Charakterystyka mat wełny mineralnej

Maty z wełny mineralnej są obecnie jednym z podstawowych podłoży wykorzystywanych w uprawach pod osłonami. Stosowana jest w maksymalnie dwóch cyklach produkcyjnych i staje się odpadem, który jest prawie w całości gromadzony w miejscu produkcji ogrodniczej (Baran i IN., 2006). Wełna mineralna jest podłożem inertnym, lecz nierozkładalnym. Wzbogacona jest w substancję organiczną pochodzącą z pozostałości roślin, które były uprawiane na tych podłożach (Baran i in., 2010). W Polsce przeprowadzono szereg badań nad zastosowaniem wełny mineralnej w uprawie roślin pod osłonami, potwierdzając wysoką przydatność tego materiału do poprawy jakości gleb (Baran i in., 2010; Hoffmann i in., 2013). Oświęcimski (2006) w swoich badaniach wykazał, iż korzenie roślin w podłożu z odpadowymi matami znajdują optymalne warunki. Dodatkowo plony warzyw i roślin ozdobnych ulegają poprawie. Znaczenie ma struktura wełny, co warunkuje ilość pochłanianej wody oraz okres jej zatrzymania. Na kształtowanie właściwości wodnych wyraźniejszy wpływ miała wełna zintegrowana w poziomie wierzchnim niż umieszczona na głębokości 40 cm wkładka o grubości 5 cm. W porównaniu do gruntu rodzimego, oceniane warianty spowodowały wzrost porowatości ogólnej gleby (Baran i IN., 2006). Zawartość Cu, Pb, Zn, Cd zmniejszała się wraz ze wzrostem dawki wełny mineralnej . Proces ten był najbardziej widoczny na poletkach, gdzie aplikowano największą ilość wełny mineralnej (2%). Analiza wyników pozwala przypuszczać, że   maty z wełny wykazują wyższą pojemność sorpcyjną wynikającą z retencji metali ciężkich, zwłaszcza ołowiu (Przygocka-Cyna i IN., 2014). W literaturze znajduje się także pozytywne informacje na temat eksperymentów z dodatkiem wełny mineralnej, w połączeniu z osadem ściekowym. Na kształtowanie właściwości wodnych wyraźniejszy wpływ ma wełna zintegrowana w poziomie wierzchnim niż umieszczona na głębokości 40 cm wkładka o grubości 5cm.  (Myszura i in. 2015; Nowak, 2006; Baran, 2008). Obecnie wełna mineralna jest używana jako nawóz jedynie w doświadczeniach polowych w celu ustaleń drogi aplikacji i dawki wełny mineralnej. Wprowadzenie tego odpadu do ziemi wymaga wcześniejszego uzyskania stosownych pozwoleń, o które  producenci warzyw i kwiatównie mogą się starać, gdyż nie spełniają wymogów prawnych zawartych w rozporządzeniu (Dz.U. 2016 poz. 93). Odbiorcą takich odpadów może stać się jedynie inne przedsiębiorstwo. Problematyczny jest także tryb postępowania z odpadem z upraw hydroponicznych z powodu pozostawienia tego odpadu poza ogólną ewidencją (HOFFMANN I IN. 2014).

PODSUMOWANIE

Przegląd aktualnej literatury pozwala stwierdzić, że doglebowe aplikowanie odpadów odmiennego pochodzenia wpływa na zmiany jej właściwości fizycznych, fizykochemicznych czy biologicznych. Aplikowany biowęgiel zwiększa urodzajność i pozwala na wydajniejsze gospodarowanie składnikami pokarmowymi znajdującymi się w glebie. Produkt uboczny pirolizy poprawia także retencję wody w glebie. Jednak ze względów ekonomicznych najlepsze efekty przynosi zastosowanie komunalnego osadu ściekowego, wpływając na poprawę bilansu substancji organicznej w glebie, a w efekcie zwiększenie plonu roślin. Stosowanie tego odpadu również jest w obecnym momencie uregulowane przez prawo w sposób klarowny i zrozumiały. Więcej korzyści przynosi wprowadzenie do gleby wełny mineralnej jednocześnie z osadem ściekowym. Jednak szeroko pojęte użytkowanie rolnicze odpadowej wełny mineralnej wymaga opracowania strategii utraty statusu odpadu i zmian w ustawodawstwie krajowym.

W obecnej sytuacji ratunkiem dla gospodarki naszego kraju  jest zmiana zapisów regulacji prawnych, w ten sposób aby  umożliwić zastosowanie omawianych materiałów do poprawy jakości gleb. Wyrazem tego będzie zwiększenie plonowania uprawianych roślin oraz jednoczesne zmniejszenie zalegających mas odpadów biowęgla, osadów ściekowych oraz wełny mineralnej.

