Wpływ stosowania osadu ściekowego przekształconego biologicznie i termicznie na zawartość manganu w roślinach i w glebie

• Autorzy: Koncewicz-Baran M. , Gondek K. , Korol J

Identyfikatory

DOI

10.12912/2081139X.14

Warianty tytułu

EN

Influence of biological and thermal transformed sewage sludge application on manganese content in plants and soil

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Różnorodność metod uzdatniania osadów ściekowych, ze względu na czynnik (chemiczny, biologiczny, termiczny) prowadzi do wytworzenia „produktów” różniących się właściwościami, w tym zawartością form metali ciężkich. Celem badań było określenie wpływu stosowania przekształconego biologicznie i termicznie osadu ściekowego na zawartość manganu w roślinach i formy tego pierwiastka w glebie. Badania przeprowadzono w oparciu o dwuletnie doświadczenie wazonowe. W badaniach zastosowano nieprzetworzony osad ściekowy z oczyszczalni ścieków w Krakowie-Płaszowie oraz osad zmieszany ze słomą pszenną w stosunku wagowym 1:1, który poddano procesom biologicznego (kompostowanie przez 117 dni w bioreaktorze) i termicznego przekształcenia (w piecu komorowym, bez dostępu powietrza wg następującej procedury: 130 ºC przez 40 min → 200 ºC przez 30 min).Mieszaniny osadu ściekowego i słomy przekształcone biologicznie i termicznie w obydwu latach badań wykazywały zbliżone do obornika oddziaływanie na ilość wytworzonej biomasy roślin. W biomasie owsa stwierdzono więcej manganu niż w rzepaku jarym. Zastosowany osad ściekowy oraz jego przekształcone biologicznie i termicznie mieszaniny nie wpływały istotnie na zwiększenie zawartości tego pierwiastka w biomasie roślin w porównaniu z obornikiem. Zastosowane nawożenie nie różnicowało wartości wskaźnika translokacji i wskaźnika bioakumulacji manganu w częściach nadziemnych i korzeniach rzepaku jarego i owsa. Nie stwierdzono zwiększenia zawartości najłatwiej dostępnych dla roślin form manganu w glebie po zastosowaniu przekształconych mieszanin osadu ze słomą. Po drugim roku badań oznaczono mniejsze zawartości tych form manganu w glebie wszystkich obiektów w porównaniu ze stwierdzonymi w pierwszym roku badań.

EN

A great variety of sewage sludge treatment methods, due to the agent (chemical, biological, thermal) leads to the formation of varying ‘products’ properties, including the content of heavy metals forms. The aim of the study was to determine the effects of biologically and thermally transformed sewage sludge on the manganese content in plants and form of this element in the soil. The study was based on a two-year pot experiment. In this study was used stabilized sewage sludge collected from Wastewater Treatment Plant Krakow – ”Płaszów” and its mixtures with wheat straw in the gravimetric ratio 1:1 in conversion to material dry matter, transformed biologically (composting by 117 days in a bioreactor) and thermally (in the furnace chamber with no air access by the following procedure exposed to temperatures of 130 °C for 40 min → 200 °C for 30 min). In both years of the study biologically and thermally transformed mixtures of sewage sludge with wheat straw demonstrated similar impact on the amount of biomass plants to the pig manure. Bigger amounts of manganese were assessed in oat biomass than in spring rape biomass. The applied sewage sludge and its biologically and thermally converted mixtures did not significantly affect manganese content in plant biomass in comparison with the farmyard manure. The applied fertilization did not modify the values of translocation and bioaccumulation ratios of manganese in the above-ground parts and roots of spring rape and oat. No increase in the content of the available to plants forms of manganese in the soil after applying biologically and thermally transformed sewage sludge mixtures with straw was detected. In the second year, lower contents of these manganese forms were noted in the soil of all objects compared with the first year of the experiment.

Słowa kluczowe

PL

przekształcanie biologiczne; przekształcanie termiczne; osad ściekowy; mangan; gleba; roślina

EN

biological transformation; thermal transformation; sewage sludge; manganese; soil; plant

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 37
• Strony: 17--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab.

Twórcy

autor

Koncewicz-Baran M.

• Katedra Chemii Rolnej i Środowiskowej, Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie, Al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków

autor

Gondek K.

