Case Study on the Use of Sewage Sludge for the Reclamation of Mining Sites Contaminated with Heavy Metals

Petryk, Agnieszka

doi:10.12911/22998993/169160

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Case Study on the Use of Sewage Sludge for the Reclamation of Mining Sites Contaminated with Heavy Metals

Autorzy

Petryk Agnieszka

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.12911/22998993/169160

Warianty tytułu

Języki publikacji

Abstrakty

The aim of the study was to determine the heavy metal content of soils after sewage sludge application and to calculate the costs associated with fertilising the soil with sewage sludge, which have not been analysed in the available literature so far. The soil for the pot experiments came from villages where the soil was contaminated with heavy metals. Sewage sludge was proposed as a material for the reclamation of land degraded by the mining industry in the aforementioned settlements, and its effect on improving the physical and chemical properties of the soil after application was demonstrated. The cost of applying three doses of municipal sludge to restore areas damaged (degraded) by human activity was estimated. The calculation was carried out on the basis of KNR (National Contractors Estimator) No. 2–21 Tereny Zieleni (Green Areas) and the current prices from Sekocendbud Bulletin 5/2023 (2145), 1st quarter 2023. The cost of fertilising with stabilised sewage sludge for category II land is relatively low. The cost difference between the lowest sludge application of 50 Mg•ha^-1 and the highest of 200 Mg•ha^-1 is 85%. Therefore, it is cost-effective to apply the highest possible sludge dose per unit area. The study used sewage sludge that was suitable for natural purposes, including agricultural use, and that met the requirements [Journal of Laws 2015, item 257]. In Karniowice, no contamination of the soil with copper, cadmium, zinc and lead was found, although the content of these metals clearly increased after sludge application at the aforementioned sludge doses. The application of sludge, even in multiple doses, had no influence on exceeding the permissible concentration for these metals according to the Regulation of the Minister of the Environment of 2015, which allowed the area to be classified as uncontaminated after sludge application. In Lgota, soil contamination standards were exceeded for cadmium, lead and zinc after sludge application. In the case of copper after sludge application, the results were in line with the regulation.

Słowa kluczowe

heavy metals soil sewage sludge fertilisation cost estimation

Wydawca

Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
Lublin University of Technology

Czasopismo

Journal of Ecological Engineering

Rocznik

2023

Tom

Vol. 24, nr 9

Strony

171--182

Opis fizyczny

Bibliogr. 42 poz., tab.

Twórcy

autor

Petryk Agnieszka

agnieszka.petryk@uek.krakow.pl

Department of Space Management and Social-Economic Geography, Krakow University of Economics, ul. Rakowicka 27, 31-510 Kraków, Poland

