uległa większym zmianom w czasie rozkładu kompostów.
Nastąpił natomiast dość znaczny wzrost zawartości P i K przyswajalnego oraz form Cd
rozpuszczalnego w 0,5 M HCl w kompostach. Uzyskane rezultaty badań opublikowano w
pracach oznaczonych numerami 1.1B, 1.4B, 1.6B, 1.7B, 1.17B, 1.22B, 3.2, 3.3, 3.4.
W
następnych
latach
prowadzenia
badań
zajmowałam
się
możliwością
zagospodarowania osadów ściekowych. Rezultaty badań jednoznacznie wskazują, że
komunalne osady ściekowe stanowią bogate źródło N, P, Ca i Mg, a w mniejszym stopniu K.
Rezultaty przeprowadzonych badań zostały opublikowane w pracach oznaczonych numerami
1.2B -1.3B, 1.5B, 1.9B, 1.12B, 1.22B, 1.27B-1.28B 1.34B.
W latach 2007-2008 prowadziłam badania dotyczące wpływu preparatu PRP Fix na
chemiczne zmiany i aktywność enzymatyczną w kompostach z komunalnego osadu
ściekowego w trakcie procesu rozkładu. W ramach badań zostały wyprodukowane 4
komposty bez i z udziałem PRP Fix. Przez okres 6 miesięcy rozkładu masy kompostowej w
odstępach 30 dniowych były pobierane próbki kompostów do analiz chemicznych. W wyniku
przeprowadzonych analiz stwierdzono, że substancja PRP Fix wprowadzona do kompostów z
70% udziałem komunalnego osadu ściekowego niezależnie od zastosowanych komponentów
(słoma pszenna, odpady z zieleni miejskiej) spowodowała zwiększenie aktywności
enzymatycznej dehydrogenazy, ureazy i fosfataz. W największym stopniu zwiększyła się
aktywność ureazy. Dane te wskazują, że wprowadzenie substancji PRP Fix do masy
kompostowej może przyspieszyć ich rozkład. Szybciej osiągnie się optymalny stopień
dojrzałości kompostów, umożliwiający wprowadzenie ich do gleby. Potwierdzenie
uzyskanych rezultatów badań opublikowano w pracy 1.26B.
Substancja PRP Fix dodana do kompostu z osadu ściekowego z udziałem słomy
spowodowała wzrost zawartości form przyswajalnych P, K i Mg w porównaniu z
kompostami, do których nie wprowadzono tej substancji (1.23-1.24B, 1.29B).
Uzyskane wyniki wskazują, że w miarę upływu czasu rozkładu masy kompostowej
zawartość ogólna i form rozpuszczalnych w 0,5 M HCl Cu i Zn zwiększała się, a zawartość
formy rozpuszczalnej w 0,5 M HCl Mn zmniejszyła się. Substancja czynna PRP Fix nie miała
wpływu na zmiany zawartości form rozpuszczalnych w 0,5 M HCl Cu i Zn w kompostach.
28
Komposty z osadu ściekowego z dodatkiem odpadów zieleni miejskiej zawierały więcej Cd,
Ni i Pb niż z dodatkiem słomy pszennej.
W miarę upływu czasu rozkładu masy kompostowej zawartość Cd, Ni i Pb
nieznacznie się zwiększyła, natomiast zawartościach form rozpuszczalnych w 0,5 M HCl
zmniejszyła się. Dodatek do poszczególnych kompostów substancji PRP Fix nie miał wpływu
na zróżnicowanie zawartości ogólnej i form rozpuszczalnych w 0,5 M HCl Cu, Mn, Zn, Cd,
Ni i Pb w porównaniu z kompostami bez dodatku tej substancji (1.25B).
Z wielu przeprowadzonych badań nad możliwością przyrodniczego, w tym rolniczego
zagospodarowania komunalnych osadów ściekowych do produkcji kompostów, wynika, że w
trakcie procesu kompostowania bez i z dodatkiem od 15 do 40% w przeliczeniu na suchą
masę różnych komponentów strukturotwórczych otrzymuje się nawozy organiczne o znacznej
zawartości masy organicznej, N i P.
