Effect of sewage sludges on soil and groundwater during cultivation of energy crops

• Autorzy: Chomczyńska M. , Wysocka A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ osadów ściekowych na środowisko gruntowo-wodne w warunkach upraw energetycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Today biomass seems to be the most Promising renewable energy source in Poland. Cultivation of energy species such as willow is one possible method of biomass supply. An increase in plant yield and energy efficiency of energy plantations requires fertilisation. Fertilisation of such plantations can be realised by using sewage sludges. The utilisation of sewage sludges is recommended because increased quantities of such wastes must be utilised. Sewage sludges contain great amounts of elements such as nitrogen, phosphorus, calcium, magnesium and sulphur used as nutrients by plants. Unfortunately, sewage sludges often contain increased amounts of heavy metals and their application has to take into account permissible heave metal loads per year. Introducing sewage sludge into soil can also cause contamination with organic compounds such as polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls, polychlorinated dibenzodioxins and dibenzofurans. Literature data indicate that the addition of sewage sludge into the ground increases the content of organic matter improving the water retention, porosity and structure of soils. The observed increase in heavy metal contents in soils after sludge application does not exceed limits accepted in countries where studies were carried out. The application of sewage sludges in proper doses does not cause a significant increase in PAHs' content because these substances are degraded by biological, chemical and physical factors. According to reported results it can be said that sometimes permissible limits of nitrate and some heavy metal contents are exceeded in soil solutions after introducing sewage sludges into soils.

PL

Obecnie najbardziej perspektywicznym, odnawialnym źródłem energii w Polsce wydaje się być biomasa. Jednym ze sposobów pozyskiwania biomasy są plantacje energetyczne wierzby. Zwiększenie plonu tego typu upraw i co za tym idzie ich efektywności energetycznej wymaga nawożenia. Do nawożenia plantacji energetycznych stosować można osady ściekowe. Wykorzystanie osadów ściekowych jako dodatków użyźniających jest pożądane ze względu na konieczność zagospodarowania zwiększających się ilości tych odpadów. Osady ściekowe zawierają znaczne ilości pierwiastków, takich jak: azot, fosfor, wapń, magnez oraz siarka, które wykorzystywane są jako składniki pokarmowe przez rośliny. Niestety często osady ściekowe zawierają zwiększone ilości metali ciężkich i dlatego ich stosowanie musi uwzględniać dopuszczalny roczny ładunek tych pierwiastków wprowadzany do podłoża glebowego. Wprowadzanie osadów do gleb może wiązać się też z zanieczyszczeniem innymi substancjami, takimi jak: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (PAHs), polichlorowane bifenyle, polichlorowane dibenzodioksyny i dibenzofurany. Jak wskazują dane literaturowe, dodatek osadów ściekowych do podłoża zwiększa zawartość materii organicznej i tym samym polepsza zdolności retencyjne, porowatość i strukturę gleb. Obserwowany wzrost zawartości metali ciężkich w glebie, po zastosowaniu osadów, nie przekracza limitów przyjętych w krajach, gdzie prowadzono badania. Zastosowanie osadów nie powoduje znaczącego wzrostu zawartości PAHs w glebie, ponieważ substancje te podlegają degradacji biologicznej, chemicznej lub fizycznej. Przedstawione w literaturze wyniki wskazują na przekroczenie dopuszczalnych limitów zawartości azotanów i niektórych metali ciężkich (Fe, Mn, Pb i Ni) w wodach glebowych po wprowadzeniu osadów do podłoża.

Słowa kluczowe

EN

energy crops; sewage sludges; heavy metals; PAHs

PL

uprawy energetyczne; osady ściekowe; metale ciężkie; PAHs

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 14, nr 8
• Strony: 773--780
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab.

Twórcy

autor

Chomczyńska M.

autor

Wysocka A.

• Lublin University of Technology, Faculty of Environmental Engineering, ul. Nadbystrzycka 40b, 20-618 Lublin, tel./fax. [phone]

Bibliografia

• [1] Kościk B.: Rośliny energetyczne, Wyd. Akad. Roln. w Lublinie, Lublin 2003.
• [2] Biopaliwa, Gradziuk P. (ed.), Wieś Jutra, Warszawa 2003.
• [3] Szczukowski S., Tworkowski J. and Stolarski M.J.: Wierzba energetyczna, Plant Press, Kraków 2004.
• [4] Siuta J.: Rekultywacja gruntów. Poradnik, Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 1998.
• [5] Hasselgren K.: Use of municipal waste products in energy forestry: highlights from 15 years of experience, Biomass Bioenergy, 1998, 15(1), 71-74.
• [6] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych, DzU, Nr 134, poz. 1140.
• [7] Bień J. and Kempa E.: Gospodarka osadami z oczyszczalni ścieków, I Kongres inżynierii Środowiska, Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, 2002, 10, 323-335.
• [8] Wielgosiński G., Imbierowicz M. and Zarzycki R.: Energetyczne aspekty gospodarki osadami ściekowym, I Kongres Inżynierii Środowiska, Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, 2002, 11, 575-590.
• [9] Council Directive 1499/31/EC on the landfill of waste, Offic. J. European Communities 1999, L182, p. 1.
• [10] Wether J. and Ogada T.: Sewage sludge combustion, Progr. Energy Combust Sci., 1999, 25, 55-116.
• [11] Adegbidi H.G., Briggs R.D., Volk T.A., White E.H. and Abrahamson L.P.: Effect of organic amendments and slow-release nitrogen fertilizer on willow biomass production and soil chemical characteristics, Biomass Bioenergy, 2003, 25, 389-398.
• [12] Cogliastro A., Domon G. and Daigle S.: Effects of waste water sludge and woodchip combinations on soil properties and growth of planted hardwood trees and willows on restored site, Ecol. Eng., 2001, 14, 71-485.
• [13] Baran S, and Olcszczuk P.: Zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych1 w glebie lekkiej w zależności od źródeł emisji, Roczn. Glebozn., 2003, LIV(3), 49-60.
• [14] Baran S. and Oleszczuk P.: Zawartość biodostępnych form wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w glebie lekkiej użyźnionej osadem ściekowym. Arch. Environ. Protect., 2003, 29(3). 77-88.
• [15] Baran S., Bielińska E.J., Oleszczuk P. and Baranowska E.: Aktywność dehydrogenaz jako wskaźnik zawartości WWA w glebie użyźnionej osadem ściekowym. Arch. Environ. Protect., 2003, 29(4), 97-105.
• [16] Baran S. and Oleszczuk P.: Zależność zmian między zawartością wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) a Zn, Cu i Pb w glebie użyźnionej osadem ściekowym, Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 2003, 494, 35-44.
• [17] Labrecque M., Teodorescu T.I. and Daigle S.: Fertilisation of willow under short-rotation culture: biomass productivity and environmental impact, Canadian energy plantation workshop, Can. For. Serv. Gananoque, Ontario 1995, 53-66.
• [18] Labrecque M. and Teodorescu T.L: Influence of plantation site and wastewater sludge fertilisation on the performance and foliar nutrient status of two willow species grown under SRIC in southern Quebec (Canada), Forest Ecol. Manage., 2001, 150, 223-239.
• [19] Rozporządzenie Ministra środowiska z dn. 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi. DzU, Nr 165, poz. 1359.
• [20] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 19 listopada 2002 r. w sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. DzU, Nr 203, poz. 1718.