Farklı kökenli arıtma çamurlarının tarımsal amaçlı kullanım olanaklarının araştırılması
Evaluation of different wastewater sludges for possible agricultural use
Yazar: BARIŞ BÜLENT AŞIK
Danışman: PROF. DR. A. VAHAP KATKAT
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Arıtma çamuru = Treatment sludge ; Ağır metaller = Heavy metals ; Bitki besin maddeleri = Plant nutrients ; Tarımsal özellikler = Agricultural properties ; Toprak = Soil

Özet:
Çalışma kapsamında Bursa ilinde 10 farklı kanalizasyon, organize sanayi bölgesi ve gıda sanayi atıksu arıtma çamurları, bir yıl süresince kimi tarımsal özellikler ve ağır metal içerikleri açısından değerlendirilmiştir. Arıtma çamurlarının pH'sı Mauri maya arıtma çamuru haricinde (9,74-10,12) hafif asit ve nötr (5,73-7,54) özellikte olduğu belirlenmiştir. Arıtma çamurlarının EC değerleri 1,41-5,56 mS cm-1 arasında bulunmuştur. Anaerobik arıtım yapan Mauri maya arıtma çamuru EC değerleri ise 19,23-37,17 mS cm-1 arasında değişim göstermiştir. Arıtma çamurlarının organik madde içerikleri %17,30-74,76 arasında değişim göstermiştir. Arıtma çamurlarının toplam N, NH4-N, toplam P, alınabilir P içerikleri kanalizasyon kökenli Buski ve Yenice belediyesi çamurunda yüksek bulunmuştur. Toplam N % 1,36-7,71, NH4-N iz-1673,8 mg kg-1, toplam P %0,10-2,79, alınabilir P 30,66-4416,8 mg kg-1 arasında değişim göstermiştir. Arıtma çamurlarının K, Ca, Mg ve Na içerikleri sırası ile %0,01-6,43, %0,54-22,92, %0,06-1,81, %0,08-4,94 arasında değişim göstermiştir.Arıtma çamurlarının toplam ve DTPA (diethylene triamine pentaacetic acid) ile ekstrakte edilebilir ağır metal içerikleri belirlenmiş ve yönetmelikte belirtilen sınır değerlerle karşılaştırılmıştır. BTSO arıtma çamuru Cr, Ni, ve Zn, Yenice Belediyesi'ne ait arıtma çamuru ise Ni içeriği bakımından sınır değerlerin üzerinde bulunmuştur. Diğer arıtma çamurları ise ağır metaller bakımından sınır değerlerin altında belirlenmiştir. DTPA ile ekstrakte edilebilir ağır metallerin toplam miktara oranları açısından metaller Zn>Cu>Ni>Pb>Mn>Fe>Cd>Cr şeklinde sıralanmıştır.Arıtma çamurları, uygulama düzeylerine bağlı olarak Mauri Gıda arıtma çamuru haricinde toprakların pH değerini düşürmüş, EC değerini yükseltmiştir. Uygulama düzeylerine bağlı olarak toprakların NH4-N, NO3-N, alınabilir P, değişebilir katyonlar ve DTPA ile ekstrakte edilebilir ağır metal içerikleri artış göstermiştir. İnkübasyon zamanına bağlı olarak NO3-N içeriği artarken NH4-N içeriği azalmıştır. İncelenen diğer parametreler çamur ve toprak özelliklerine bağlı olarak değişim göstermiştir.Arıtma çamurları, mısır bitkisinin gelişimi, bitki besin elementleri ve ağır metal içeriklerini artırmıştır. Çamurların yüksek uygulamaları (8, 12 ve 16 ton da-1) bitki kuru ağırlığını önceki uygulamalara göre azaltmıştır. Çamur uygulamaları ile kireç içeriği yüksek Görükle serisi toprakta Mauri arıtma çamuru uygulamasında Fe içeriği sınır değerin altında bulunmuştur. Bitkilerin Cu, Mn, Cd, Cr, Ni ve Pb içerikleri çamur uygulamaları ile sınır değerler arasında belirlenirken, Buski arıtma çamuru uygulamalarında Zn içerikleri sınır değerlerin üzerinde bulunmuştur. Değerlendirilen parametreler çamur ve toprak özelliklerine göre değişim göstermiştir.

Abstract:
The some agricultural properties and heavy metal contents of ten different wastewater treatment sludges from industrial area and the food industry of the Bursa province were evaluated for one years in this project. The sludge pH was determined mild acid and neutral (5,73-7,54) except Mauri yeast sludge (9,74-10,12). EC values of sewage sludge were found between 1,41 and 5,56 mS cm-1. EC values have changed between 19,23-37,17 mS cm-1 in the anaerobic digestion of Mauri yeast sewage sludge. The organic matter contents of sewage sludges were changed between 17,30-74,76%. The total N, NH4-N, total P, available P contents of sewage sludges were found high level in municipal sewage of Buski and Yenice. The value of total N from 1,36-7,71%, NH4-N from trace-1673,8 mg kg-1, total P from 0,10 to 2,79%, available P from 30,66 to 4416,8 mg kg-1 was changed. The contents of K, Ca, Mg and Na in sewage sludge were ranged from 0,01 to 6,43%, 0,54-22,92%, 0,06-1,81%, 0,08-4,94% respectively.The total and DTPA (diethylene triamine pentaacetic acid) extractable heavy metal contents of sewage sludge were determined and compared according to regulations with the limit values. The contents of Cr, Ni and Zn in the BTSO sewage sludge and also Ni in the sludge of the Yenice municipality were found above the limit values. Other sewage sludges were examined in terms of heavy metals and found below the limit values during for two years investigation. The DTPA extractable heavy metals with the total amount of metals in terms of relative rates of Zn>Cu>Ni>Pb>Mn>Fe>Cd>Cr were found in this order.The soil pH reduced and EC value increased according to the level of sludge application except Mauri yeast. In addition soil NH4-N, NO3-N, available P, exchangeable cations, and DTPA extractable heavy metal amounts increased with application rate of sewage sludge. NO3-N content increased according to time of incubation while NH4-N content decreased. Other examined parameters varied according to soil and sludge properties.The plant growth, nutrient and heavy metal contents in the experimental plants of maize and colza have increased according to sludge application. Plant dry weight decreased with high sludge application rates (8, 12 and 16 tons-1). Fe content was below the limit value in the soil series of Görükle with a high content of lime that Mauri sewage sludge application done. The Cu, Mn, Cd, Cr, Ni and Pb content of plants were determinated in limit values, therefore Zn content was above the limit values. Assessed parameters were changed according to the sludge and soil properties.