Rezultaty badań wskazują, że użyte do eksperymentu komunalne osady ściekowe z
różnych oczyszczalni ścieków nie zawierały nadmiernych ilości metali ciężkich. Można je
wykorzystać do produkcji kompostów przeznaczonych do użyźniania gleb i nawożenia roślin.
Reasumując można stwierdzić, że wyprodukowane komposty z udziałem komunalnych
osadów ściekowych oraz innych odpadów są jednym z tańszych źródeł pozyskiwania
substancji organicznej i składników pokarmowych dla roślin.
3.4.
Wpływ emisji zanieczyszczeń z emitorów zakładów przemysłowych na
środowisko (zawartość metali ciężkich w glebach oraz wodach opadowych)
Kolejna tematyka badawcza, którą zajmuję się dotyczy oceny emisji emitorów
zakładów przemysłowych (ZCh Police SA) na wzbogacenie lub skażenie gleb składnikami
pokarmowymi dla roślin oraz niektórymi metalami ciężkimi.
Realizując założony cel badań wyznaczono wokół emitorów Zakładów Chemicznych
„Police” SA kierunki pomiarów na podstawie róży wiatrów. Na poszczególnych kierunkach
wyznaczono punkty pobierania próbek gleb.
Uzyskane rezultaty badań wskazują na oddziaływanie emitorów Zakładów
Chemicznych „Police” SA na kształtowanie zawartości składników pokarmowych dla roślin,
oraz niektórych metali ciężkich w glebach położonych wokół Zakładów.
Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że emisja zanieczyszczeń z
Zakładów Chemicznych „Police” SA nie przyczyniła się w sposób istotny do skażenia
otaczającego środowiska glebowego wokół zakładów.
29
W latach 2008 i 2009 brałam udział w badaniach nad określeniem aktualnego wpływu
emitorów Zakładów Chemicznych „Police” SA, a w latach 2009-2012 emitorów Fosfan SA
na wzbogacenie lub skażenie makroskładnikami oraz niektórymi mikroskładnikami wód z
opadów atmosferycznych.
Realizując cel badań wyznaczono punkty na kierunkach (według róży wiatrów) i
zainstalowano deszczołapy. Deszczołapy na wyznaczonych kierunkach zostały zainstalowane
w różnych odległościach. W ten sposób wody pochodzące z opadów atmosferycznych były
pobierane w 24 punktach dla ZCh Police SA i 12 punktach dla Fosfan SA. W deszczołaopach
woda pochodząca z opadów atmosferycznych była gromadzona w ciągu 30 dni, a następnie
poddano ją analizom chemicznym na obecność makro i mikroskładników. Rezultaty badań
zamieszczono w sprawozdaniach oznaczonych numerami 5.7 i 5.11.
Zawartość badanych makro i mikroskładników w wodach pochodzących z opadów
atmosferycznych w ciągu okresu badań, niezależnie od miesiąca, kierunku oraz odległości od
głównego skupiska emitorów Zakładów Chemicznych „Police” SA mieściła się w granicach
wartości podanych przez Główny Inspektorat Ochrony Środowiska. Nie wszystkie jednak
stężenia pierwiastków w wodach opadowych odpowiadały wartościom średnim. Niektóre
stężenia znacznie je przekraczały.
Biorąc pod uwagę wartości graniczne wskaźników jakości wód powierzchniowych,
wody pobrane do badań wokół Zakładów Chemicznych „Police” SA pod względem wartości
pH należy zaliczyć do klasy IV, zawartości fosforu ogólnego do klasy III, a pozostałych
pierwiastków do klasy I.
W latach 2009-2012 realizując cel badań wyznaczono wokół emitorów „Fosfan” SA
punkty w określonych odległościach od emitorów w celu pobierania prób gleby, roślin i wód
opadowych. W pobranych próbach badano zawartość fluoru i kadmu w okresie trzech lat.
