KOMPOSTOWE UШYTKOWANIE ROеLIN NA SK£ADOWISKU

Ochrona årodowiska i ZasobÛw Naturalnych nr 28, 2005 r.
Jan Siuta
KOMPOSTOWE UØYTKOWANIE ROåLIN
NA SK£ADOWISKU ODPAD”W POSODOWYCH
W JANIKOWIE
COMPOST USE OF PLANTS GROWN ON SODA
PRODUCTION WASTE LANDFILL AT JANIKOWO
S≥owa kluczowe: sk≥adowisko odpadÛw, osady úciekowe, uprawa roúlin, kompostowanie
masy roúlinnej i osadÛw úciekowych.
Keywords: soda production waste landfill, sewage sludge, plant cultivation, composting of
plant biomass and sewage sludge.
For an exploited portion of the soda production waste landfill site at Janikowo
(108.6 ha) a scheme was elaborated for introducing vegetation cover with the use of
sewage sludge for ground conditioning. Stocking of plant biomass and composting was
also planned. Land reclamation and biomass composting have been done by the landfill owner since the year 2000. Study on the quality of waste applied, plant and compost chemical composition and on the reclaimed ground properties was initiated by
the Institute of Environmental Protection (the author of the project) in the year 2004
(Tables 1ñ 4).
The application of sewage sludge contributes to luxuriant growth of grass and herb
plants. The mineral composition of such plants does not vary greatly from that of plants
growing in urban areas. At the same time it does meet the requirements for a raw material to produce a high quality compost. The quality of compost produced from plant
mass and sewage sludge containing excessive amounts of chromium does not qualify
for agricultural application. Co-composting of that waste together with plant mass shall
be abandoned and compost shall be produced using plant mass alone or with the addition other organic waste.
61
Jan Siuta
1. WPROWADZENIE
Zastosowanie osadÛw úciekowych powoduje intensywny wzrost roúlinnoúci
trawiastej i zielnej. Sk≥ad mineralny roúlin nie odbiega w sposÛb istotny od ich
sk≥adu na terenach zurbanizowanych. Spe≥nia ca≥kowicie wymogi surowca do
produkcji wysokiej jakoúci kompostu. Kompost wyprodukowany z masy roúlinnej i osadu zawierajπcego nadmierne iloúci chromu, nie kwalifikuje siÍ do rolniczego stosowania. Naleøy produkowaÊ kompost z samej masy roúlinnej lub razem z innymi odpadami organicznymi.
Opracowano projekt ukszta≥towania szaty roúlinnej z zastosowaniem osadÛw úciekowych na sk≥adowiska odpadÛw posodowych w Janikowie (108,6 ha).
Przewidziano zbieranie masy roúlinnej i przerabianie jej na kompost. Rekultywacja gruntu i kompostowanie masy roúlinnej sπ realizowane od roku 2000.
W roku 2004 Instytut Ochrony årodowiska zapoczπtkowa≥ na sk≥adowisku
odpadÛw posodowych w Janikowie badania, ktÛrych celem by≥o opracowanie
technologii produkcji kompostu na sk≥adowiskach odpadÛw zazielenianych (rekultywowanych) przy uøyciu osadÛw úciekowych.
2. CHARAKTERYSTYKA OBIEKTU BADAWCZEGO
Sk≥adowisko odpadÛw posodowych stanowi integralnπ czÍúÊ terenu przemys≥owego Janikowskich Zak≥adÛw Sodowych. Zajmuje ok. 200 ha pomiÍdzy
technologicznπ strukturπ Zak≥adÛw i Kana≥em Noteckim. Sk≥adowisko odpadÛw
wznosi siÍ do ok. 16 m powyøej powierzchni terenu przyleg≥ego.
Teren wyeksploatowanych stawÛw osadowych podlegajπcy rekultywacji technicznej i biologicznej ma 17 kwater, zwanych stawami osadowymi. G≥Ûwnymi
sk≥adnikami odpadÛw sk≥adowanych w Janikowie sπ wÍglan wapnia i krzemionka. Dla úrodowiska szczegÛlnie uciπøliwe sπ chlorki wapnia i sodu, ktÛre z nieuszczelnionych stawÛw sπ przemieszczane do wÛd podziemnych. £atwo rozpuszczalne sole stanowiπ ok. 5% suchej masy (s.m.).
Bezroúlinne powierzchnie sk≥adowiska by≥y naraøone na erozyjne dzia≥anie wiatru. Pokrycie tych powierzchni szatπ roúlinnπ by≥o niezbÍdne do zmniejszenia uciπøliwoúci sk≥adowiska dla úrodowiska podziemnego i nadziemnego
oraz w celu odnowy walorÛw krajobrazu. Nie bez znaczenia by≥a teø szybkoúÊ
zazielenienia powierzchni oraz trwa≥oúÊ i intensywnoúÊ wzrostu roúlin, a takøe
koszty wykonania rekultywacji i porekultywacyjnego uøytkowania terenu.
