Farklı düzeylerde kireç içeren topraklara uygulanan arıtma çamurunun Cynodon dactylon (L.) pers. ve Lolium perenne (L.) yetiştiriciliğinde kullanımı ve ağır metallerin biyoakümülasyonu

Abstract

Antalya Hurma Atık Su Arıtma Tesisinden alınan kurutulmuş ve stabilize edilmişarıtma çamuru 0 (Aç0), 0.5 (AÇ0.5), 1 (AÇ1), 2 (Aç2), 4 (AÇ4), 8 (AÇ8) ton da-1dozlarında; %8 (T1) ve %19.4 (T2) düzeylerinde CaCO3 içeren iki toprağa homojen birşekilde karıştırılmış ve hazırlanan bu ortamlarda Bermuda (Cynodon dactylon L. Pers.)ve İngiliz (Lolium perenne L.) çim bitkileri yetiştirilmiştir. Arıtma çamuru uygulamalarıyetiştirme ortamlarının (toprak ve arıtma çamuru karışımı) pH'ında belirgin birdeğişime neden olmazken; EC, organik madde içeriği, toplam azot (N), fosfor (P),potasyum (K), kalsiyum (Ca), magnezyum (Mg) ve sodyum (Na) konsantrasyonlarınıarttırmıştır.Arıtma çamuru uygulamalarına bağlı olarak hem bermuda hem de İngiliz çimininyetiştirildiği ortamların toplam demir (Fe), çinko (Zn), mangan (Mn) konsantrasyonlarıartış gösterirken; toplam Cu konsantrasyonu bermuda'nın yetiştirildiği ortamlardaartmış, İngiliz çiminin yetiştirildiği ortamlarda ise azalmıştır. Toprakların kireçdüzeyleri açısından genel bir değerlendirme yapıldığında yetiştirme ortamlarının toplamFe, Zn, Mn ve Cu konsantrasyonları T1 toprağında T2 toprağına göre daha yüksekolarak belirlenmiştir.Bermuda'nın yetiştirildiği ortamların toplam Ni ve Cr konsantrasyonları arıtmaçamuru uygulamaları ile artış göstermiş, toplam Cd konsantrasyonu açısından isebelirgin olmasa da hafif bir azalma belirlenmiştir. İngiliz çiminin yetiştirildiği ortamların arıtma çamuru uygulamaları ile toplam Ni konsantrasyonu artmış, toplam Crve Cd konsantrasyonları hafif bir azalma göstermiştir. Her iki bitkinin yetiştirmeortamlarının toplam Ni, Cr ve Cd konsantrasyonları T1 toprağında T2 toprağına göredaha yüksek olarak belirlenmiştir.Arıtma çamuru uygulamalarındaki artışa bağlı olarak; bermuda ve İngiliz çimlerininçıkış ve alanı kaplama hızları azalma göstermiş; bitki boyu, 1-9 skalasına göregözlemlenen renk kriteri, Minolta- Spad 502 Plus cihazı ile arazi koşullarında yapılanklorofil ölçüm değerleri, laboratuar koşullarında toplam klorofil analizi sonucunda eldeedilen değerler, kuru ağırlık verimi, bitkilerin N, P, K, Ca, Mg ve Na konsantrasyonlarıartış göstermiştir. Arıtma çamuru uygulamalarına bağlı olarak bermuda çiminin Fe veZn konsantrasyonları artmış; Mn ve Cu konsantrasyonları ise azalmıştır. Bemudaçiminin Ni, Cr, Pb ve Cd konsantrasyonları üzerine uygulamaların etkileri önemliolmamıştır. Arıtma çamuru uygulamalarına bağlı olarak ingiliz çiminin Fe, Mn, Cr veCd konsantrasyonları azalmış, Zn ve Cu konsantrasyonları ise artmıştır. İngiliz çimininNi konsantrasyonu ise AÇ1 uygulamasına kadar azalmış, ancak bu uygulamadan sonraartış eğilimine girmiştir.Yetiştirilen çim bitkilerinin üst aksamları için hesaplanan biyoakümülasyon değerleri(BAFFe, BAFZn, BAFMn, BAFCu, BAFNi, BAFCr ve BAFCd) BAF için verilen kritik sınırdeğeri olan 1'den daha düşük olarak tespit edilmiş ve bu bitkilerinin hiperakümülatörolmadığı belirlenmiştir.Genel bir değerlendirme yapıldığında arıtma çamuru uygulamaları hem denemetopraklarında hem de yetiştirilen çim bitkilerinde ağır metaller açısından herhangi birrisk oluşturacak etkiye sahip olmamıştır. Zira, toprakların organik madde içeriği ilemakro ve mikro besin elementleri açısından zenginleşmesini sağladığı için çimbitkilerinin büyüme ve gelişmelerini olumlu etkilemiştir. İncelenen kriterler açısından 4ton da-1 (AÇ4) ve 8 (AÇ8) ton da-1 uygulamaları arasında belirgin bir farkbelirlenemediği için 4 ton da-1 uygulama düzeyinin yeterli olacağı düşünülmektedir.