• Katedra Chemii Rolnej i Środowiskowej, Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie, Al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków

autor

Korol J

• Zakład Inżynierii Materiałowej, Główny Instytut Górnictwa, Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice

Bibliografia

• 1. Ailincăi C., Jităreanu G., Bucur D., Ailincăi Despina. 2012. Soil quality and crop yields after utilization of sewage sludge on agricultural land in the Moldavian Plain, Romania. Cercetari Agronom. Moldova, 45(1): 5–18.
• 2. Baran S., Bielińska E.J., Wiśniewski J., Wójcikowska-Kapusta A. 2001. Wpływ uprawy wikliny na zawartość cynku i miedzi oraz aktywność dehydrogenaz i fosfataz w glebie lekkiej użyźnionej osadem ściekowym. Folia Univ. Agric. Stetin., 223(89): 7-14.
• 3. Baran S., Turski R. 1996. Ćwiczenia specjalistyczne z utylizacji odpadów i ścieków. Wyd. AR w Lublinie.
• 4. Dziadowiec H. 1993. Ekologiczna rola próchnicy glebowej. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 411: 269-282.
• 5. Falkowski M., Kukułka I., Kozłowski S. 2000. Właściwości chemiczne roślin łąkowych. Wydaw. AR Poznań.
• 6. Gondek K. 2009. Aspekty nawozowe i środowiskowe przemian i dostępności dla roślin wybranych pierwiastków w warunkach nawożenia różnymi materiałami organicznymi. Zesz. Nauk. UR w Krakowie, ser. Rozpr. Nr 452.
• 7. Gondek K., Koncewicz-Baran M. 2011. Manganese content in biomass of spring wheat, soil, and soil effluents after fertilization with municipal sewage sludge and compost of municipal wastes. Pol. J. Environ. Stud., 20(6): 1481-1489.
• 8. Hernández T., Moreno J.I., Costa F. 1991. Influence of sewage sludge application on crop yields and heavy metal availability. Soil Sci. Plant Nutr., 37(2): 201-210.
• 9. Iżewska A. 2009. The impact of manure, municipal sewage sludge and compost prepared from municipal sewage sludge on crop yield and content of Mn, Zn, Cu, Ni, Pb, Cd in spring rape and spring triticale. J. Elem., 14(3): 449-456.
• 10. Jaworska H. 2012. Mangan całkowity oraz jego formy mobilne w wybranych glebach płowych z okolic huty miedzi Głogów. Proceedings of ECOpole 6(2): 731-736.
• 11. Maćkowiak Cz. 2000. Skład chemiczny osadów ściekowych i odpadów przemysłu spo-żywczego o znaczeniu nawozowym. Naw. Nawoż., 4(5): 131-143.
• 12. Novak J.M., Lima I., Xing B., Gaskin J.W., Steiner C., Das K.C., Ahmedna M., Rehrah D., Watts D.W., Busscher W.J., Schomberg H. 2009. Characterization of designer biochar produced at different temperatures and their effects on a loamy sand. Ann. Environ. Sci., 3: 195–206.
• 13. Ochrona środowiska 2012. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa, 2012.
• 14. Ostrowska A., Gawliński A., Szczubiałka Z. 1991. Metody analizy i oceny gleby i roślin. Katalog. Wyd. Inst. Ochr. Środ., Warszawa.
• 15. Sapek B. 2009. Zawartość manganu i cynku w roślinności użytku zielonego na tle zmian kwasowości środowiska w wieloleciu. Ochr. Środ. Zas. Natural., 40: 224-235.
• 16. Stanisz A. 1998. Przystępny kurs statystki w oparciu o program Statistica PL na przykładach z medycyny. Wyd. „StatSoft”, Kraków.
• 17. Systematyka gleb Polski wyd. 5. 2011, Rocz. Glebozn., 62(3): 5-142.
• 18. Tys J., Piekarski W., Jackowska I., Kaczor A., Zając G., Starobrat P. 2003. Technologiczne i ekonomiczne uwarunkowania produkcji biopaliw z rzepaku. Acta Agrophys., 99: 19-22.
• 19. Uchwała Nr 217 Rady Ministrów z dnia 24 grudnia 2010 r. w sprawie Krajowego planu gospodarki odpadami 2014. Monitor Polski, Nr 101, 2010, poz. 1183.
• 20. Vaca R., Lugo J., Martínez R., Esteller M.V., Zavaleta H. 2011. Effects of sewage sludge and sewage sludge compost amendment on soil properties and Zea mays L. plants (heavy metals, quality and productivity). Revista Internacional de Contaminación Ambiental., 27(4): 303-311.
• 21. Wysokiński A. 2011. Zawartość żelaza i manganu w roślinach nawożonych osadami ściekowymi kompostowanymi z CaO i popiołem z węgla brunatnego. Ochr. Środ. Zas. Natural., 49: 108-116.
• 22. Zeien H., Brümmer G. 1989. Chemische Extractionen zur Bestimmung von Schwer-metallbindungsformen in Böden. Bonner bodenkundliche Abhandlung., 59: 505–510.