62
Kompostowe uøytkowanie roúlin na sk≥adowisku odpadÛw posodowych w Janikowie
3. OSADOWA REKULTYWACJA TERENU SK£ADOWISKA
ODPAD”W POSODOWYCH
Koncepcja. KoncepcjÍ osadowej rekultywacji terenu sk≥adowiska opracowano w roku 1999 [Siuta 1999]. NastÍpnie przeprowadzono badania uzupe≥niajπce i pilotowo-wdroøeniowe doúwiadczenie na sk≥adowisku [Siuta, Sienkiewicz
2000], ktÛre potwierdzi≥y zasadnoúÊ i duøπ efektywnoúÊ rekultywacyjnπ osadÛw
úciekowych. Majπc na wzglÍdzie nadmierne zasolenie i alkalicznoúÊ gruntu z jednej strony oraz potrzebÍ skutecznego zazieleniania powierzchni z drugiej strony,
zaproponowano stosowanie rekultywacyjnych dawek osadÛw úciekowych.
Opracowanie projektu. Projekt rekultywacji terenu sk≥adowiska odpadÛw
posodowych opracowano w roku 2001, stosownie do podjÍtej koncepcji i wynikÛw badaÒ uzupe≥niajπcych [Siuta 2001]. Stwierdzono, øe 60 ton s.m. osadu na
hektar zapewnia intensywnπ wegetacjÍ w miejscach pokrytych czÍúciowo samosiewnπ roúlinnoúciπ. Na powierzchniach zupe≥nie bezroúlinnych wystarcza dawka 100 ton s.m. na hektar.
W projekcie rekultywacji przewidziano kompostowanie masy roúlinnej.
Stwierdzono, øe zachowanie ciπg≥oúci intensywnego wzrostu roúlin bÍdzie wymaga≥o:
1) uzupe≥niajπcego stosowania osadÛw úciekowych w dwu-, trzyletnich odstÍpach czasu,
2) uzupe≥niajπcego nawoøenia potasem,
3) sukcesywnego koszenia roúlin,
4) korygowania sk≥adu gatunkowego roúlin przez uzupe≥niajπce wysiewanie nasion.
Przewidziano teø program doúwiadczalnego kompostowania masy roúlinnej
z osadem úciekowym.
Realizacja projektu rekultywacji. Rekultywacja terenu sk≥adowania odpadÛw jest realizowana sukcesywnie poczπwszy od roku 2000 [Siuta, Sienkiewicz
2000]. Zrekultywowano juø ponad 80% powierzchni. Stosowano osady (odwodnione mechanicznie) z oczyszczalni úciekÛw W≥oc≥awka, Bydgoszczy (Kapuúciska) i Inowroc≥awia. Od roku 2004 stosuje siÍ tylko osad z W≥oc≥awka.
Do koÒca roku 2002 ukszta≥towano bujnπ szatÍ roúlinnπ w 10 stawach zape≥nionych wapnem posodowym o powierzchniach p≥askich. Stawy niezape≥nione
w ca≥oúci wapnem posodowym, o duøych deniwelacjach powierzchni, postanowiono dope≥niÊ odpadem paleniskowym z miejscowej elektrociep≥owni.
W roku 2001 zapoczπtkowano kompostowanie zbiorÛw masy roúlinnej z osadami úciekowymi w pryzmach, na nieutwardzonej powierzchni sk≥adowiska. Nie
badano jednak sk≥adu chemicznego kompostowanych osadÛw i masy roúlinnej.
Nie okreúlono teø proporcji iloúciowych obu komponentÛw.
63
Jan Siuta
4. CHARAKTERYSTYSKA OSAD”W åCIEKOWYCH
STOSOWANYCH W REKULTYWACJI
Niezaleønie od wynikÛw oznaczeÒ sk≥adu chemicznego osadÛw, dostarczonych przez odpowiednie oczyszczalnie úciekÛw we W≥oc≥awku i w Kapuúciskach, w Laboratorium Monitoringu årodowiska IOå analizowano trzy razy osad
Tabela 1. ZawartoúÊ sk≥adnikÛw w osadach úciekowych
Table 1. Element contents in sewage sludge
Osad z oczyszczalni œcieków
we W³oc³awku
Wyszczególnienie
w Bydgoszczy Kapuœciskach
w latach
2003
2004
2004
2003
38,00
62,00
22,00
02,82
01,08
8,0
00,32
00,20
00,19
01,73
7,1
51,30
48,70
23,20
02,61
02,95
4,8
00,52
00,17
00,06
07,29
08,10
% s.m.
Substancja organiczna
Substancja mineralna
C organiczny
N ogólny
P
Ca
Mg
K
Na
Fe
C:N
41,30
58,70
22,90
01,97
01,00
13,40
00,33
00,15
00,05
01,94
11,70
52,30
47,70
27,50
02,66
00,77
11,20
00,25
00,15
00,12
01,09
10,30
mg · kg–1 s.m.
Pb
Cd
Cr
Cu
Ni
Zn
Hg
Mn
46,00
01,65
100,000
131,000
15,50
606,000
002,389
488,000
31,00
01,10
70,00
80,00
11,00
426,000
001,227
410,000
44,00
1,5
443,00
144,00
17,5
745,00
001,86
737,00
65,0
15,0
189,00
215,00
61,6
1187,000
0002,254
259,00
07,6
07,3
pH
7,2
64
10,20
Kompostowe uøytkowanie roúlin na sk≥adowisku odpadÛw posodowych w Janikowie
z oczyszczalni úciekÛw we W≥oc≥awku i jeden raz (2003 r.) osad dostarczony
przez oczyszczalnie úciekÛw Kapuúciska (tab. 1).
