تاثیر کاربرد ترکیبات آلی بر میزان سرب، نیکل و کادمیوم لجن فاضلاب شهری (مطالعه موردی: لجن فاضلاب تصفیه خانه ساری)

سابقه و هدف: لجن فاضلاب حاوی مقادیر قابل توجهی مواد آلی تجزیه پذیر، فلزات سنگین و عوامل بیماری زا است که برای محیط زیست و سلامت انسان مضر هستند. بنابراین دفع مناسب لجن فاضلاب و استفاده از آن در کشاورزی یک موضوع مهم جهانی هست. علاوه بر این لجن فاضلاب شهری به دلیل اینکه حاوی مقادیر قابل توجهی از عناصر ضروری برای رشد گیاه می باشد که قابلیت استفاده بهینه ای در فرآیند کشاورزی دارد. اما وجود عناصر سنگین از محدودیت های اصلی استفاده مستقیم این ماده در زمین های کشاورزی می باشد. لذا هدف کلی این مطالعه، شامل بررسی نقش کاربرد اصلاح کننده آلی (کاه و کلش برنج و سرشاخه حاصل از هرس مرکبات) در لجن فاضلاب شهری و تبدیل آن ها به کمپوست و زغال زیستی در کاهش میزان عناصر سنگین بوده استمواد و روش ها: این مطالعه به صورت دو طرح مجزا در قالب بلوک کامل تصادفی با ۹ تیمار و ۳ تکرار در سال ۱۴۰۱ انجام شد. طرح اول شامل تولید کمپوست با استفاده از ترکیب لجن فاضلاب شهری با کاه و کلش برنج و سرشاخه مرکبات با نسبت های مختلف (۱:۱، ۱:۳، ۱:۵ و ۱:۷) و همچنین طرح دوم شامل تولید زغال زیستی با استفاده از کمپوست لجن فاضلاب حاصل از طرح اول با کاه و کلش برنج و سرشاخه مرکبات با نسبت های مختلف (۱:۱، ۱:۳، ۱:۵ و ۱:۷) بود. سپس میزان سرب، نیکل و کادمیوم کل (روش هضم با اسید نیتریک و اسید پرکلریک) و قابل جذب (عصاره گیری با DTPA) در نمونه های زغال زیستی و کمپوست لجن فاضلاب اندازه گیری شد.نتایج و بحث: براساس نتایج، تیمار کمپوست حاصل از ترکیب لجن فاضلاب+کاه و کلش برنج به نسبت (۱:۱) مقدار سرب و کادمیوم کل را به ترتیب به اندازه ۱۲/۳۷ و ۲۹/۶۹ درصد نسبت به شاهد (لجن فاضلاب) کاهش داد. این کاهش در مقدار سرب و کادمیوم در تیمار فوق الذکر به دلیل مقدار بالای کاه برنج نسبت به سایر تیمارهای کاه برنج و تجزیه پذیری بیشتر کاه برنج نسبت به سرشاخه مرکبات است. میزان نیکل قابل جذب در تیمارهای کمپوست+ کاه برنج (۱:۱)، کمپوست+ سرشاخه مرکبات (۱:۱) و (۱:۳) به ترتیب به اندازه ۱۲/۴۶، ۷۱/۴۸ و ۰۳/۲۵ درصد نسبت به شاهد (لجن فاضلاب) کاهش یافت. همچنین میزان کادمیوم قابل جذب در تیمارهای کمپوست به همراه کاه برنج (۱:۱)، سرشاخه مرکبات (۱:۱) و (۱:۳) به ترتیب به اندازه ۹۷/۴۳، ۱۸/۳۳ و ۴۴/۴۷ درصد نسبت به شاهد (لجن فاضلاب) کاهش یافت. زغال زیستی بر میزان سرب و کادمیوم کل تاثیر معنی داری داشته، به طوری که کمترین میزان سرب و کادمیوم کل در نمونه زغال زیستی+کاه برنج با نسبت ۱:۱ دیده شد و میزان سرب و کادمیوم کل در این تیمار به ترتیب به اندازه ۹۹/۴۶ و ۲۶/۲۵ درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. تولید زغال زیستی از کمپوست لجن فاضلاب سبب افزایش میزان سرب و کادمیوم کل شده، اما هیچ کدام از روش ها سبب کاهش معنی داری بر نیکل کل در لجن فاضلاب نگردید. اما تبدیل کمپوست لجن فاضلاب به زغال زیستی سبب کاهش معنی دار در مقدار سرب، نیکل و کادمیوم قابل جذب شد. کاه برنج و سرشاخه مرکبات در نمونه های زغال زیستی تاثیر معنی داری بر نیکل قابل جذب نداشت.نتیجه گیری: تهیه کمپوست و زغال زیستی از لجن فاضلاب تاثیر معنی داری بر عناصر سنگین کل و قابل جذب موجود در لجن داشته است. بنابراین به منظور کاهش قابلیت دسترسی سرب، نیکل و کادمیوم، استفاده از روش زغال زیستی نسبت به کمپوست ارجح بوده و در اولویت قرار می گیرد. درصورتی که تولید زغال زیستی مقرون به صرفه نباشد می توان از ترکیبات گیاهی کاه برنج و سرشاخه مرکبات در تهیه کمپوست لجن فاضلاب استفاده کرد که تاثیر معنی داری بر غیر متحرک سازی عناصر سنگین قابل جذب داشته اند. تیمار کمپوست لجن فاضلاب به همراه کاه و کلش برنج با نسبت (۱:۱) که کمترین میزان آلایندگی و پایین ترین هزینه برای تولید را داشته، که به عنوان تیمار بهینه معرفی گردید.

کلیدواژه ها:

زغال زیستی ، کمپوست ، لجن فاضلاب ، عناصر سنگین