W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że zawartość kadmu i fluoru w
glebach położonych wokół emitorów Fosfan SA w Szczecinie była większa od średnich
koncentracji. Nie przekroczyła jednak norm wskazujących na skażenie gleb tymi
pierwiastkami. Należy podkreślić, że w tym regionie od 1946 działa fabryka wytwarzająca
głównie
mineralne
nawozy
fosforowe,
a
od
kilkunastu
lat
mineralne
nawozy
wieloskładnikowe. W pobliżu tej fabryki do niedawna pracowała huta i cementownia. Do lat
80 XX wieku działające zakłady w tym regionie nie przywiązywały dużej wagi do problemów
ochrony środowiska i możliwości jego skażenia. Potwierdzeniem tej tezy jest największa
koncentracja kadmu i fluoru w glebach położonych na kierunku północno-zachodnim, a więc
w pobliżu nie pracującej już huty i cementowni.
30
Zawartość kadmu i fluoru w próbkach traw pobranych wokół emitorów Fosfan SA w
Szczecinie była większa od średnich wartości, ale nie przekroczyła ilości wskazujących na ich
skażenie. Najwięcej kadmu i fluoru zawierały próbki traw pobrane na kierunku północnozachodnim co związane jest to z największą ich zawartością w glebie. Z reguły najmniej
kadmu i fluoru zawierały próbki traw pobrane w najdalej wyznaczonych punktach od
emitorów. Rezultaty badań opublikowano w pracach 1.51B i 1.56B.
W pobranych próbkach wód pochodzących z opadów atmosferycznych w większości
wypadków zawartość fluoru nie przekroczyła 1,5 mg F·dm3. Z reguły więcej fluoru zawierały
próbki wód pochodzących z opadów atmosferycznych pobrane w punktach wyznaczonych
bliżej emitorów Fosfan SA w Szczecinie w porównaniu z rezultatami uzyskanymi z punktów
wyznaczonych dalej.
Według Rozporządzenia Ministra Środowiska (Dz.U.11.257.1545) zawartość kadmu
w wodach powierzchniowych nie może przekraczać od 0,45 do 1,50 µg Cd·dm3. Im więcej
wody zawierają CaCO3 tym jest większa wartość normy zawartości w nich kadmu. W
pobranych próbkach wód pochodzących z opadów atmosferycznych wokół emitorów Fosfan
SA zawartość jednostkowa wahała się w granicach od 0,17 do 0,40 µg Cd·dm3. Nie
przekraczała normy podanej w przepisach ministerialnych (Dz.U.11.257.1545). Rezultaty
badań wskazują, że zawartości kadmu w wodach pochodzących z opadów atmosferycznych
wokół emitorów Fosfan SA w Szczecinie wahały się w granicach wartości średnich.
Reasumując stwierdzono, że obecnie prowadzona produkcja nawozów mineralnych z
użyciem nowoczesnej technologii filtracji powietrza stosowanej przez Fosfan SA nie
przyczynia się do zanieczyszczenia gleb, roślin i wód kadmem i fluorem.
3.5.
Produkcja mieszanek nawozowych i granulatów organiczno-mineralnych
z odpadów poprodukcyjnych oraz ich wpływ na jakość plonów roślin i żyzność
gleb
Badania dotyczące produkcji granulatów i mieszanek nawozowych zrealizowano w
ramach projektu badawczego finansowanego przez MNiSW nr NN305 155136.
Biorąc pod uwagę aktualną sytuację nawozową w Polsce podjęto badania mające na
celu opracowanie receptur i produkcję granulatów organiczno-mineralnych z odpadów
przemysłowych i komunalnych zawierających substancję organiczną i składniki pokarmowe
dla roślin. Zwrócono szczególną uwagę na zwiększenie zawartości siarki w glebach. W
pierwszej fazie badań jako źródło siarki użyto FeSO4∙7H2O, który powstaje w procesie
wytwarzania ditlenku tytanu (bieli tytanowej). W drugiej fazie badań dodatkowo
31
wprowadzono
CaSO4∙2H2O
wieloskładnikowych
–
nawozów
fosfogips
odpad
mineralnych.
powstający
Ponadto
do
w
trakcie
wytworzenia
produkcji
granulatów
organiczno-mineralnych użyto trocin, mających duże możliwości pochłaniania wilgoci, a
między innymi roztworów wodnych zawierających azot i siarkę. Źródłem substancji
organicznej i składników pokarmowych w wytworzonych granulatach organicznomineralnych był komunalny lub przemysłowy osad ściekowy oraz trociny. Następnie
sprawdzono w doświadczeniach wegetacyjnych wpływ uzyskanych granulatów organicznomineralnych na wielkość i jakość plonów roślin oraz niektóre wskaźniki żyzności materiału
glebowego.