Osad z W≥oc≥awka wyrÛønia≥y (w latach 2003 i 2004) bardzo duøe zawartoúci wapnia (8,0ñ13,4%) i bardzo duøa zmiennoúÊ zawartoúci substancji organicznej (38,0 ñ52,3%). Stwierdzono teø duøe wahania zawartoúci chromu
(70ñ443 mg/kg s.m.).
W analizowanych prÛbkach osadu stwierdzono 22,0ñ27,5% wÍgla organicznego oraz 1,97 do 2,82% azotu. WartoúÊ stosunku wÍgla organicznego do azotu
(C : N) waha≥a siÍ w granicach 7,1ñ11,7, czyli, stosunek ten by≥ podobny jak
w glebach øyznych. Zawartoúci wszystkich metali ciÍøkich by≥y ponad dwukrotnie mniejsze niø dopuszczalne w osadach do rekultywacji gruntÛw na cele nierolnicze.
Osad z oczyszczalni Kapuúciska (rok 2003) wyrÛøni≥a duøa zawartoúÊ kadmu (15 mg/kg s.m.), ktÛra nie osiπgnÍ≥a jednak wartoúci dopuszczalnej
(25 mg/kg s.m.). Na uwagÍ zas≥uguje wielokrotnie mniejsza zawartoúÊ rtÍci
(2,25 mg/kg s.m.) niø dopuszczalna (10 mg/kg s.m.) w osadach stosowanych
w rekultywacji gruntÛw na cele nierolnicze.
5. CHARAKTERYSTYKA SK£ADU CHEMICZNEGO ROåLIN
Z POWIERZCHNI REKULTYWOWANYCH
Analizowano sk≥ad chemiczny roúlin pobranych z powierzchni zrekultywowanych w latach 2000ñ2003. W miesiπcu lipcu pobrano uúrednione prÛbki porostu trawiastego z udzia≥em roúlin dwuliúciennych (tab. 2). Oznaczone zawartoúci wÍgla organicznego wynosi≥y od 39,4 do 43,6% s.m., a azotu ogÛlnego
1,82 do 2,03% s.m.
Tabela 2. ZawartoúÊ sk≥adnikÛw w roúlinach z powierzchni zrekultywowanych w latach
2000ñ2003. Porost roúlin dojrza≥y do zbioru
Table 2. Element contents in plants harvested on plots treated in the years 2000ñ2003.
Vegetation ready for harvest
Wyszczególnienie
1
Powierzchnia zrekultywowana w latach
20001
20011
20021
20031
2000 –20032
2
3
4
5
6
85,8
14,2
91,3
08,7
90,4
09,6
% s.m.
Substancja organiczna
Substancja mineralna
85,8
14,2
86,8
13,2
65
Jan Siuta
Tabela 2 ñ c.d.
1
2
3
4
5
6
40,10
02,03
00,23
00,69
00,21
01,12
00,14
00,18
20,00
43,20
01,89
00,16
00,37
00,21
01,59
00,08
00,05
22,30
43,60
01,82
00,16
00,74
00,22
01,23
00,12
00,18
24,00
6,0
00,70
20,00
19,00
6,0
125,000
000,032
115,000
1,00
0,40
6,00
8,00
2,00
33,000
00,039
46,000
2,00
0,20
4,20
6,70
1,00
36,000
00,021
95,000
% s.m.
C organiczny
N ogólny
P
Ca
Mg
K
Na
Fe
C:N
42,80
01,84
00,15
00,59
00,22
01,56
00,18
00,12
23,00
39,40
01,95
00,17
00,74
00,15
01,38
00,10
00,26
20,00
mg · kg–1 s.m.
Pb
Cd
Cr
Cu
Ni
Zn
Hg
Mn
3,0
00,40
17,00
10,00
6,0
103,000
000,055
062,000
2,00
0,50
7,00
10,000
4,00
43,000
00,032
61,000
Objaúnienie: 1 prÛbki pobrano 09.07.2004 r. bezpoúrednio z pola. 2 prÛbki pobrano 13.09.2004 r. z pryzmy
masy uúrednionej.
WartoúÊ stosunku zawartego w roúlinach wÍgla organicznego do azotu (C : N)
waha≥ siÍ w przedziale 20,0ñ24,0. Stwierdzone zawartoúci azotu nie úwiadczπ
o zasobnoúci úrodowiska w ten pierwiastek, mimo doúÊ intensywnego uøyünienia gruntu osadem úciekowym.
ZawartoúÊ potasu w roúlinach wynosi≥a 1,12 do 1,59% s.m. åwiadczy to o niedoborze tego sk≥adnika dla roúlin oraz o potrzebie nawoøenia ich potasem.
Zawartoúci metali ciÍøkich w roúlinach sπ nieduøe, ale stwierdzono znaczne ich wahania. Dotyczy to zw≥aszcza chromu (4,2ñ20,0 mg/kg s.m.), niklu
(1ñ 6 mg/kg s.m.), o≥owiu (1ñ 6 mg/kg s.m.) i cynku (36 ñ125 mg/kg s.m.). Nawet najwiÍksze stwierdzone zawartoúci metali ciÍøkich spe≥niajπ zupe≥nie wymogi surowca do produkcji kompostu o wysokiej jakoúci nawozowej.
