Influence of fertilization with dairy sewage sludge sanitised with coal fly ash on microbiological activity and concentration of heavy metals in grey-brown podzolic soil

• Autorzy: Jezierska-Tys S , Frac M.

Warianty tytułu

PL

Wplyw nawozenia osadem sciekow mleczarskich higienizowanym popiolem wegla brunatnego na aktywnosc mikrobiologiczna i zawartosc metali ciezkich w glebie plowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to determine how dairy sewage sludge (DSS) sanitised with coal fly ash affected microbiological properties of soil and level of heavy metals in soil. The experiment was performed under laboratory conditions (pot experiment). The experiment was carried out on grey-brown podzolic soil, formed from heavy loamy sand, of acidic reaction. Pots were filled with 4 kg of soil. The investigations were performed in three replications. Two rates of dairy sewage sludge fertilization: 1 and 2.5% DSS⋅kg-1 of soil were applied. The soil in pots was watered to 60% of the total water capacity and incubated for 4 months. Analyses included assays of the total number of bacteria and fungi, number of cellulolytic bacteria, respiration and dehydrogenase activity and concentration of heavy metals. It was confirmed that dairy sewage sludge had a significant effect on properties of soil. It positively affected microbiological activity of soil. The test doses (1; 2.5%⋅kg-1) of dairy sewage sludge sanitised with lignite ash caused stimulation of the growth of bacteria and fungi in soil. Dairy sewage sludge had an inhibiting effect on the dehydrogenase activity and stimulated the respiratory activity in the soil under study. The incorporation of dairy sewage sludge caused a non-significant increase of heavy metal content in soil, which was much lower than the norms.

PL

Celem badań było określenie wpływu osadu ścieków mleczarskich higienizowanego popiołem węgla brunatnego na właściwości mikrobiologiczne i zawartość metali ciężkich w glebie. Badania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych, w doświadczeniu wazonowym. Doświadczenie założono na glebie płowej, wytworzonej z piasku gliniastego mocnego, o odczynie kwaśnym. W wazonach umieszczono po 4 kg gleby. Badania prowadzono w trzech powtórzeniach. W badaniach zastosowano dwie dawki osadu ścieków mleczarskich: 1 i 2,5% osadu • kg-1 gleby. Glebę w wazonach nawodniono do poziomu 60% całkowitej pojemności wodnej i inkubowano przez 4 miesiące. Analizy obejmowały oznaczenie: ogólnej liczebności bakterii i grzybów, liczebności bakterii celulolitycznych oraz aktywności respiracyjnej i dehydrogenaz, a także poziomu metali ciężkich. Stwierdzono, że osad ścieków mleczarskich istotnie wpływał na właściwości gleby. Korzystnie oddziaływał na mikrobiologiczne właściwości gleby. Zastosowane dawki (1; 2,5% • kg-1) osadu higienizowanego popiołem węglowym stymulowały rozwój bakterii i grzybów w glebie. Osad ścieków mleczarskich spowodował zahamowanie aktywności dehydrogenaz i stymulację aktywności respiracyjnej gleby. Wprowadzenie osadu spowodowało nieistotny wzrost zawartości metali ciężkich w badanej glebie, który był znacznie niższy niż przewidują dopuszczalne normy.

Słowa kluczowe

EN

soil; grey-brown podzolic soil; heavy metal; metal concentration; microbiological activity; fertilization; dairy sewage sludge; coal fly ash; microorganism

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2008
• Tom: 13
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.535-544,fig.,ref.

Twórcy

autor

Jezierska-Tys S

• University of Life Sciences in Lublin, Leszczynskiego 7, 20-069 Lublin, Poland

autor

Frac M.