W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że skład chemiczny granulatów
nawozowych w dużym stopniu był uzależniony od ilości i właściwości komponentów użytych
do ich wytworzenia. Zawartości węgla organicznego oraz całkowita zawartość azotu, fosforu,
potasu oraz kadmu, miedzi, chromu, niklu, ołowiu i cynku w granulatach nawozowych
pozwala zaliczyć je do grupy nawozów organiczno-mineralnych. Wytworzone granulaty
nawozowe nadają się do wzbogacenia gleb w substancję organiczną i składniki pokarmowe
dla roślin. Zawartości makroskładników w granulatach organiczno-mineralnych wskazują, że
dodatkowo do gleb powinny być wprowadzone wieloskładnikowe nawozy mineralne najlepiej
o stosunku N:P:K wynoszącym 1:1:1. Rezultaty badań szczegółowo omówiono w pracach
1.44B, 1.46B, 1.49B, 3.8, 5.9.
W 2010 roku podjęto badania mające na celu wykorzystanie odpadów przemysłowych
do produkcji mieszanek nawozowych, a następnie przetestowanie ich w doświadczeniach
wegetacyjnych. Eksperyment ten został zrealizowany w ramach projektu badawczego
finansowanego przez NCN nr NN 305 358 739. Do badań wzięto popioły z węgla brunatnego
pochodzące z elektrociepłowni Adamów. Drugim odpadem mało znanym w gospodarce
nawozowej są przemysłowe osady ściekowe z oczyszczalni ścieków Zakładów Chemicznych
„Police” S.A. w Policach (obecnie Grupa Azotowa Tarnów). Z badań wynika, że osady
przemysłowe z oczyszczalni ścieków Zakładów Chemicznych „Police” S.A. można
wykorzystać do celów nawozowych.
W wyniku przeprowadzonych badań opracowano receptury i wytworzono z ich
udziałem 6 mieszanek nawozowych.
Wykorzystując odpady przemysłowe do produkcji
mieszanek nawozowych pozyskuje się tanie źródło substancji organicznej i składników
pokarmowych dla roślin oraz zmniejszała się możliwość skażenia środowiska. Właściwości
chemiczne i mikrobiologiczne komponentów, a następnie wytworzonych z nich mieszanek
nawozowych wskazują, że zgodnie z przepisami ministerialnymi można je zaliczyć do
32
środków wzbogacających gleby w substancję organiczną i składniki pokarmowe dla roślin.
Wartość pHH2O oraz skład chemiczny mieszanek nawozowych w dużym stopniu zależał od
wielkości udziału w nich komponentów i ich właściwości chemicznych. Mieszanki nawozowe
zawierające 40 i 30% w przeliczeniu na suchą masę popiołu z węgla brunatnego można użyć
do odkwaszenia gleb. Rezultaty badań opublikowano w pracy 1.52B.
Właściwości chemiczne mieszanek nawozowych wytworzonych z odpadów
przemysłowych wskazują na możliwość wykorzystania ich do celów nawozowych. Wyniki
uzyskanych badań opublikowano w pracy 1.53B oraz omówiono w sprawozdaniu 5.10.
Przeprowadzone doświadczenia wegetacyjne wskazują, że mieszanki nawozowe wpłynęły na
zwiększenie plonów roślin testowych oraz zawartość w nich makroskładników. Nastąpiło
polepszenie parametrów jakościowych plonów roślin. Wielkość plonów roślin oraz zawartość
w nich makroskładników w dużym stopniu była uzależniona od właściwości chemicznych i
ilości komponentów użytych do wytworzenia mieszanek nawozowych. Wzrastający udział w
mieszankach nawozowych, przemysłowego osadu ściekowego powodował, zwiększenie
zawartości azotu i fosforu w roślinach testowych. Zawartość potasu, wapnia i magnezu w
nasionach rzepaku i ziarnie pszenicy była tym większa im więcej do wytworzenia mieszanek
nawozowych użyto popiołu z węgla brunatnego. Podwojenie dawek mieszanek nawozowych
spowodowało
zwiększenie
plonów
roślin
testowych
oraz
zawartości
w
nich
makroskładników.