W miesiπcu wrzeúniu pobrano i analizowano 7 prÛbek kupkÛwki pospolitej
i 2 prÛbki perka (tab. 3). Roúliny znajdowa≥y siÍ w stadium krzewienia (m≥odocianym). Sucha masa kupkÛwki zawiera≥a: od 41,6 do 43,6% wÍgla organiczne66
Kompostowe uøytkowanie roúlin na sk≥adowisku odpadÛw posodowych w Janikowie
go oraz od 2,09 do 3,05% azotu. Sucha masa perka zawiera≥a: 42,3 i 44,5 wÍgla
organicznego, 4,61 i 5,01% azotu.
Stosunek wÍgla organicznego do azotu (C: N) charakteryzowa≥y wartoúci od
14,3 do 20,0 w kupkÛwce oraz 8,9 i 9,2 w perku.
Procentowe zawartoúci azotu w m≥odej masie kupkÛwki i perka sπ wystarczajπce, ale nie úwiadczπ o nadmiernej dostÍpnoúci tego sk≥adnika dla roúlin.
WiÍksze zawartoúci azotu stwierdzono w roúlinach z powierzchni zrekultywoTabela 3. Zawartoúci sk≥adnikÛw w kupkÛwce pospolitej i w perku (prÛbki pobrano
13.09.2005 r.)
Table 3. Element contents in cocksfoot and in Perko (samples were taken on 13.09.2005)
Kupkówka pospolita
Wyszczególnienie
Perko
nr stawu (pola)
1
2
3
4
5
10
13
11
13
86,1
89,8
82,6
83,3
% s.m.
Substancja
organiczna
Substancja
mineralna
C organiczny
N ogólny
P
Ca
Mg
K
Na
Fe
C:N
89,8
90,5
83,6
88,8
88,3
10,20
43,20
02,29
00,20
00,61
00,25
02,07
00,65
00,01
14,50
9,5
43,20
02,25
00,22
00,58
00,24
01,34
00,77
00,01
14,60
16,40
41,60
02,09
00,22
00,57
00,27
02,03
00,37
00,01
20,00
11,20
42,30
02,50
00,21
00,61
00,26
02,54
00,67
00,01
16,90
11,70
42,10
02,82
00,21
00,53
00,27
03,86
00,19
00,02
15,00
13,90 10,20 17,400 16,700
43,10 43,60 42,300 44,500
02,36 03,05 4,61
5,01
00,19 00,15 0,33
0,33
00,34 00,57 1,55, 1,67,
00,25 00,46 0,70
0,70
03,22 02,95 3,47
3,42
00,17 00,16 0,58 00,540
00,01 00,01 00,016 00,015
18,20 14,30 9,20
8,90
mg · kg–1 s.m.
Pb
Cd
Cr
Cu
Ni
Zn
Hg
Mn
<2
<2
<2
<2
0,1
0,10
0,2
0,10
0,9
1,10
1,2
1,80
8,8
7,20
9,2
8,20
<1
<1
<1
3,00
32,000 26,00 22,000 32,00
00,014 00,02 00,045 00,19
45,000 46,00 68,000 61,00
<2
<2
0,30
0,50
1,20
1,40
10,800 9,10
2,00
2,00
54,000 31,000
00,013 00,008
66,000 37,000
<2
<2
<2
0,30
0,30
0,1
1,00
1,00
0,6
8,30
11,00 8,40
<1
<1
2,0
37,00 63,000 70,000
00,02 00,027 00,029
84,00 58,000 60,000
67
Jan Siuta
wanych osadem w roku 2003, a mniejsze z powierzchni zrekultywowanych wczeúniej. PrÛbki perka pobrano z powierzchni zrekultywowanej w roku 2003.
Zawartoúci potasu w kupkÛwce waha≥y siÍ w przedziale od 1,34 do 3,86%
s.m., a w perku wynosi≥y 3,42 i 3,47%. Roúliny z powierzchni zrekultywowanych w roku 2003 zawiera≥y znacznie wiÍcej potasu (2,95ñ3,47%) niø z powierzchni zrekultywowanych wczeúniej (1,34ñ2,07%).
Zawartoúci metali ciÍøkich w kupkÛwce i w perku sπ porÛwnywalne do ich
zawartoúci w roúlinach gleb niezanieczyszczonych (tab. 3).
6. ZAWARTOåCI SK£ADNIK”W
W KOMPOåCIE OSADOWO-ROåLINNYM
Analizowane komposty wyprodukowano z masy roúlinnej i osadu úciekowego wapnowanego. Pryzmy kompostowe formowano i przek≥adano bez przestrzegania reøimu technologicznego. Dotyczy to takøe proporcji wagowej suchej i mokrej masy roúlin do osadu úciekowego. Komposty analizowano w stanie dojrza≥ym i niedojrza≥ym.
ZawartoúÊ substancji organicznej w kompostach dojrza≥ych wynosi≥a
27,3ñ35,1% s.m., a wÍgla organicznego 15,8ñ16,8% s.m. Ma≥e zawartoúci substancji organicznej to skutek nadmiernego udzia≥u osadu intensywnie wapnowanego. Komposty dojrza≥e zawierajπ 15,0ñ18,3% wapnia w s.m. (tab. 4). Osad
przeznaczony do kompostowania z masπ roúlinnπ w czerwcu 2004 r. zawiera≥
tylko 38% substancji organicznej (tab. 4).