Bibliografia

• Butarewicz A. 2003. Higieniczne aspekty procesu kompostowania osadów ściekowych. W: Nowe spojrzenie na osady ściekowe. Odnawialne źródła energii. Cz. I. Konf. Nauk.-Tech., Częstochowa, 3-5 lutego, ss. 243-252.
• Davis R.D., Hall J.E. 1997. Production, treatment and disposal of wastewater sludge in Europe from a UK perspective. Eur. Wat. Poll. Contr., 7(2): 9-17.
• Furczak J., Joniec J. 2002. Studies of the effects of the level of sewage sludge crumbling on microbial and biochemical activities of soil. Pol. J. Soil Sci., 35(1): 59-67.
• Furczak J., Joniec J. 2005. Wpływ osadu ścieków komunalno-przemysłowych na rozwój mikroorganizmów celulolitycznych i mineralizację celulozy w glebie bielicowej. Konf. Nauk. Kształtowanie i ochrona środowiska — uwarunkowania przyrodnicze, techniczne i społeczno-ekonomiczne. Olsztyn, 15-17 czerwca. Inz. Ekol., 11: 136-137.
• Gibbs P.A., Chambers B.J., Chaudri A.M., McGrath S.P., Carlton-Smith C.H. 2006. Initial results from long-term field studies at three sites on the effects of heavy metal-amended liquid sludges on soil microbial activity. Soil Use Manage., 22: 1-8.
• Gostkowska K., Furczak J., Domżał H., Bielińska E.J. 1998. Suitability of some biochemical tests and microbiological tests for the evaluation of the degradation degree of podzolic soil on the background of it differentiated usage. Pol. J. Soil Sci., 31(2): 69-78.
• Jezierska-Tys S., Frąc M. 2005. The effect of fertilization with sewage sludge from a dairy plant and with straw on the population numbers of selected microorganisms and respiration activity of brown soil. Pol. J. Soil Sci., 38(2): 145-151.
• Kizilkaya R., Bayrakli B. 2005. Effects of N — enriched sewage sludge on soil enzyme activities. Appl. Soil Ecol., 30: 192-202.
• Kobus J. 1995. Biologiczne procesy a kształtowanie żyzności gleby. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 421: 209-219.
• Kucharski J., Niklewska-Larska T., Niewolak T. 1992. Wpływ substancji organicznej i niektórych grup drobnoustrojów na liczebność i aktywność mikroorganizmów glebowych. II. Liczebność grup fizjologicznych. Zesz. Nauk. Akad. Rol.-Tech. Olsztyn, Agricult., 54: 23-41.
• Lai K.M., Ye D.Y., Wong J.W.C. 1999. Enzyme activities in a sandy soil amended with sewage sludge and coal fly ash. Wat. Air Soil Poll., 113: 261-272.
• Lima J.A., Nahas E., Gomes A.C. 1996. Microbial populations and activities in sewage sludge and phosphate fertilizer-amended soil. Appl. Soil Ecol., 4: 75-82.
• Loc N.T.B., Greinert H. 2000. Wpływ osadu ściekowego na mikroflorę gleby oraz wzrost i skład chemiczny grochu siewnego (pisum sativum L.). Fol. Univ. Agric. Stetin. Agricult., 83: 119-124.
• Loc N.T.B., Obertyńska E. 2003. Wpływ osadu ściekowego na niektóre mikroorganizmy glebowe pod uprawą kukurydzy (Zea mays L.). Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 494: 305-314.
• Moreno J.L., Hernandez T., Garcia C. 1999. Effects of a cadmium-contaminated sewage sludge compost on dynamics of organic matter and microbial activity in an arid soil. Biol. Fertil. Soils, 28: 230-237.
• Myśków W. 1981. Próby wykorzystania wskaźników aktywności mikrobiologicznej do oceny żyzności gleby. Post. Mikrob., 20(3/4): 173-192.
• Nannipieri P. 1994. The potential use of soil enzymem as indicators of productivity, sustainability and pollution. in: Soil biota management in sustainable farming systems. (Eds C.E. Pankhu, B.M. Doube, V.V.S.R. Gup and P.R. Grace). CSIRO, Molbourne, Australia.
• Nannipieri P., Grego S., and Ceccanti B. 1999. Ecological significance of the biological activity in soil. In: Soil biochemistry. (Eds J.M. Bollag and G. Stotzky). New York Marcel Dekker, USA.
• Przewrocki P., Kulczycka J., Wzorek Z., Kowalski Z., Gorazda K., Jodko M. 2004. Risk analysis of sewage sludge — Poland and EU comparative approach. Pol. J. Envir. Stud., 13(2): 237-244.
• Rodina A. 1968. Mikrobiologiczne metody badania wód. PWRiL, Warszawa.
• Ros M., Hernandez M. T., Garcia C. 2003. Bioremediation of soil degraded by sewage sludge: effects on soil properties and erosion losses. Environ. Manage., 31(6): 741-747.
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 01.08.2002 roku w sprawie komunalnych osadów ściekowych. Dz.u. Nr 134, poz. 1140.
• Ruhling A., and Tyler G. 1973. Heavy metal pollution and decomposition of spruce needly litter. Oikos, 24: 402-415.
• Saviozzi A., Biasci A., Riffaldi R., Levi-Minzi R. 1999. Long-term effects of farmyard manure and sewage sludge on some soil biochemical characteristics. Biol. Fertil. Soils, 30: 100-106.
• Sullivan T. S., Stromberger M. E., Paschke M. W., Ippolito J. A. 2005. Long-term impacts of infrequent biosolids applications on chemical and microbial properties of semi-arid rangeland soil. Biol. Fert. Soils, 42(3): 258-266.
• Thalmann A. 1968. Zur methodik der Bestimmung der Dehydrogenaseactivitat im Boden Mittels Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC). Landwirtsh. Forsch., 21: 249-258.