Autor:

Dorota Tomaszewska-Krojańska

Wydział Agrobioinżynierii

Instytut Gleboznawstwa, Inżynierii i Kształtowania Środowiska

ul. Akademicka 13

20-950 Lublin

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

e-mail: dtomaszewska1989@gmail.com

LITERATURA

Abel S., Peters A., Trinks S., Schonsky H., Facklam M., Wessolek G. 2013. Impact of Biochar and hydrochar addition on water retention and water repellency of sandy soil. Geoderma. 202-203:183-191.

Ajayi A.E., Holthusen D., Horn R. 2016. Changes in microstructural behaviour and hydraulic functions of biochar amended soils. Soil &Tillage  Research. 155, 166-175.

Baran S. 2008. Możliwości wykorzystania wełny mineralnej Grodan do kształtowania właściwości wodnych gleb i gruntów. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych.  533, 15-19.

Baran S., Bielińska E.J., Smal H., Wójcikowska – Kapusta A., Paluszek J., Pranagal J., Żukowska G., Chmielewski Sz., Futa B. 2014. Innowacyjne metody ochrony i rekultywacji gleb. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk. 120: 7-13.

Baran S., Pranagal J., Bik M. 2008. Usefulness of mineral wool Grodan and sewage sludge in management of water properties in soils devastated during extraction of sulphur by Frash method. Mineral Resources Management.  24, 2/3, 81-95.

Baran S., Wójcikowska-Kapusta A., Żukowska G. 2006. Ocena przydatności osadu ściekowego i wełny mineralnej grodan do rekultywacji gruntu bezglebowego na podstawie zawartości przyswajalnych form fosforu, potasu i magnezu. Roczniki Gleboznawcze. 57 (1/2): 21-31.

Baran S, Wójcikowska-Kapusta A, Żukowska G., Makuch I. 2010. Lead, nickel and chromium content in grass on land reclaimed by sewage sludge and mineral wool Grodan application. Ecological Chemistry and Engineering. 17 (4-5): 377-383.

Conte P. 2014. Biochar, soil fertility, and environment. Biology and Fertility of Soils 50, 8: 1-1175.

Düring R. A., S. Gäth. 2002. Utilization of municipal organic wastes in agriculture: where do we stand, where will we go? Journal of Plant Nutrition and Soil Science.165:544.

Dyrektywa Rady 1999/31/WE z dnia 26 kwietnia 1999 r. w sprawie składowania odpadów (Dz. Urz. WE L 182 z 16.07.1999, str. 1, z późn. zm.; Dz. Urz. UE Polskie wydanie specjalne. Rozdz. 15, t. 4, str. 228-246.

Edenborn S.L., Edenborn H.M., Krynock R.M., Zickefoose Haug K.L. 2015. Influence of biochar application methods on the phytostabilization of a hydrophobic soil contaminated with lead and acid tar. J. Environ. Management. 150, 226-234.

Evangelou W.H. M.,  Brem A., Ugolini F., Abiven S., Schulin R. 2014. Soil application of biochar produced from biomass grown on trace element contaminated land. Journal of Environmental Management. 100-106.

Fijałkowski K., Kacprzak M. 2009. Wpływ dodatku osadów ściekowych na wybrane fizyczno-chemiczne i mikrobiologiczne parametry gleb zdegradowanych. Inżynieria i Ochrona Środowiska. 2, 2, 133-141.

Franco A. ,  Abreu -Junior C.H. ,  Perecin D.,  Oliveira F.C. ,  Granja A.C.R. ,  Braga V.S. 2010. Sewage sludge as nitrogen and phosphorus source for cane plant and first ratoon crops. Revista Brasileira De Ciencia Do Solo. 34, 553-561.

Gul S,  K. Whalen J, W. Thomas B, Sachdeva V, Deng H. 2015. Physico-chemical properties and microbial responses in biochar-amended soils: Mechanisms and future directions. Agriculture, Ecosystems & Environment.  206: 46–59.

Heidrich Z., Kalenik M., Podedworna J., Stańko G. 2008.  Sanitacja wsi. Wydawnictwo Seidel-Przywecki Sp.z o.o. Warszawa.

Herath H., Camps-Arbestain M., Hedley M. 2013. Effect of biochar on soil physical properties in two contrasting soils: An Alfisol and an Andisol. Geoderma.  209, 188-197.

Hoffmann K., Huculak-Mączka M., Justyniarski A., Kaniewski M. 2013. Ocena fizykochemiczna odpadowej ogrodniczej wełny mineralnej. Proceedings of ECOpole. 7(2), 587-591.

Hoffmann J., Huculak-Mączka M., Surowiak A., Surowiak S., Surowiak A. 2014. Dziś trudny odpad – jutro surowiec. Recykling – 2014-1.

Inbar A., Ben-Hur M., Sternberg M., Lado M. 2015. Using polyacrylamide to mitigate post-fire soil erosion. Geoderma. 239-240, 107-114.