https://orcid.org/0000-0003-4662-1964

Bibliografia

1. Baran S., Wócikowska-Kapusta A., Żukowska G., Szczepanowska I. 2008. Zawartość różnych forma kadmu w glebie lekkiej użyźnionej osadem ściekowym. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 533, 59–64.
2. Bień J., Neczaj E., Worwąg M., Grosser A., Nowak D., Milczarek M., Janik M. 2011.Kierunki zagospodarowania osadów w Polsce po roku 2013. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 14(4), 375–384
3. Bień J.B. 2007. Osady ściekowe. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej. Wydanie drugie poprawione i uzupełnione.
4. Bień J.B., Kacprzak M., Kamizela T., Kowalczyk J., Neczaj E., Pająk T., Wystalska K. 2015. Komunalne osady ściekowe – zagospodarowanie energetyczne i przyrodnicze. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej.
5. Bojakowska I., Sokołowska G. 1998. Wpływ górnictwa i hutnictwa rud metali na zanieczyszczenie pierwiastkami śladowymi aluwiów Odry. Przegląd Geologiczny, 46(7), 603–608.
6. Curzydło J. 1995. Skażenia motoryzacyjne wzdłuż dróg i autostrad oraz sposoby przeciwdziałania ujemnym skutkom motoryzacji w środowisku. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 418, 265–270.
7. Czekała J. 2011. Rolnicze wykorzystanie osadów ściekowych. 2 Ogólnopolska Konferencja Szkoleniowa. Metody zagospodarowania osadów ściekowych. Zielona Góra 3–4.02.2011, 26–34.
8. Czekała J. 2000. Wartość próchnicotwórcza i działanie nawozowe osadu ściekowego. Fol. Univ. Agric. Stein., 211, Agric., 84: 75–80.
9. Dz.U. 2015 poz. 257. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 lutego 2015 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych. [Journal of Laws 2015, item 257 Regulation of the Minister of the Environment of 6 February 2015 on municipal sewage sludge].
10. Dz.U.2016 poz.1395. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 września 2016 r. w sprawie sposobu prowadzenia oceny zanieczyszczenia powierzchni ziemi.[Journal of Laws 2016, item 1395. Regulation of the Minister of the Environment of 1 September 2016 on the manner of conducting the assessment of pollution of the earth surface].
11. Fernandez A., Ternero M., Barragan F. J., Jimenez J. 2000. Approach to characterization of sources of urban airborne particles through heavy metal speciation. Chemosphere, 2, 123–136.
12. Gambuś F. 1993. Metale ciężkie w wierzchniej warstwie gleb i roślin regionu krakowskiego. Rozprawa habilitacyjna. Zeszyty Naukowe AR im. H. Kołłątaja w Krakowie, 176. Gleb i ich rolniczego wykorzystania. Studia i raporty IUNG-PIB zeszyt, 12, 133–142.
13. Gondek K., Filipek-Mazur B. 2006. Ocena efektywności nawożenia osadami ściekowymi na podstawie plonowania roślin i wykorzystania składników pokarmowych. Acta Sci. Pol., Form. Cirumiect., 5(1), 39–50.
14. Ibragimow A., Głosińska G., Siepak M., Walna B. 2010. Wstępne badania zanieczyszczenia metalami ciężkimi osad ów równin zalewowych Lubuskiego Przełomu Odry. Prace i Studia Geograficzne, 44, 233–247.
15. Iżewska A. 2007. Wpływ nawożenia obornikiem, osadem ściekowym i kompostem z osadów ściekowych na właściwości gleby. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 518, 85–92.
16. Jakubus M. 2012. Komunalne osady ściekowe geneza–gospodarka. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu.
17. Jasiewicz C., Niemiec M., Baran A. 2010. Ochrona Środowiska. Przewodnik do ćwiczeń. Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, Kraków.
18. Joniec J., Furczak J., Baran S. 2012. The importance of sludge microorganisms in nitro gen trans- formations in podzolic soil amended with sewage sludge. Archives of Environmental Protection, 38(1), 35–47.
19. Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN. Warszawa.
20. Kabata-Pendias A. 2002. Zeszyty Naukowe Komitetu „Człowiek i Środowisko” PAN33:11-18.
21. Kacprzak M., Grobelak A., Grosser A., Prasad M.N.V. 2014. Efficacay of Biosolids in Assisted Phytostabilization of Metalliferous Acidic Sandy SoilS with Five Grass Species. Int. J. Phytoremediation, 16(6), 593–608.