Reasumując można stwierdzić, że wykorzystując odpady przemysłowe (popiół z
węgla brunatnego i przemysłowy osad ściekowy) z dodatkiem sieczki słomowej lub
mieszaniny trocin z drzew iglastych i liściastych do produkcji mieszanek nawozowych
pozyskuje się tanie źródło substancji organicznej i składników pokarmowych dla roślin oraz
zmniejsza się możliwość skażenia środowiska.
Właściwości chemiczne tych mieszanek nawozowych wytworzonych z odpadów
przemysłowych (popiół z węgla brunatnego oraz osad ściekowy pochodzący z oczyszczalni
ścieków Zakładów produkujących nawozy mineralne) z dodatkiem mieszaniny trocin z drzew
iglastych i liściastych lub sieczki słomowej wskazały na możliwość wykorzystania ich do
celów nawozowych (produkcja nawozów organiczno-mineralnych). Ponadto wartość pHH2O
mieszanek nawozowych zwłaszcza z dodatkiem sieczki słomowej wskazuje, że można je
stosować na glebach bardzo kwaśnych i kwaśnych bez obawy ich dalszego zakwaszenia.
Podsumowując zrealizowane cele eksperymentu stwierdzono, że należy przeprowadzić
dalsze badania nad uzyskaniem granulatów organiczno-mineralnych o większej odporności na
uszkodzenia mechaniczne oraz o większym ciężarze jednostkowym. W badaniach można
33
zastosować
inne
komponenty
ułatwiające
granulację
(dekstryny)
oraz
nawozy
jednoskładnikowe (np. superfosfat pojedynczy pylisty oraz siarczan amonu) zwiększające
trwałość granul. Jako środka zwiększającego ciężar jednostkowy, a także zwiększającego
ilość składników pokarmowych dla roślin i odkwaszającego gleby można użyć
wysokowapniowych popiołów z węgla brunatnego.
34
3.6. Tabelaryczne podsumowanie efektów działalności naukowo-badawczej
Tabela 1. Ilościowe zestawienie dorobku publikacyjnego przed i po uzyskaniu stopnia
doktora
Przed
Po
Prace będące Całkowity
Dorobek naukowy
uzyskanie uzyskaniu przedmiotem dorobek
m stopnia stopnia
rozprawy
doktora
doktora habilitacyjnej
Oryginalne opublikowane naukowe prace
twórcze, w tym:
w czasopismach polskich i
zagranicznych z IF
3
16
5
24
w czasopismach polskich i
zagranicznych bez IF
6
40
1
47
monografie naukowe
Ogółem oryginalne opublikowane
prace twórcze
Podręczniki, rozdziały w podręcznikach
skrypty, materiały dydaktyczne
Pozostałe publikacje naukowe, w tym:
publikacje w materiałach
konferencyjnych,
9
1
57
6
1
72
-
6
-
6
1
9
-
10
-
19
-
19
-
-
1
1
-
11
-
11
10
102
7
119
doniesienia naukowe,
instrukcje
Prace nieopublikowane (sprawozdania z
projektów badawczych, ekspertyzy,
raporty z badań na rzecz podmiotów
gospodarczych)
Suma
35
Tabela 2. Punktowe zestawienie dorobku publikacyjnego przed i po uzyskaniu stopnia
doktora
Rodzaj publikacji
Oryginalne prace twórcze
opublikowane w czasopismach z
listy JCR
Oryginalne prace twórcze
opublikowane w czasopismach
spoza listy JCR
Monografie naukowe
Oryginalne prace twórcze
ogółem
Podręczniki, rozdziały w
podręcznikach, skrypty
Instrukcje, wdrożenia, patenty
Artykuły popularno-naukowe,
doniesienia naukowe, komunikaty
Prace naukowe pełnotekstowe
publikowane w materiałach
konferencyjnych zagranicznych i
ogólnopolskich
Sprawozdania, raporty,
ekspertyzy
Ogółem podręczniki, skrypty,
instrukcje, komunikaty,
doniesienia naukowe
sprawozdania
Sumaryczna liczba punktów za
całokształt
Punkty wg listy MNiSW zgodnie z rokiem wydania
Przed
Po
Prace będące Sumaryczna
doktoratem doktoracie przedmiotem
liczba
punktów i
rozprawy
IF
habilitacyjnej
27
246
333
60
(IF 9,808)
(11,694)
(IF 1,886)
24
259
5
288
51
20
525
65
20
641
-
22
-
22
-
9
-
9
2
17
-
19
-
-
-
-
2
48
-
50
53
573
65
691
Łączny IF publikacji wykorzystanych w monotematycznym cyklu = 1,886, a liczba
punktów wg punktacji MNiSW zgodnie z rokiem wydania = 65 pkt.