Jouraiphy A., Amir S., Gharous M., Revel JC, Hafidi M. 2005. Chemical and spectroscopic analysis of organic matter transformation during composting of sewage sludge and green plant waste. International Biodeterioration & Biodegradation. 56 (2), 101–108.

Khalil A.I., Hassouna M.S., El-Ashqar H.M.A.,  Fawzi M. 2011. Changes in physical, chemical and microbial parameters during the composting of municipal sewage sludge. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 27 (10), 2359–2369.

Krzywy E., Wołoszyk Cz., Iżewska A., Krzywy J. 2002. The influence of composts made from municipal sewage sludge on soil chemical properties. Acta Agrophysica. 70, 225-234.

Kuśmierz M., Oleszczuk P. 2014. Biochar production increases the polycyclic aromatic hydrocarbon content in surrounding soils and potential cancer risk. Environmental Science and Pollution Research. 21, 5, 3646-3652.

Lal R. 2008. Soil and sustainability agriculture. A review. Agronomy for Sustainable Development. 28:57-65.

Maciejewska A., Kwiatkowska J. 2007. The utilization of Brown coal for soil fertilization. Advances of Agricultural Sciences- Problem Issues. 520, 339-343.

Malińska K. 2015.Prawne i jakościowe aspekty dotyczące wymagań dla biowęgla. Inżynieria i Ochrona Środowiska. 18, 3, 259-371.

Myszura M., Żukowska G., Baran S., Bik-Małodzińska M., Wesołowska-Dobruk S., Kobyłka A.,  Smurzyńska A., Dobrowolski Ł. 2015. Wełna mineralna w kształtowaniu właściwości wodnych gleb. [W:]Woda. Badania i Rozwój Młodych Naukowców w Polsce.  [red.] Jędrzej Nyćkowiak, Jacek Leśn. Poznań. 1(5), 30-37.

Nogueirol R.C., De Melo W.J., Bertoncini E.I., Ferracciú Alleoni L.R. 2013a. Concentrations of Cu, Fe, Mn, and Zn in tropical soils amended with sewage sludge and composted sewage sludge. Environmental Monitoring and Assessment. 185, 2929–2938.

Nogueira T.A.R., Franco A., He Z., Braga V.S., Firme L.P., Abreu-Junior C.H. 2013b.  Short-term usage of sewage sludge as organic fertilizer to sugarcane in a tropical soil bears little threat of heavy metal contamination. Journal of Environmental Management. 114,168–177.

Nowak D., Jasiewicz Cz., Szczerbińska-Byrska M. 2013. Środowiskowe aspekty użytkowania, zagospodarowania i unieszkodliwiania wełny mineralnej w kontekście retardacji zanieczyszczania zasobów środowiska przez odpady. Inżynieria Ekologiczna.34,198-205.

Oleszczuk P., Jośko I., Futa B., Pasieczna-Patkowska S., Pałys E., Kraska P. 2014. Effect of pesticides on microorganisms, enzymatic activity and plant in biochar-amended soil. Geoderma. 214-215,10-18.

Oświęcimski A. 2006. Aktualne tendencje w wykorzystaniu podłoży nieorganicznych w uprawach pod osłonami. Advances of Agricultural. Sciences- Problem Issues. 8, 14-18.

Paluszek J., 2009. Physical quality of eroded luvisol fertilized with the lignite. Advances of Agricultural. Sciences- Problem Issues. 535, 305-312.

Pagliai M., Antisari L.V. 1993. Influence of waste organic matter on soil micro- and macrostructure. Bioresource Technology. 43,205–213.

Pranagal J. 2009. Intensity of agricultural land use and soil degradation processes. Advances of Agricultural Sciences- Problem Issues. 535, 321-329.

Pranagal J. 2011. The physical state of selected silty soils of on the Lublin Region. Dissertations University of Life Sciences in Lublin. 353, 1-129.

Przygocka-Cyna K., Diatta J., Chudzińska E., Barłóg, P., Stawna A., Andrzejewska A. 2014. Evaluation of mineral wool efficiency for stabilising heavy metals in contaminated soils. Fresenius Environmental Bulletin. 23 (9): 2093-2099.

Minister Środowiska. 2015.  Rozporządzenie z dnia 10 listopada 2015 r. w sprawie listy rodzajów odpadów, które osoby fizyczne lub jednostki organizacyjne niebędące przedsiębiorcami mogą poddawać odzyskowi na potrzeby własne, oraz dopuszczalnych metod ich odzysku (Dz.U. 2016 poz. 93).

Wołoszyk C. 2003. Agrochemiczna ocena nawożenia kompostami z komunalnych osadów ściekowych i odpadami przemysłowymi. Rozprawy AR Szczecin. 2017, 120.