Osady ściekowe jako substytut w odtwarzaniu gleby w procesie rekultywacji gruntów po górnictwie odkrywkowym wapieni

• Autorzy: Szewczyk M.

Warianty tytułu

EN

Sewage sludge as a substitute in restoring of soil in the process of reclamation of areas after opencast limestone mining

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Postęp techniczny w polskim górnictwie surowców węglanowych sprawił, że możliwa stała się eksploatacja złóż zalegających na dużych głębokościach. W związku z tym oddziaływanie górnictwa odkrywkowego staje się bardziej agresywne, pozostawiając trwałe zmiany w środowisku. Najbardziej zauważalne przemiany wiążą się ze zmianą ukształtowania powierzchni pod wyrobiska odkrywkowe i zwałowiska zewnętrzne oraz prowadzonym na szeroką skalę odwodnieniem górotworu. Skutki środowiskowe działalności wydobywczej wapieni minimalizuje się poprzez kompleksową rekultywację terenów pogórniczych. Działalność rekultywacyjna polega na stworzeniu odpowiednich warunków glebowych do wprowadzenia i utrzymania roślinności na terenach poeksploatacyjnych. Znaną metodą technicznego odtwarzania gleby na gruntach zdegradowanych jest wykorzystanie komunalnych osadów ściekowych pod warunkiem spełniania wymogów określonych w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z 2010 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych. Jednym z kryteriów kwalifikujących osady ściekowe do przyrodniczego zagospodarowania jest zawartość metali ciężkich (zarówno w komunalnych osadach ściekowych, jak i w gruncie, na którym mają być stosowane). Optymalnymi zatem gruntami do zastosowania osadów ściekowych są grunty bezglebowe o odczynie alkalicznym, czyli wyrobiska po eksploatacji wapieni. Na gruntach tych, charakteryzujących się dużą pojemnością buforową, wyklucza się możliwość szybkiej zmiany odczynu, a tym samym łatwego uwalniania metali ciężkich. Z kolei, znaczna zawartość w komunalnych osadach ściekowych materii organicznej i składników pokarmowych sprawia, że mogą one brać udział w odtwarzaniu gleby w procesie rekultywacji gruntów po wydobyciu wapieni, a ich aplikacja korzystanie wpływa na parametry gleb zdegradowanych o podwyższonym pH.

EN

Technical progress in the Polish mining of carbonate raw materials made it possible to exploit deposits at large depths. Therefore, the effect of opencast mining becomes more aggressive, leaving a permanent change in the environment. The most noticeable transformations involve a change in the topography of the excavation pit and external dump and large-scale drainage of the rock mass. Environmental effects of the limestone mining operations is minimized through a comprehensive reclamation of the post-mining areas. Known technical method of soil restoration on the degraded areas is the use of sewage sludge subject to the fulfillment of legal requirements regarding municipal sewage sludge. Many studies have shown the usefulness of the application of sewage sludge, as one of the forms of fertilizer in reclamation of degraded areas. One of the criteria of sewage sludge eligibility to natural use is the contents of heavy metals (both in sewage sludge, as well as in the land on which they are to be used). However, an equally important criterion for assessing the suitability of the sewage sludge, to its natural use is also the rate of release of these elements from the sewage sludge into the soil and their availability to plants. The bioavailability of the trace elements introduced with sewage sludge to the environment decreases with increasing pH and the content of organic matter and clay minerals in the soil. Thus optimal land for use of municipal sewage sludge are alkaline soilless grounds, that is pits after the exploitation of limestone. These grounds are characterized by a large buffer capacity that excludes the possibility of rapid changes in pH, and thus easy release of heavy metals. In turn, a significant content of organic matter and nutrients in municipal sewage sludge causes that they can take part in the restoration of the soil in the process of land reclamation after limestone mining, and their application positively affects the parameters of degraded soils with higher pH.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo odkrywkowe; surowce węglanowe; rekultywacja gruntów; osady ściekowe

EN

opencast mining; carbonate raw materials; reclamation; sewage sludge

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 17, nr 2
• Strony: 307--314
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz.