Liczba punktów uzyskana przed uzyskaniem stopnia doktora – 53 pkt.
Liczba punktów po uzyskaniu stopnia doktora - 573 pkt.
Ogólna liczba punktów uzyskana przed i po uzyskaniu stopnia doktora – 626 pkt.
Ogólna liczba punktów za całokształt łącznie z pracami będącymi przedmiotem rozprawy
habilitacyjnej – 691 pkt.
Sumaryczny Impact Factor dorobku publikacyjnego przed i po uzyskaniu stopnia doktora
z wyłączeniem prac będącymi przedmiotem rozprawy habilitacyjnej wynosi IF 9,808.
Liczba cytowań (bez autocytowań) publikacji według bazy Web of Science – 13
Indeks Hirscha opublikowanych publikacji wg bazy Web of Science wynosi H=3
36
Efektem zrealizowanych prac badawczych, w których byłam wykonawcą lub które
były prowadzone pod moim kierownictwem, jest 119 opracowań naukowych w tym 102 po
ostatnim awansie naukowym. Wśród nich znajduje się 72 oryginalnych prac twórczych. Są to
publikacje w czasopismach zagranicznych i krajowych publikowane w języku obcym z IF
(24) i w czasopismach recenzowanych publikujących w językach: polskim i angielskim (48).
Oryginalne prace, których jestem autorką (15 prac samodzielnych) lub współautorką, zostały
opublikowane w następujących czasopismach: Polish Journal Environmental Studies, Polish
Journal of Chemical Technology, Journal of Elementology, Journal of Applied Botany and
Food Quality, Ecological Chemistry and Engineerring S, Przemysł Chemiczny, Chemistry for
agriculture, Ecological Chemistry and Engineerring A, Chemik-Nauka–Technika-Rynek,
Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, Fertilizers and fertilization, Folia
Pomeranae Universitatis Technologiae Stetinensis, Woda, Środowisko-Obszary Wiejskie,
Inżynieria Ekologiczna, Roczniki Gleboznawcze, Journal of Ecological Engineering,
Environmental Sci Pollut Res.
3.7. Udział w projektach badawczych
Brałam udział w realizacji 12 projektów badawczych krajowych finansowanych przez
Komitet Badań Naukowych, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Narodowe
Centrum Badań i Rozwoju i Narodowe Centrum Nauki. Byłam kierownikiem 2 projektów
badawczych, a w 10 wykonawcą lub współwykonawcą. Tytuły, numery oraz lata
projektów badawczych w których były realizowane zamieszczono w załączniku nr 4.
3.8.
Nagrody za działalność naukową
a) Nagroda zespołowa naukowa JM Rektora III stopnia w 2007 roku za osiągnięcia
naukowe.
b) Nagroda zespołowa naukowa JM Rektora II stopnia w 2010 roku za osiągnięcia
uzyskane w 2009 roku.
c) Nagroda indywidualna naukowa JM Rektora III stopnia w 2012 roku za
osiągnięcia uzyskane w 2011 roku.
d) Nagroda indywidualna naukowa JM Rektora II stopnia w 2013 roku za osiągnięcia
uzyskane w 2012 roku.
e) Wyróżnienie pracy doktorskiej przez Radę Wydziału Kształtowania Środowiska i
Rolnictwa w 2006 roku.
3.9.
Wygłoszone referaty na międzynarodowych i krajowych konferencjach
Ustne prezentacje – 4
Współautorstwo ustnych prezentacji – 4
Postery – 29
37