Kompost niedojrza≥y zawiera≥ 55,6% substancji organicznej i 6,2% wapna,
a zatem udzia≥ osadu úciekowego w masie kompostowanej by≥ duøo mniejszy.
Ponadto, osad úciekowy uøyty do formowania odnoúnej pryzmy kompostowej
zawiera≥ tylko 8% wapnia (tab. 4).
Zawartoúci azotu w kompostach dojrza≥ych wynosi≥y 1,43ñ1,76% s.m.,
a w kompoúcie niedojrza≥ym 2,71% s.m. Stosunek wÍgla organicznego do azotu
w kompostach dojrza≥ych charakteryzowa≥a wartoúÊ mieszczπca siÍ w przedziale 9,5ñ11,7, a w kompoúcie niedojrza≥ym ñ wynoszπca 16,4%.
ZawartoúÊ metali ciÍøkich w kompostach dojrza≥ych i w kompoúcie niedojrza≥ym spe≥niajπca wymogi jakoúciowe dotyczπce nawozÛw organicznych i organiczno-mineralnych wed≥ug rozporzπdzenia Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi
z dnia 19 paüdziernika 2004 r. w sprawie wykonania niektÛrych przepisÛw ustawy o nawozach i nawoøeniu (DzU nr 236, poz. 2369). Wyjπtek stanowi nadmierna zawartoúÊ chromu wprowadzonego wraz z osadem úciekowym z W≥oc≥awka. Wynika stπd, øe tego osadu úciekowego nie naleøy uøywaÊ do produkcji
kompostu przeznaczonego do nawoøenia gleb i roúlin uprawnych.
68
Kompostowe uøytkowanie roúlin na sk≥adowisku odpadÛw posodowych w Janikowie
Tabela 4. Zawartoúci sk≥adnikÛw w masie roúlinnej, osadzie úciekowym i w kompoúcie
osadowo-úciekowym w Janikowie
Table 4. Element contents in plant mass, sewage sludge and in plant sludge compost
at Janikowo
Do kompostowania
Wyszczególnienie
Kompost osadowo-roœ linny
masa
Osad
roœ linna
œ ciekowy
– zbiór
z W³oc³awka
13.09.2004
2004 r.
dojrza³y
2003 r.
niedojrza³y
2004 r.
lipiec
listopad
2004 r.
listopad
% s.m.
Substancja
organiczna
Substancja
mineralna
C organiczny
N ogólny
P
Ca
Mg
K
Na
Fe
C:N
90,400
38,00
27,30
35,10
28,90
55,60
9,60
43,600
1,82
0,16
0,74
0,22
1,23
0,12
00,018
24,000
62,00
22,00
02,82
01,08
8,0
00,32
00,20
00,19
01,73
7,1
72,70
16,80
01,43
00,75
15,40
00,46
00,39
00,09
01,36
11,70
64,90
16,80
17,60
01,01
15,10
00,56
00,94
00,26
01,72
9,5
71,10
15,80
01,57
01,01
18,30
00,55
00,77
00,23
01,72
10,10
44,40
27,80
02,71
00,92
6,2
00,40
00,69
00,22
01,31
16,40
40,
001,9
331,0
115,0
021,3
553,0
001,6
498,0
467,0
51,0
001,70
338,00
108,00
20,0
521,00
01,6
552,00
393,00
30,00
01,20
365,000
102,000
14,30
531,00
001,53
669,00
715,00
mg · kg–1 s.m.
Pb
Cd
Cr
Cu
Ni
Zn
Hg
Mn
NNH4
<2
0,20
4,20
6,70
<1
36,000
00,021
95,000
–
44,
001,5
443,0
144,0
017,5
745,0
0001,86
737,0
1000,00
68,0
001,45
59,0
99,0
20,0
403,00
001,36
430,00
529,00
Masa roúlinna zebrana we wrzeúniu 2004 r. z rÛønych powierzchni zrekultywowanych osadami úciekowymi zawiera≥a znikome iloúci metali ciÍøkich. Nie
obfitowa≥a teø w makrosk≥adniki nawozowe (w tym N i K). WartoúÊ stosunku
wÍgla organicznego do azotu wynosi≥a 24,0. By≥ on wiÍc bardzo korzystny ze
69
Jan Siuta
wzglÍdu na kompostowanie biomasy. Masa roúlinna pozyskiwana na zrekultywowanym terenie sk≥adowiska odpadÛw posodowych stanowi doskona≥y surowiec do produkcji kompostu.
7. DYSKUSJA ZAGADNIENIA
Szata roúlinna kaødej powierzchni ziemi wolnej od zabudowy technicznej
powinna spe≥niaÊ funkcje ekologiczne i krajobrazowe niezaleønie od sposobu jej
uøytkowania. Dotyczy to szczegÛlnie powierzchni naraøonych na erozyjne dzia≥anie wody i wiatru, w tym sk≥adowisk odpadÛw obfitujπcych w sk≥adniki szkodliwe dla úrodowiska.
