Városi szennyvíziszap-kezelés hatása a talaj Cu, Zn, Mn, Ni és Co frakcióira és a növényi elemfelvételre tenyészedény-kísérletben

A megengedett határértéket meghaladó fémtartalmú városi szennyvíziszapnak a kísérleti talajok (savanyú és karbonátos homok, ill. savanyú agyagos vályog és karbonátos vályog) Co, Ni, Mn, Cu és Zn frakcióira (mobilis: 1 M NH4NO3-oldható, mobilizálható: ammónium-acetát+EDTA-oldható, „összes”: cc. HNO3+cc. H2O2 roncsolás) és a tavaszi árpa szemtermésének elemtartalmára gyakorolt hatását vizsgáltuk tenyészedény-kísérletben. Az alkalmazott iszapterhelések a következők voltak: 0, 2,5, 5, 10 és 20 g iszap szárazanyag/kg légszáraz talaj. Az 5 iszapkezelés×4 talaj = 20 kezelés×4 ismétlés = 80 edényszámot tett ki. A kapott eredményeket az alábbiakban foglaljuk össze: – A talaj elemfrakciói és az árpaszem elemtartalma között regresszió-analízist végezve megállapítottuk, hogy az árpaszem és a talaj Co-, Ni-, Cu- és Zn-tartalmának kapcsolatát legjobban ezen elemek mobilis frakciójával jellemezhetjük. – Az iszappal kijuttatott elemek elenyésző hányada jelenik csak meg mobilis formában a talajban. Az eredmények azt mutatták, hogy minél gazdagabb a talaj a vizsgált elemekben, annál kisebb hányaduk van mobilis formában. A legnagyobb arányban a kijuttatott nikkel jelent mobilis elemként, átlagosan 3%-ban. A vizsgált elemek a Co és Mn kivételével a legnagyobb arányban a két homoktalajon, elsősorban a savanyú homokon voltak a mobilis frakcióban. A nyírlugosi talajon a legkisebb terheléssel kijuttatott Zn 19%-ban NH4NO3-oldható formában jelent meg. – A vizsgált elemek sorrendje a talajokon való megkötődés erőssége szerint a következő volt az adott kísérleti feltételek mellett: Mn > Zn > Cu > Ni = Co. – Az iszap pH-növelő hatásának eredményeképpen a vizsgált savanyú homoktalaj mobilis Co- és Mn-tartalma harmadára csökkent annak ellenére, hogy az „összes” elemtartalom nem változott szignifikánsan. Ez a csökkenés az árpaszem Co- és Mn-tartalmában is megmutatkozott. Ezért az iszapok szabadföldre történő elhelyezésénél az iszap elemtartalmán túl figyelembe kell venni egyéb paramétereit (pH, CaCO3 %, szerves anyag) is, mert azok a talaj tulajdonságait és ezen keresztül a szennyező elemek oldódását befolyásolhatják. A fenti megállapítások megnyugtatóak a szennyvíziszapok mezőgazdasági hasznosítása szempontjából, de miután a kísérleti eredményeket extrém elemterhelés mellett kaptuk, hasonló munka elvégzése javasolható megengedett elemkoncentrációjú szennyvíziszappal is. | The Co, Ni, Mn, Cu and Zn fractions (mobile: 1 M NH4NO3-soluble, mobilizable: ammonium acetate + EDTA-soluble, “total”: cc. HNO3 + cc. H2O2 -soluble) of the experimental soils and the Co, Ni, Mn, Cu and Zn contents of spring barley grain were examined in a pot experiment to investigate the effect of applying communal sewage sludge with metal contents exceeding the authorized limit. The four experimental soils were brown forest soil with alternating thin layers of clay, or acidic sand (Nyírlugos), calcareous sandy soil (Őrbottyán), calcareous chernozem loamy soil (Nagyhörcsök) and brown forest soil, or acidic loam (Gyöngyös/Tasspuszta). The sludge was applied at rates of 0, 2.5, 5, 10 and 20 g sludge dry matter/kg air-dry soil. The five treatments and four soils in four replications gave a total of 80 pots. The results could be summarized as follows: – Regression analysis on the soil element fractions and the barley grain element contents revealed the closest correlation between the Co, Ni, Cu and Zn contents of the barley grain and the mobile fraction of these elements in the soil. – Only a negligible proportion of the elements added with the sludge appeared in mobile form in the soil. For all the elements tested, the ratio of the mobile fraction compared with the quantity applied became smaller at higher application rates, i.e. the more of the given element was present in the soil, the smaller the proportion detected in mobile form. Nickel was found in the greatest ratio in mobile form (3% on average). With the exception of Co and Mn the elements tested had the greatest mobile fraction on the two sandy soils, especially on acidic sand. On the Nyírlugos soil 19% of the Zn from the lowest application rate was found in NH4NO3-soluble form. – Under the given experimental conditions the order of the elements in terms of adsorption strength was: Mn > Zn > Cu > Ni = Co. – Due to the pH-increasing effect of the sludge, the mobile Co and Mn contents of acidic sandy soil decreased to a third, despite the fact that the “total” element content did not change significantly. This reduction was also detected in the Co and Mn contents of barley grain. When sewage sludge is applied to land it is thus important to consider not only the element contents, but also other parameters (pH, CaCO3 %, organic matter), as these may influence soil properties and thus the dissolution of contaminants. The above conclusions are reassuring for the agricultural utilization of sewage sludge, but as the results were obtained for extremely high metal contents, similar experiments should be carried out using sewage sludge with the permitted values of element concentrations