Komplexní výzkum týmu vědců z Fakulty životního prostředí ČZU naznačil, jakým směrem by se nakládání s čistírenskými kaly mělo ubírat.
Cizorodé látky
Čistírenské kaly, které vznikají jako odpad při čištění odpadních vod, jsou bohaté na živiny a organickou hmotu, proto se historicky využívají jako hnojivo pro zemědělskou půdu. Jejich aplikace je přínosná zejména kvůli tvorbě zemědělských výnosů nebo zvyšování půdní vlhkosti, pórovitost a sorpční kapacity půdy.
Jenomže při čištění odpadních vod se odstraňují nežádoucí látky, které se koncentrují právě do kalu a mohou nepříznivě ovlivnit životní prostředí a lidské zdraví. Jedná se o tzv. mikropolutanty, zahrnující nejrůznější léčiva, hormony, chemikálie z domácností i z obalů potravin, změkčovadla, plasty, insekticidy a další potenciálně rakovinotvorné „endokrinní disruptory“, doplňují kovy nebo perzistentní organické polutanty (jako PAU a PCB).
„Řada těchto látek se sice přirozeně v prostředí rozkládá, jejich neustálý přísun a hromadění ale představují závažné riziko pro životní prostředí a lidské zdraví. Jiná skupina látek, jako fluorované polymery, mezi které patří i všeobecně rozšířený teflon a které najdeme třeba v obalech od popcornu a jiných mastných potravin, jsou přirozenému rozkladu zcela odolné,“uvádí Michael Komárek, člen výzkumného týmu.
V rámci legislativy byly proto přijaty limity pro kovy a další rizikové prvky, vybrané organické sloučeniny a mikrobiální znečištění. „Platná vyhláška o použití upravených kalů na zemědělské půdě zohledňuje pouze celkové koncentrace rizikových látek, ale opomíjí jejich potenciální vylouhovatelnost. Právě ta je pro posouzení rizik aplikace čistírenských kalů do půdy naprosto klíčová,“ uvádí v tiskové zprávě pražská Fakulta životního prostředí ČZU.
Právě vědecký tým Martiny Vítkové a Michaela Komárka z katedry geoenvironmentálních věd se zaměřil na koncentrace znečišťujících látek v kalech, zemědělské půdě i pěstovaných plodinách a posoudil, jak si při odstraňování těchto látek z kalů vede pyrolýza a kompostování.
Pyrolýza dosáhla lepších výsledků
Pro svůj výzkum vědci zkombinovali laboratorní a terénní experimenty, přičemž využili vzorky půdy z pěti zemědělských lokalit, na kterých v minulosti dlouhodobě docházelo k aplikaci čistírenských kalů. Dále odebrali vzorky kalů z více než deseti čistíren odpadních vod, a to obecních i průmyslových.
Kromě obsahu rizikových prvků a makroživin zkoumali i mikropolutanty, u kterých zatím legislativa nevyžaduje jejich sledování, včetně 20 nejčastějších léčiv a látek z produktů denní potřeby, 20 endokrinních disruptorů a 32 perfluorovaných sloučenin. Posléze vystavili tři reprezentativní kaly se zvýšeným obsahem sledovaných mikropolutantů procesu kompostování (s teplotním maximem kolem 55°C) a pyrolýze (600–650°C), a porovnali jejich složení s původními vzorky.
Polutanty v kalech byly podrobeny standardizovaným testům a nakonec došlo k vyhodnocení koncentrací (mikro)polutantů v půdě i v nadzemních částech pěstovaných plodin, a aktivity půdních mikrobů.
Z výzkumu se ukázalo, že kompostování je ve srovnání s pyrolýzou méně účinné. Během kompostování ubylo 65 % sledovaných mikropolutantů, naproti tomu při pyrolýze došlo k 99,9% (100% u per-/polyfluorovaných látek). Akumulace kovů v zrnech pšenice se neukázala jako významná. Jedinými mikropolutanty nalezenými v půdě jeden rok po aplikaci byly antibakteriální látky telmisartan a triclosan se 74% snížením koncentrací. V plodinách vědci detekovali pouze léčiva karbamazepin a diklofenak a opět telmisartan.
„Půdní pH hraje důležitou roli s ohledem na rizikové kovy a metaloidy. Ve velmi kyselém a velmi alkalickém prostředí totiž hrozí další uvolňování těchto rizikových prvků, nelze tedy doporučit zapravování upravených kalů do zemědělské půdy s nízkým nebo naopak velmi vysokým pH. Jak ukázaly doplňkové ukazatele půdní kvality (respirometrické testy a aktivita půdních enzymů), pro oživení půdy jsou upravené kaly přínosem,“ vysvětluje Martina Vítková.
Ačkoliv se pyrolýza ukázala jako nejvhodnější metoda úpravy kalů pro další využití coby bezpečného půdního aditiva, je třeba její využití zvážit s ohledem na vyšší finanční náročnost a omezenou dostupnost této technologie pro velké objemy. Vědci proto doporučují vždy zohlednit složení kalů a posoudit výběr vhodné technologie, který by se měl odvíjet od složení a množství produkovaného kalu v konkrétní čistírně, oblasti či regionu.
Komentáře