Ukszta≥towanie zwartej i trwa≥ej szaty roúlinnej o duøej dynamice wegetacji
jest g≥Ûwnym celem ekologicznym rekultywacji terenÛw sk≥adowania odpadÛw
pylistych i reaktywnych chemicznie. Osady z biologicznego oczyszczania úciekÛw sπ bardzo efektywne w zazielenianiu gruntÛw bezglebowych [Koz≥owska
1997; Siuta, Wasiak, Ch≥opecki 1996; Siuta, Wasiak, Ch≥opecki, Mame≥ka 1996],
w tym sk≥adowisk odpadÛw reaktywnych chemicznie (np. odpady paleniskowe,
rÛønego rodzaju odpady wapniowe, fosfogipsy, osady z chemicznego oczyszczania úciekÛw).
Do zachowania ciπg≥oúci funkcjonowania szaty roúlinnej niezbÍdne sπ stosowne zabiegi agrotechniczne, w tym sukcesywne nawoøenie i zbieranie masy
roúlinnej. Bez nich zrekultywowany teren ulega degradacji wtÛrnej. Porekultywacyjne zagospodarowanie terenu jest powinnoúciπ prawnie usankcjonowanπ.
Zbiory roúlin uprawianych na gruntach rekultywowanych osadami úciekowymi
mogπ byÊ kompostowane lub stosowane jako paliwo odnawialne. Znajduje to
wyraz w rozporzπdzeniu Ministra årodowiska z dnia 1 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych osadÛw úciekowych (DzU nr 134, poz. 1140). Kojarzenie rekultywacyjnego stosowania osadÛw úciekowych z kompostowaniem pozyskiwanej masy roúlinnej nazwano Ñagrotechnicznym przetwarzaniem osadÛw úciekowych na kompostî [Siuta 1996; Siuta, Wasiak, Koz≥owska 1993], a nastÍpnie
Ñprzyrodniczo-technicznym przetwarzaniem osadÛw úciekowych na kompostî
[Siuta, Wasiak, Ch≥opecki 1996].
Sk≥ad chemiczny roúlin trawiastych z terenÛw zrekultywowanych osadami úciekowymi. Badania sk≥adu chemicznego roúlin trawiastych uprawianych na gruntach zrekultywowanych osadami úciekowymi wykaza≥y, øe pozyskiwane plony stanowiπ pe≥nowartoúciowy surowiec do produkcji kompostu
o wszechstronnym uøytkowaniu. RÛøne gatunki trawy wyros≥e na pod≥oøu osadu
oczyszczalni úciekÛw HajdÛw (Lublin) obfitujπcego w kadm zawiera≥y
0,10ñ1,66 mg Cd/kg s.m. (úrednio 0,79 mg Cd/kg s.m.), a roúliny dwuliúcienne
70
Kompostowe uøytkowanie roúlin na sk≥adowisku odpadÛw posodowych w Janikowie
zawiera≥y: perko 12,1, komosa bia≥a 14,2, topinambur 10,1, úlazowiec pensylwaÒski 4,1 mg Cd/kg s.m. [Siuta, Sienkiewicz, Kaümierczuk, Puszkar 1997].
Roúliny dwuliúcienne pobierajπ duøo wiÍcej metali ciÍøkich niø trawy.
Pomys≥ kojarzenia rekultywacyjnego uøytkowania osadÛw úciekowych z kompostowaniem masy roúlinnej studiowano od 1989 r. w doúwiadczeniach modelowych, poletkowych i pilotowo-wdroøeniowych [Koz≥owska 1997; Siuta 1996;
Siuta, Wasiak, Ch≥opecki 1996; Siuta, Wasiak, Koz≥owska 1993]. Mimo opracowania stosownych technologii, tego rodzaju dzia≥alnoúÊ na skalÍ gospodarczπ
zapoczπtkowano dopiero na sk≥adowisku odpadÛw posodowych w Janikowie
w roku 2001.
W roúlinach zebranych z powierzchni zrekultywowanych osadami úciekowymi oznaczono zawartoúci tych sk≥adnikÛw (g≥Ûwnych i metali ciÍøkich), ktÛre stanowiπ o jakoúci surowca do produkcji kompostu (tab. 3).
Zawartoúci wÍgla organicznego mieúci≥y siÍ w przedziale 40,1ñ44,5% s.m.
KupkÛwka zawiera≥a 42,1ñ43,6%, a perko 42,3 i 44,5% C w s.m.
ZawartoúÊ azotu wynios≥a 1,82ñ2,03% w runi trawiastej, 2,09ñ3,06% w kupkÛwce oraz 4,61 i 5,01% w s.m. perka. Analogiczne zawartoúci azotu (1,94ñ
ñ2,40%) stwierdzono w trawie doúwiadczenia lizymetrycznego z zastosowaniem
osadu úciekowego na z≥oøach: wapna poflotacyjnego, popio≥u i piasku gliniastego. WiÍcej azotu zawiera≥a (2,60ñ3,18%) ruÒ trawy z lucernπ [Siuta, Wasiak,
Ch≥opecki 1996]. Zdecydowa≥y o tym: udzia≥ azotolubnej lucerny i przemys≥owe zanieczyszczenie úrodowiska zwiπzkami azotu.
