Wpływ dodatku osadów ściekowych na wybrane fizyczno-chemiczne i mikrobiologiczne parametry gleb zdegradowanych

• Autorzy: Fijałkowski K. , Kacprzak M.

Warianty tytułu

EN

The influence of sewage sludge addition on selected physico-chemical parameters of degraded soils

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Gleby zdegradowane w wyniku szkodliwego oddziaływania emisji z hut metali nieżelaznych są często wyjałowione z substancji organicznej oraz brak w nich odpowiedniej mikroflory. Taki stan środowiska glebowego wyklucza skuteczność biologicznej rewitalizacji bez wcześniejszego wzbogacenia matrycy gleby odpowiednimi substratami. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące zmian wartości wybranych parametrów mikrobiologicznych i fizyczno-chemicznych gleby wzbogaconej komunalnymi osadami ściekowymi po 6 miesiącach od aplikacji substratu. W doświadczeniu wykorzystano zdegradowaną glebę pochodzącą z terenu oddziaływania huty w Miasteczku Śląskim i komunalny osad ściekowy z oczyszczalni ścieków komunalnych w Pajęcznie w trzech proporcjach wagowych (10, 30 i 50%). Przeprowadzone analizy wykazały poprawę większości badanych parametrów (pH, TEB, CEC, azot organiczny, fosfor przyswajalny, liczebność grzybów i promieniowców), a zastosowane osady ściekowe przyczyniły się zarówno do wzrostu zdolności buforowych badanej gleby, jak i jej znacznego wzbogacenia w fosfor przyswajalny łącznie z poprawą stosunku C:N. Otrzymane dane wskazują, że w badanej glebie zachodzi korzystna odnowa procesów mineralizacji substancji organicznej, co potwierdza skuteczność stosowania osadów ściekowych w rekultywacji gleb zdegradowanych.

EN

One of the most widespread form of soil degradation is the chemical contamination, which is generally seen in industrialized areas and can be manifested as heavy metals pollution. Soils degraded by the toxic emissions from non-ferrous foundries (rich of heavy metals) are very often deficient in organic compounds and suitable microflora because of limited soil's protective abilities in the presence of metallic elements contamination. That kind of soils is hard to revitalize without earlier improvement of soil matrix by specific substratum. Sludges from municipal waste water treatment plants (particularly from country-side ones) are rich in nutritive compounds which can be assimilated by plants. Because of that, sludges can be very effective soil-forming substrates in upper layers of inorganic ground where they can restore a biological activity which is proper for fertile soils. The paper presents the evaluation of municipal sewage sludge influence on selected physico-chemical and biological (bacteria and fungi constitute the most important part of the microflora present in soils) parameters of degraded soil after six months since the application. The investigated soil was taken from the area polluted by Miasteczko Slaskie zinc foundry, and municipal sewage sludge originated from waste water treatment plant in Pajeczno. Conducted analyses have shown improvement in the majority of studied parameters (fungi and actinomycetes population, pH, TEB, CEC, Kiejdahl's nitrogen and assimilable phosphorus). Applied sewage sludge caused improvement of sorption capacity (cation exchange capacity - CEC) which indicates amelioration of soil's fertility. Sludge used in experiment also indicates high enlargement of assimilable phosphorus in connection to appropriate carbon to nitrogen ratio (C:N). The presented work has shown positive sewage sludge influence on organic matter mineralization processes which confirms the fact that this substratum can be effectively used in degraded soil reclamation e.g. in low cost soil cleaning procedures like phytoremediation.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; gleby zdegradowane; rekultywacja; parametry glebowe

EN

municipal sewage sludge; degraded soils; reclamation; soil parameters

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 12, nr 2
• Strony: 133--141
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz.

Twórcy

autor

Fijałkowski K.

