Stabilize arıtma çamurlarının topraktaki azot ve üreaz aktivitesine etkileri

Yıl 2010, Cilt: 20 Sayı: 1, 29 - 38, 31.12.2010

Efsun Dindar F.olcay Topaç Şağban Hüseyin S. Başkaya

Öz

Bu çalışmada, farklı yöntemlerle stabilize edilen çamurların uygulandığı topraklarda çeşitli azot formları ve üreaz aktivitesi değerlerinde meydana gelen değişimler belirlenmiştir. Evsel nitelikli ham arıtma çamuruna, patojen popülasyonunu değişen derecelerde azaltan dört farklı stabilizasyon
yöntemi (havada kurutma, pastörizasyon, kireç stabilizasyonu ve kireç+kül stabilizasyonu) uygulanmıştır. Stabilize edilen arıtma çamurları 50 ve 100 ton ham kuru çamur ha-1 oranını sağlayacak şekilde 2 tekrarlamalı tesadüfi blok tasarımı düzeninde 500 g kuru toprak içeren kaplara eklenmiştir. Örnekler 28ºC’de 34 gün boyunca inkübe edilmiştir ve inkübasyonun 5, 8, 15, 22, 29 ve 34. günlerinde alınan örneklerde toplam azot, amonyum azotu ve nitrat azotu konsantrasyonları ile üreaz aktivitesi seviyeleri belirlenmiştir. Uygulanan havada kurutma, pastörizasyon, kireç stabilizasyonu ve kireç+kül stabilizasyonu yöntemleri, çamurun fekal koliform içeriğini önemli derecede (4.12 ila 7.74 log) azaltmıştır. Uygulanan stabilizasyon yöntemleri USEPA kriterleri çerçevesinde değerlendirildiğinde, kurutma, kireç stabilizasyonu ve kireç+kül stabilizasyonu yöntemlerinin B sınıfı biyokatı oluşturduğu sonucuna varılmıştır. Diğer yandan, çamurun pastörize edilmesi (70ºC’de 30 dk.) ile USEPA A sınıfı biyokatı kriterleri sağlanmıştır. Sonuçlar çamura uygulanan stabilizasyon yöntemlerinin arasındaki farkların, toprakların toplam azot konsantrasyonu ve üreaz aktivitesi değerine olan etkisinin önemsiz olduğunu göstermiştir. Diğer taraftan, çamur uygulanan topraklarda belirlenen amonyum ve nitrat azotu değerlerinin ise çamura uygulanan stabilizasyon yöntemlerine bağlı olarak değiştiği tespit edilmiştir. İnkübasyon sonuçları özellikle alkali çamur uygulanan topraklarda, nitrifikasyon prosesinin amonifikasyona göre daha hızlı yürüdüğünü göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Arıtma çamuru, azot formları, çamur stabilizasyonu, üreaz aktivitesi, toprak

Kaynakça

• APHA, AWWA, WEF, (1998). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th edition, Baltimore, USA.
• Banerjee, M.R., Burton, D.L. ve Depoe, S., (1997). Impact of sewage sludge application on soil biological characteristics, Agriculture, Ecosystems & Environment, 66, 3, 241-249.
• Bremner, J.M. ve Mulvaney, C.S., (1982). Nitrogen-total, in Page, A.L., eds, Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbiological Properties, SSSA Book Series No. 9, Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, 595-622, Madison, WI.
• Chu, C.W. ve Poon, C.S., (1999). The feasibility of planting on stabilized sludge-amended soil, Environmental International, 25, 4, 465-477.
• Keeney, D.R. ve Nelson, D.W., (1982). Nitrogen-inorganic forms, in Page, A.L., eds, Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbiological Properties, SSSA Book Series No. 9, Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, 643-693, Madison, WI.
• Kocaer, F.O., (2005). Uçucu kül katkılı alkali stabilize arıtma çamurlarının toprak özelliklerine etkileri, Doktora Tezi, Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa.
• Korentajer, L., (1991). A review of the agricultural use of sewage sludge, its benefits and potential hazards, Soil and Irrigation Research Institution South Africa, 17, 136-196.
• Mc Lean, E.O., (1982). Soil pH and lime requirement, in Page, A.L., eds, Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbiological Properties, SSSA Book Series No. 9, Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, 199-223, Madison, WI.
• Nelson, D.W. ve Sommers, L.E., (1982) Total carbon, organic carbon and organic matter, in Page, A.L., eds, Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbiological Properties, SSSA Book Series No 9, Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, 539- 577, Madison, Wisconsin.
• Olsen, S.R. ve Sommers, L.E., (1982). Phosphorus, Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbiological Properties, Agronomy Monograph No:9, 2nd edition, ASA-SSSA. Madison, 403-427, Wisconsin. USA.
• Paul, E.A. ve Clark, F.E., (1989). Soil Microbiology and Biochemistry, 271, Academic Press, New York.
• Pascual, J.A., Hernandez, T., Garcıa, C. ve Ayuso, M., (1998). Enzymatic activities in an arid soil amended with urban organic wastes: Laboratory experiment, Bioresource Technology, 64, 131-138.
• Rhoades, J.D., (1982). Soluble salts, in Page, A.L., eds, Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbiological Properties, SSSA Book Series No. 9, Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, 285-290, Madi son, WI.
• Sabey, B.R., Agbim, N.N. ve Markstrom, D.C., (1975). Land application of sewage sludge: iii. nitrate accumulation and wheat growth resulting from addition of sewage sludge and wood wastes to soils, Journal of Environmental Quality, 4, 388-393.
• Samaras, P., Papadimitriou, C.A., Haritou, I., ve Zouboulis, A.I., (2008). Investigation of sewage sludge stabilization potential by the addition of fly ash and lime, Journal of Hazardous Material, 154, 1052-1059.
• Sastre, I.M., Vicente, M.A. ve Lobo, M.C., (1996). Influence of the application of sewage sludges on soil microbial activity, Bioresource Technology, 57, 19-23.
• Smith, S.R, Woods, V. ve Evans, T.D., (1998). Nitrate dynamics in biosolids-treated soils. I. Influence of biosolids type and soil type, Bioresource Technology, 66, 139-149.
• Taşatar, B., (1997) Endüstriyel nitelikli aritma çamurlarinin bazi toprak özellikleri üzerine etkileri, Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Tejada, M., Hernandez, M.T. ve Garcia, C., (2006). Application of two organic amendments on soil restoration: Effects on the soil biological properties, Journal of Environmental Quality, 35, 1010-1017.
• Topaç, F.O., Başkaya, H.S. ve Alkan, U., (2008). The effects of fly ash incorporation on some available nutrient contents of wastewater sludges, Bioresource Technology, 99, 1057-1065.
• TKKY, 31-05-2005 tarihli ve 25831 sayılı Resmi gazete, Toprak Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği.
• Towers, W. ve Horne, P., (1997). Sewage sludge recycling to agricultural land: Environmental scientist’s perspective, Journal of the Institution of Water and Environment Management, 11, 126- 132.
• U.S. E.P.A., (1999). 40 CFR Part 503- Standarts for the use or disposal of sewage sludge as amended 08-04-99.
• Weissinger, T.H. ve Girovich, M.J., (1994). Evaluation of a chemical stabilization process, Remediation, 5, 1, 77-91.
• Wong, J.W.C., Lai, K.M., Fang, M. ve Ma, K.K., (1998). Effect of sewage sludge amendment on soil microbial activity and nutrient mineralization, Environment International, 24, 8, 935-943.