Zastosowanie p≥ynnego osadu úciekowego na sk≥adowisku odpadÛw paleniskowych w £odzi spowodowa≥o intensywny wzrost kupkÛwki pospolitej.
W pierwszej fazie (1987 r.) doúwiadczenia zawiera≥a 4,5% N, a w fazie koÒcowej (1990 r.) 2,14% N [Koz≥owska 1997]. Wed≥ug Andruszczak [1975] trawy
≥πkowe zawierajπ 1,14ñ1,87% (úrednio 1,47%) azotu w stanie dojrza≥oúci
koúnej.
Stosunek wÍgla organicznego do azotu (C: N) charakteryzowa≥a wartoúÊ
mieszczπca siÍ w przedzia≥ach: 20,0ñ24,0 w runi; 14,3ñ20,0 w kupkÛwce oraz
8,2 i 9,2 w perku.
Zawartoúci pozosta≥ych sk≥adnikÛw mineralnych w analizowanych roúlinach
nie odbiegajπ od normy.
Zawartoúci o≥owiu, kadmu, chromu, miedzi, niklu, cynku i rtÍci w roúlinach uznaje siÍ za podwyøszone w stosunku do ich zawartoúci w roúlinach z terenÛw niezanieczyszczonych. Znaczne rozpiÍtoúci udzia≥u metali ciÍøkich stwierdzono w prÛbkach runi pobranych z powierzchni zrekultywowanych w latach
2000ñ2003, kiedy to stosowano osady z trzech oczyszczalni úciekÛw. Osad
z oczyszczalni Kapuúciska obfitowa≥ w rtÍÊ (2001 r.) i kadm (2002 r.), a osad
z W≥oc≥awka ñ w chrom i miedü. Masa roúlinna zebrana do kompostowania
71
Jan Siuta
z duøych powierzchni zawiera≥a stosunkowo ma≥e iloúci metali ciÍøkich (tab. 2).
Dotyczy to rÛwnieø metali ciÍøkich w kupkÛwce i w perku (tab. 3). Kompost
wyprodukowany z tych roúlin, przy ubytku do 50% suchej masy, zawiera≥by
maksymalnie do: 4 mg Pb, 1 mg Cd, 3,6 mg Cr, 22 g Cu, 6 mg Ni, 140 mg Zn
i 0,09 mg Hg na kilogram s.m. Wielkoúci te sπ wielokrotnie mniejsze niø zawartoúci maksymalne w kompoúcie dopuszczonym do obrotu rynkowego.
Zawartoúci sk≥adnikÛw w kompostach osadowo-roúlinnych. Analizowane komposty wyprodukowano z rozdrobnionej masy roúlinnej i osadÛw úciekowych bez okreúlenia sk≥adu chemicznego oraz proporcji komponentÛw, dlatego
wartoúÊ poznawcza danych analitycznych jest niepe≥na (tab. 4). Ponadto, osad
z W≥oc≥awka by≥ wapnowany intensywnie oraz zawiera≥ duøe iloúci chromu. Nadmierny udzia≥ osadu úciekowego w masie kompostowanej sprawi≥, øe komposty
dojrza≥e mia≥y niedostateczne iloúci (27,3ñ35,1%) substancji organicznej oraz
bardzo duøo wapnia (15,1ñ18,3%) i chromu (59ñ338 mg/kg s.m.).
Kompost niedojrza≥y zawiera≥ nadmiar chromu (365 mg/kg s.m.) oraz 55,6%
substancji organicznej i 6,2% wapnia. Powodem tego by≥a mniejsza zawartoúÊ
wapna (8%) w osadzie, stanowiπcym komponent masy kompostowanej (tab. 4).
Komposty dojrza≥e zawiera≥y 1,43ñ1,76% azotu, a kompost niedojrza≥y
2,71%. WartoúÊ wskaünika C: N wynosi≥a odpowiednio 9,5ñ11,7 i 16,4 (tab. 4).
Wapnowanie osadu úciekowego stosowanego w rekultywacji gruntu wapiennego i do produkcji kompostu osadowo-roúlinnego jest niezasadne ekologicznie
i ekonomicznie. Oczyszczalnia úciekÛw czyni to w celu sanitacji i zagÍszczenia
osadu niedostatecznie odwodnionego. Stwierdzenie negatywnych skutkÛw wapnowania osadu stosowanego w rekultywacji gruntu wapiennego sprawi≥o, øe ostatnio osad jest wapnowany mniej intensywnie.
Duøe zawartoúci chromu w osadzie úciekowym z W≥oc≥awka (tab. 4) dyskwalifikujπ jego przydatnoúÊ do produkcji kompostu. Zawartoúci wszystkich
pozosta≥ych metali ciÍøkich w analizowanych kompostach spe≥niajπ wymogi
jakoúci okreúlone dla nawozÛw organicznych i mineralno-organicznych.
8. WNIOSKI
1. Naleøy odstπpiÊ od kompostowania masy roúlinnej z osadem úciekowym
W≥oc≥awka, z powodu nadmiernej iloúci chromu w tym osadzie, dyskwalifikujπcej wartoúÊ uøytkowπ kompostu i zwiÍkszajπcej zarazem koszty kompostowania.
2. Naleøy rozwaøyÊ moøliwoúÊ kompostowania plonÛw roúlin z odpadami
roúlinnymi z miasta i okolic Janikowa.