Twórcy

autor

Szewczyk M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Instytut Inżynierii Środowiska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Kabziński A., Stan, perspektywy, problemy górnictwa surowców skalnych w Polsce, Przegląd Górniczy 2003, 10, 51-60.
• [2] Kulczycki Z., Dulewski J., Baradziej M., Górnictwo odkrywkowe kopalin pospolitych oraz kierunki zmian na przestrzeni lat 2002-2009, Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energii Polskiej Akademii Nauk 2010, 79, 181-196.
• [3] Szewczyk M., Kacprzak M., Górnictwo odkrywkowe wapieni i margli w Polsce, Zasoby, wydobycie i stan zagospodarowania złóż, Gospodarka Surowcami Mineralnymi 2013, 29, 2, 69-77.
• [4] Kaźmierczak U., Milian A., Możliwości i uwarunkowania wykorzystania komunalnych osadów ściekowych do odtwarzania warstwy urodzajnej gleby w procesie rekultywacji, Górnictwo Odkrywkowe 2011, 1-2, 116-121.
• [5] Kusza G., Zmiany wybranych właściwości fizyko-chemicznych zwałowisk poeksploatacyjnych kopalni wapieni Strzelce Opolskie i Kamień Śląski pod wpływem roślinności wysokiej, [w:] Ochrona środowiska na uniwersyteckich studiach przyrodniczych, Monografia, Wyd. Uniwersytetu Opolskiego, Opole 2007, 241-248.
• [6] Quant B., Sobociński Z., Wykorzystanie osadów (ustabilizowanych) z oczyszczalni ściekowych komunalnych do rekultywacji gruntów, Inżynieria Ekologiczna 2003, 3, 65-72.
• [7] Fijałkowski K., Janecka B., Kacprzak M., Bień J., Określenie wpływu różnych dodatków organicznych na uzyskanie pokrywy roślinnej zwałowiska odpadów cynkowo-ołowianych, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2008, 11, 2, 141-148.
• [8] Wytyczne w zakresie wymagań dla procesów rekultywacji, w tym makroniwelacji, prowadzonych przy użyciu odpadów, Na podstawie pracy dra inż. P. Manczarskiego i dra inż. Z. Grabowskiego, 2008 .www.mos.gov.pl/g2/big/2009_07/ab8b4cae508b9d2ee9154227a8f7ec5a.pdf
• [8] Moreno-Penaranda R., Lloret F., Alcaniz J.M., Effects of sewage sludge on plant community composition in restored limestone quarries, Restoration Ecology 2004 12, 2, 290-296.
• [9] Ortiz O., Alcaniz J.M., Bioaccumulation of heavy metals in Dactylis glomerata L. growing in a calcareous soil amended with sewage sludge, Bioresource Technology 2006, 97, 545–552.
• [10] Kusza G., Wpływ nawożenia mineralnego oraz zastosowania osadów ściekowych na wybrane właściwości zwałowisk po eksploatacji wapieni, Roczniki Gleboznawcze 2006, 57, 1/2, 124-130.
• [11] Almendro-Candel M.B., Jordan M.M., Navarro-Pedreno J., Mataix-Solera J., Gomez-Lucas I., Environmental evaluation of sewage sludge application to reclaim limestone quarries wastes as soil amendments, Soil Biology & Biochemistry 2007, 39, 1328-1332.
• [12] Fijałkowski K., Kacprzak M., Wpływ dodatku osadów ściekowych na wybrane fizyczno-chemiczne i mikrobiologiczne parametry gleb zdegradowanych, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2009, 12, 2, 133-141.
• [13] Marando G., Jiménez P., Hereter A., Julià M., Ginovart M., Bonmatí M., Effects of thermally dried and composted sewage sludges on the fertility of residual soils from limestone quarries, Applied Soil Ecology 2011, 49, 234-241.
• [14] Siuta J., Wasiak G., Zasady wykorzystania osadów ściekowych na cele nieprzemysłowe (przyrodnicze), Inżynieria Ekologiczna 2001, 3, 13-43.
• [15] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 lipca 2010 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych, DzU 2010, Nr 137, poz. 924.
• [16] Nowak M., Kacprzak M., Grobelak A., Osady ściekowe jako substytut glebowy w procesach remediacji i rekultywacji terenów skażonych metalami ciężkimi, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2010, 13, 2, 121-131.
• [17] Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 11 sierpnia 1999 r. w sprawie warunków, jakie muszą być spełnione przy wykorzystywaniu osadów ściekowych na cele nieprzemysłowe, DzU z 1999, Nr 72, poz. 813.
• [18] Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach, DzU z 2013, poz. 21.
• [19] Komunalne osady ściekowe - podział, kierunki zastosowań oraz technologie przetwarzania, odzysku i unieszkodliwiania, Na podstawie pracy prof. dr hab. inż. M. Janosz-Rajczyk, Częstochowa 2004. ww.mos.gov.pl/g2/big/2009_07/136e320fdb8719b305c343a23373bf8f.pdf
• [19] Rosik-Dulewska C., Podstawy gospodarki odpadami, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2002.
• [20] Bień J.B., Wystalska K., Osady ściekowe. Teoria i praktyka, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2011.
• [21] McBride M., Sauve S., Hendershot W., Solubility control of Cu, Zn, Cd and Pb in contaminated soils, European Journal of Soil Science 1997, 48, 337-346.
• [22] Ledin M., Krantz-Rulcker C., Allard B., Zn, Cd and Hg accumulation by microrganisms, organic and inorganic soil components in multi-compartment systems, Soil Biology and Biochemistry 1996, 28, 6, 791-799.