autor

Kacprzak M.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska,

Bibliografia

• [1] Lynch I, Moffat A., Bioremediation - prospects for the future application of innovative applied biological research, Annuals of App. Biol. 2005, 146, 217-221.
• [2] Inspekcja Ochrony Środowiska, Stan Środowiska w Polsce na tle celów i priorytetów Unii Europejskiej, raport wskaźnikowy 2004, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa 2004.
• [3] Główny Urząd Statystyczny, Ochrona Środowiska 2007, Informacje i Opracowania Statystyczne, Warszawa 2007.
• [4] Główny Urząd Statystyczny, Ochrona Środowiska 2008, Informacje i Opracowania Statystyczne, Warszawa 2008.
• [5] Lima J., Nahas E., Gomes A. C., Microbial populations and activities in sewage sludge and phosphate fertilizer-amended soil, App. Soil Ecol. 1996, 4, 75-82.
• [6] Kacprzak M., Fijałkowski K., Neczaj E., Potential of organic waste materials for enhanced natural remediation of heavy metal contaminated soil, International Symposium on Environmental Biotechnology, Lipsk 2006, 327.
• [7] Merrington G., Oliver I., Smernik R. J., McLaughlin M. J., The influence of sewage sludge properties on sludge-borne metal availability, Advanced in Environ. Research 2003, 8, 21-36.
• [8] Brookes P., Heijnen E., McGrath S. P., Soil microbial estimates in soils contaminated with metals. Soil Biol. Biochem. 1986, 18, 383-388.
• [9] Fließbach A., Martens R., Reber H. H., Soil microbial biomass and microbial activity in soils treated in heavy metals contaminated sewage sludge, Soil Biol. Biochem. 1997, 26, 1201-1205.
• [10] Banerjee M., Burton D., Depoe S., Impact of sewage sludge application on soil biological characteristic, Agriculture Ecosystems & Environ. 1997, 66, 241-249.
• [11] Łapiński W., Przyroda i leśnictwo Śląska w zasięgu Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych w Katowicach, Wydawnictwo Łaciński, Katowice 2003.
• [12] PN-ISO-14235:2003, Jakość gleby, Oznaczanie zawartości węgla organicznego przez utlenianie dwuchromianem (VI) w środowisku kwasu siarkowego (VI).
• [13] Stevenson F., Humus chemistry, Genesis, composition, reactions, John Wiley and Sons, New York 1982.
• [14] PN-ISO-11261:2002, Jakość gleby, Oznaczanie azotu ogólnego, Zmodyfikowana metoda Kjeldahla.
• [15] PN-R-04023:1996, Analiza chemiczno-rolnicza gleby, Oznaczanie zawartości przyswajalnego fosforu w glebach mineralnych.
• [16] PN-ISO-10390:1997, Jakość gleb, Oznaczanie pH.
• [17] Mocek A., Drzymała S., Maszner P., Geneza, analiza i klasyfikacja gleb, Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Poznaniu, Poznań 2000.
• [18] Karczewska A., Kabała C., Metody analiz laboratoryjnych gleb i roślin, Akademia Rolnicza we Wrocławiu (Dostęp internetowy: http://www.ar.wroc.pl/~kabala), Wrocław 2008.
• [19] PN-R-04027:1997, Analiza chemiczno-rolnicza gleby, Oznaczanie kwasowości hydrolitycznej w glebach mineralnych.
• [20] PN-ISO-11047:2001, Jakość gleby, Oznaczanie kadmu, chromu, kobaltu, miedzi, ołowiu, manganu, niklu i cynku w ekstraktach gleby wodą królewską, Metody płomieniowej i elektrotermicznej absorpcyjnej spektrometrii atomowej.
• [21] Obbard J., Ecotoxicological assessment of heavy metals in sewage sludge amended soils, Applied Geochemistry 2001, 16, 1405-1411.
• [22] Gasco G., Martinez-Inigo M., Lobo M. C., Soil organic matter transformation after a sewage sludge application, EJEAFChe 2004, 3, 716-722.
• [23] Wang X., Chen T., Yinghua G., Yongfeng J., Studies of land application of sewage sludge and its limiting factors, Journal of Hazardous Materials 2008, 160, 554-558.
• [24] Zawadzki S., Gleboznawstwo, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 1999.
• [25] Adriano D., Wenzel W., Vagronsveld J., Bolan N. S., Role of assisted natural remediation in environmental cleanup, Geoderma 2004, 122, 121-142.
• [26] Yang X., Jin X., Feng Y., Islam E., Molecular mechanisms and genetic basis of heavy metal tolerance/hyperaccumulation in plants, Acta Botanica Sinica 2005, 47, 1025-1035.
• [27] Kacprzak M., Wspomaganie procesów remediacji gleb zdegradowanych, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2007.
• [28] Kacprzak M., Stańczyk-Mazanek E., Changes in the structure of fungal communities of soil treated with sewage sludge, Biol. Fertil Soils 2003, 38, 89-95.