72
Kompostowe uøytkowanie roúlin na sk≥adowisku odpadÛw posodowych w Janikowie
3. Nie wyklucza siÍ moøliwoúci stosowania innych osadÛw úciekowych
wolnych od nadmiernych zawartoúci metali ciÍøkich.
Komposty wyprodukowane z osadÛw úciekowych Nowogardu i Starogardu
SzczeciÒskiego z udzia≥em liúci, trocin i s≥omy [Krzywy, Wo≥oszyk, Iøewska
2000] spe≥niajπ w ca≥ej rozciπg≥oúci prawne wymogi nawozu organicznego,
a wiÍkszoúÊ ma≥ych i úrednich oczyszczalni úciekÛw wytwarza tego rodzaju osady. Komposty z odpadÛw roúlinnych terenÛw zieleni warszawskiej zawiera≥y:
34,5ñ58,2% substancji organicznej; 0,8ñ2,2% azotu; 190ñ290 mg/kg s.m. cynku; 37ñ62 mg/kg s.m. o≥owiu; 0,4ñ1,0 mg/kg s.m. kadmu; 38ñ93 mg/kg s.m.
miedzi; 10ñ21 mg/kg s.m. chromu; 6ñ13 mg/kg s.m. niklu [Siuta, Wasiak 2002].
Kompost wyprodukowany z masy roúlinnej (bez udzia≥u osadu úciekowego) zawiera≥by oko≥o 50% substancji organicznej, oko≥o 2% azotu oraz bardzo ma≥e
iloúci metali ciÍøkich.
PIåMIENNICTWO
Andruszczak E. 1975: Zawartoúci mikro- i makroelementÛw w glebach i roúlinach uøytkÛw rolnych Kotliny K≥odzkiej. Rocz. Gleb. XXVI; 3, 81ñ119.
Koz≥owska B. 1997: Zastosowanie osadÛw úciekowych do roúlinnego zagospodarowania sk≥adowiska odpadÛw paleniskowych (praca doktorska). Politechnika £Ûdzka.
Krzywy E., Wo≥oszyk Cz., Iøewska A. 2000: WartoúÊ nawozowa komunalnych osadÛw úciekowych. PTIE Oddzia≥ SzczeciÒski. Szczecin.
Siuta J. 1996: Agrotechniczne przetwarzanie osadÛw úciekowych na kompost. W: Materia≥y na
konferencjÍ: ÑPrzyrodnicze uøytkowanie osadÛw úciekowychî. Pu≥awy-Lublin-JeziÛrko,
IOå, 11ñ25.
Siuta J. 1999: Koncepcja rekultywacji sk≥adowisk odpadÛw posodowych Janikowskich Zak≥adÛw Sodowych. IOå Warszawa (maszynopis).
Siuta J. 2001: Projekt rekultywacji sk≥adowisk odpadÛw posodowych Janikowskich Zak≥adÛw
Sodowych ÑJanikosodaî S.A. IOå. Warszawa (maszynopis).
Siuta J. 2003: Uwarunkowania i sposoby przyrodniczego uøytkowania osadÛw úciekowych. Inø.
Ekol. 9, 7ñ42.
Siuta J., Sienkiewicz R., Kaümierczuk M., Puszkar L. 1997: Roúlinne odwadnianie lagun i uzdatnianie osadu w oczyszczalni ÑHajdÛwî. Materia≥y na II konferencjÍ ÑPrzyrodnicze uøytkowanie osadÛw úciekowychî Pu≥awy-Lublin-JeziÛrko, 23ñ38.
Siuta J., Sienkiewicz R. 2000: Badania uzupe≥niajπce i pilotowo-wdroøeniowe doúwiadczenia
rekultywacji gruntu na sk≥adowisku odpadÛw posodowych. IOå. Warszawa (maszynopis).
Siuta J., Sienkiewicz R. 2001: Rekultywacja terenu sk≥adowania odpadÛw posodowych w Janikowie. Inøynieria Ekologiczna 3, 43ñ59.
Siuta J., Wasiak G. 2002: Kompostowanie odpadÛw i uøytkowanie kompostu. IOå. Warszawa.
73
Jan Siuta
Siuta J., Wasiak G., Ch≥opecki K. i in. 1996: Przyrodniczo-techniczne przetwarzanie osadÛw
úciekowych na kompost. IOå. Warszawa.
Siuta J., Wasiak G., Ch≥opecki K., Mame≥ka D. 1997: Rekultywacyjna efektywnoúÊ osadu úciekowego na bezglebowych pod≥oøach w doúwiadczeniu lizymetrycznym. Materia≥y na II konferencjÍ ÑPrzyrodnicze uøytkowanie osadÛw úciekowychî Pu≥awy-Lublin-JeziÛrko,
135ñ154.
Siuta J., Wasiak G., Koz≥owska B. 1993: Agrotechniczne przetwarzanie osadÛw úciekowych na
kompost. Cz. 4. Kompostowanie masy roúlinnej. Ekologia i Technika 6, 13ñ15.
Prof. dr hab. Jan Siuta
Instytut Ochrony årodowiska, Zak≥ad Ochrony Ziemi
ul. Krucza 5/11, 00-548 Warszawa
74