Dried and stabilized sewage sludge taken from Antalya Hurma waste water treatmentplant was applied in 0 (Aç0), 0.5 (AÇ0.5), 1 (AÇ1), 2 (Aç2), 4 (AÇ4), 8 (AÇ8) ton da-1doses to two soils containing different levels of CaCO3, 8% (T1) and 19.4% (T2)respectively, and bermudagrass (Cynodon dactylon L. Pers.) and perennial ryegrass(Lolium perenne L.) were grown on those soils. While there wasn't any significantchange at pH of the growing medias (soil and sewage sludge mixture), the level of ECand organic matter. Sewage sludge applications to growing media also increased totalN, P, K, Ca, Mg and Na concentrations of the growing media.Due to the applications of sewage sludge, the total concentrations of Fe, Zn, Mnincreased in both media at which bermudagrass and perennial ryegrass plants grown.But while Cu concentration of media with bermudagrass increased, it decreased inperennial ryegrass growing media. After a general evaluation of soils concerning in lessof the level of limestone, levels of total Fe, Zn, Mn and Cu concentrations in T1 soil wasdetermined to be higher than T2 soil.Sewage sludge treatment to growing media of Bermuda increased to total Ni and Crconcentrations, as for the total Cd concentration a slight but not significant decrease hasbeen determined. Sewage sludge treatment to growing media of perennial ryegrassincreased the total concentration of Ni and caused a slight decrease in total concentrations of Cr and Cd. Total concentrations of Ni, Cr and Cd in growing mediawere determined to be higher in T1 soil than T2 soil.With the increased level of sewage sludge application; seedling emergence and turfgrassestablishment rate of bermudagrass and perennial ryegrass were decreased; plant height,turfgrass colour rated, chlorophyll content measured under field conditions with thedevice Minolta-SPAD 502 Plus, total chlorophyll values as an obtained result ofanalysis in laboratory conditions, dry weight yield, N, P, K, Ca, Mg and Naconcentrations of plants were increased. Fe and Zn concentrations of bermudagrassincreased depending on the sewage sludge application rates; while Mn and Cuconcentrations decreased. The effects of sewage sludge application on Ni, Cr, Pb andCd concentrations were not significant on the bermudagrass. Sewage sludge applicationdecreased Fe, Mn, Cr and Cd concentrations of perennial ryegrass, however it increasedZn and Cu concentrations. On the other hand, Ni concentration of perennial ryegrassdecreased with the increasing rate from AÇ0.5 to AÇ1, and then started to increase afterthis rate.Calculated bioaccumulation values (BAFFe, BAFZn, BAFMn, BAFCu, BAFNi, BAFCrand BAFCd) for the shoots of grown grasses were found to be lower than BAF criticallimit value of 1, proving those plants are not hyperaccumulators.In conclusion, sewage sludge treatments did not create any risk in experiment soilsand turfgrasses in terms of heavy metal concentration, moreover, sewage sludgetreatments have positive effects on turfgrasses growth due to the fact that sewage sludgeincrease organic matter, macro and micro nutrient concentrations in soils. Since there isno significant difference between 4 ton da-1 (AÇ4) and 8 ton da-1 (AÇ8) doses in termsof investigated criteria, 4 ton da-1 doses is considered to be sufficient.