22. Karczewska A. 2002. Metale ciężkie w glebach zanieczyszczonych emisjami hut miedzi – formy i rozpuszczalność. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej we Wrocławiu.
23. Krzywy E., Wołoszyk Cz., Iżewska A. 2002. Produkcja i rolnicze wykorzystanie kompostów z osadu ściekowego z dodatkiem różnych komponentów. PTIE Oddział Szczeciński, Szczecin.
24. Nafez A.H., Nikaen M., Kadhodaie S., Hatamzadeh M., Moghim S. 2015. Sewage sludge composting: quality assessment for agricultural application, Environ Monit Assess, 187, 709.
25. Pascual I., Antolin M.C., Garcia C., Polo A., Sanchez-Diaz M. 2007. Effect of water deficyt on microbial characteristics in soil amended with sewage sludge Or inorganic fertilizer under laboratory conditions, Bioresource Technology, 98(1), 140–144.
26. Petkowski J. 1995. Toksyczność ołowiu i wpływ jego związków na środowisko przyrodnicze oraz zdrowie ludzi. Biuletyn informacyjny Instytutu Zootechniki, 53–55.
27. Pęckowski J. 2013. Trzebinia: osada górniczo-przemysłowa w powiecie chrzanowskim. Monografia. Trzebinia.
28. Pietraszek E. 1961. Zagłębie Krakowskie w latach 1796–1848. Kwartalnik Historii Kultury Materialnej, R. IX, 4.
29. Silva J.D., Leal T.T., Araujo A., Araujo R., Gomes R., Melo W., Singh R. 2010. Effect of different tannery sludge compost amendmnet rates growth, biomass accumulation and field responses of Capiscum plans. Waste Management, 30, 1976–1980.
30. Stabnikova O., Goh W.K., Ding H.B., Tay J.H., Wang J.Y. 2005. The use of sewage sludge and horticultural waste to develop artificial soil for plant cultivation in Singapore. Bioresource Technology, 93, 1073–1080.
31. Stańczyk-Mazanek E., Kępa U., Stępniak L. 2012. Degradation of polyciclic aromatic hydrocarbons in soil with sewage sludges. Desalination and Water Treatment, 10(1), 158–164.
32. Szuwarzyński M., Kryza A. 1995. Ocena wpływu zakładów przemysłowych –ZG Trzebionka, ZM Trzebini, Rafinerii Nafty w Trzebini, ZSO i in. Na rozmieszczenie metali ciężkich w glebach i wodach obszaru Trzebini-Chrzanów. Centr. Arch. Geol. PIG. Warszawa.
33. Środa K., Kijo-Kleczkowska A., Otwinowski H. 2013. Metody utylizacji osadów ściekowych. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, 15(2), 33–35.
34. Terelak H., Motowicka-Terelak T., Stuczyński T., Pietruch C. 2000. Pierwiastki śladowe (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) w glebach użytków rolnych Polski. IUNG, Warszawa.
35. Terelak H., Piotrowska M., Motowicka-Terelak T., Stuczyńska T., Pietruch C., Budzyńska K., Sroczyński W. 1998. Właściwości chemiczne gleb oraz zawartość metali ciężkich i siarki w glebach i roślinach. IUNG Puławy.
36. Urbaniak M. 1997. Przerób i wykorzystanie osadów ze ścieków komunalnych, Wydawnictwo Ekoinżynieria, Lublin–Łódź.
37. Ustawa o odpadach z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach. Dz. U. z 2013r. poz.21 z póżn. zm. [Waste Act of 14 December 2012 on waste. Journal of Laws of 2013, item 21, as amended].
38. Ustawa z dnia 10 lipca 2007r. o nawozach i nawożeniu Dz. U. z 2007, Nr 147, poz.1033, z późn. zm. [Act of 10 July 2007 on fertilisers and fertilisation, Journal of Laws of 2007, No 147, item 1033, as amended].
39. Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska( Dz. U.2001 Nr 62 poz. 627). [Act of 27 April 2001. Environmental Protection Act (Journal of Laws of 2001, No 62, item 627)].
40. Weber J. 1995. Submikromorfologiczna charakterystyka środowiska glebowego zmienionego pod wpływem emisji hut miedzi. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej, Wrocław.
41. Wierzbicka M. 1991. Skażenia roślin ołowiem. Konferencja Zanieczyszczone środowisko a fizjologia roślin. Konf. PTB, Warszawa, 101–108.
42. www.notowania.kpodr.pl - Kuyavian - Pomeranian Agricultural Price Quotations, access: 02.07.2023

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-248fb255-2304-4c36-a194-e99fa7421b54