Agricultural use of biological phosphorus removal sludges

Abstract

ÖZET Arıtma çamurlarının fosforlu gübre olarak değerlendirilebilmesi için, bitkiye yarayışlı fosfor ve ağır metal içeriklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Çamurlar, toprağa verilmeden önce, koku, ayrışma ve bakteriyolojik kirlenme potansiyelinin azaltılması amacıyla stabilize edilmelidir. Bu çalışma, biyolojik fosfor giderimi çamurlarının yarayışlı fosfor ve ağır metal içeriklerinin belirlenmesini amaçlamaktadır. Kireç stabilizasyonun bu parametreler üzerindeki etkisi ve çamurun uygulandığı toprak örneklerinde yarayışlı fosforun zamanla değişimi de ayrıca bu çalışma kapsamında incelenmiştir. Çalışmanın birinci bölümünde, çamur, kireçle stabilize edilmiş çamur ve kimyasal gübre uygulanan toprak örnekleri kullanılarak, saksı deneyleri yapılmıştır. Her bir uygulamada, bitkiye yarayışlı fosfor ve ağır metal parametreleri bitki-alımı cinsinden belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde, aynı toprak kullanılarak inkübasyon deneyleri yürütülmüştür. Bitkiye yarayışlı fosfor parametresi, Olsen metoduna göre ölçülüp, parametrenin aldığı değer zamanla değişimi 60 gün süresince gözlenmiştir. Çalışmanın sonucunda biyolojik fosfor giderim çamurlarının tarımsal kullanımı yoluyla, fosforun geri dönüşümünün mümkün olduğu saptanmıştır. Çamur ve kimyasal gübre uygulanan örnekler ve kontrollerde, bitkiye ağır metal geçişi karşılaştırılabilir düzeydedir. Kireç stabilizasyonu bazı metallerin bitkiye geçişini azaltmıştır. Biyolojik fosfor giderim çamurunun, fosforu zamanla salarak, topraktaki fosfor yarayışlılığını belli düzeyde koruyabildiği gözlenmiştir. Kireç stabilizasyonu, susuzlaştırılmış çamur kullanılması halinde fosfor yarayışlılığını azaltmış, çamur sıvı halde stabilize edilerek uygulandığında benzer etki gözlenmemiştir.

IV ABSTRACT Reuse of sewage sludges as phosphorus fertiliser requires the estimation of the plant availabilities of phosphorus (P) and the heavy metals, which are the most important parameters in these practices. Sludges must be stabilised before the land application, in order to reduce its odour, degradation and bacteriologic pollution potential. This study investigates the availabilities of phosphorus and heavy metals from biological phosphorus removal sludges. The effect of lime stabilisation on these availabilities and the change of available P in sludge amended soil with time were also investigated. In the first part of the study, pot experiments were performed with sludge, lime-stabilised sludge, and chemical fertiliser amended soil samples. The availabilities of phosphorus and heavy metals were determined in each amendment in terms of plant uptake. In the second part of the study, incubation tests were performed with the same soil sample. The change in plant available P, extracted with Olsen reagent, in a 60-days period was observed. The study revealed that nutrient recycling through the agricultural use of biological phosphorus removal sludges is possible. The availability of heavy metals in sludge amended soil samples was comparable with that in control (non-treated) and the chemical fertiliser amended samples. Lime stabilisation reduced the availability of certain metals. Biological phosphorus removal sludge was found to be a slow-release phosphorus fertiliser. Lime stabilisation decreased the P-availability when dewatered sludge was used (pot experiments). However, on the same soil, P availability was not decreased by lime stabilisation when the sludge was undewatered (incubation tests).