A talajtermékenység növelésének új, lehetőségei napjainkban

1. A talajtermékenység növelésének új, lehetőségei napjainkban Dr. Biró Borbála1, P. Angerer Ildikó 1Magyar Tudományos Akadémia, Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet, Budapest; biro@rissac.hu, www.taki.iif.hu 2Szent István Egyetem, Környezeti Mikrobiológiai és Biotechnológiai alprogram, Gödöllő.

2. A termőtalaj jelentősége • A talaj az ember egyik legősibb termelő eszköze. • Olyan természetesen megújuló erőforrás, amely a termékenysége által ideális esetben folyamatos tápanyag-ellátást képes biztosítani a termesztett növényeknek. • A talaj termékenységének a fenntartása ezért lényegi, funkcionális szempont.

3. A talaj-termékenység kialakítási lehetőségei Korábban • Szervetlen anyagokkal (mész, mikroelemek..stb.) • Műtrágyákkal (N,P,K) • Szerves anyagokkal (szalma, alginit…stb.) • Állati trágyákkal • Komposztokkal • Napjainkban • Alternatív szerves anyagokkal, hulladékokkal • Kommunális és ipari szennyvíziszapokkal • Fermentációs anyagokkal a biogáz-kinyerés mellék-termékeként …stb.

4. Élő szervezetek <5% Friss hulladék <10% Stabilizálódott szerves anyag (humusz) 33% - 50% Részben lebomlott szerves anyag 33% - 50% A talajok szerves anyag összetétele átlagosan

5. A biomassza megjelenési formák versenyképességét befolyásoló tényezők • Ökológiai kompatibilitás mértéke, • Az alapanyag termelésének, valamint a felhasználásával előállított egységnyi energia költsége, • A biomassza minősége, • Ipari hasznosításának formái, azok gazdasági hatásai,

6. Szennyvíziszapok keletkezése Nyugat- (WE) és Közép-Európában (CEE)

7. Megújuló energiaforrásokMagyarországon (PJ/év)

8. A biomassza mint megújuló energiahordozó használatának indokai • A magyar energiapolitika előírásai • Az importfüggőség csökkentése • Európai Unióhoz való csatlakozás (2010 12 %) • Környezetvédelmi szempontok • Magyarország által aláírt nemzetközi egyezmények -szennyezőanyag kibocsátás -klímaváltozási keretegyezmény (CO2 e.é. 6 %)

9. A szennyvíziszapok termőtalajon való felhasználásának indokai • A szerves- és műtrágya-felhasználás jelentősen csökkent • A talajok termékenysége rosszabbodott • Az EU nagyobb szennyvíztisztítási előírása miatt egyre több iszap keletkezik • Nincs „vízi” elhelyezési lehetőség • A talaj-elhelyezés kényszer és megoldás is!

10. A talajok tápanyag-ellátottsága nő A vízmegtartó képesség fokozódik Jobb szerves-anyag-gazdálkodás Jobb talaj-szerkezetesség Kedvezőbb talajbiológiai állapot A nehézfémek feldúsúlnak A pH csökken, a fémfelvétel nő Fitotoxikus következmények A táplálékláncban akkumulálódik (vég-felhasználó az ember) Potenciális kórokozók A talajok degradációja fokozódhat A mikrobapopulációk biodiverzitása csökken Szennyvíziszapok - előnyök – és- félelmek Biológiai időzített bomba!

11. Iszap-felhasználási helyzetkép Kétszer több szennyvíziszappal kell számolni 2008-ban!

12. Hulladékkezelés 2000-ben (%)

13. Szennyvíziszapfelhasználás hazánkban 1998 2000 2002 Az össz-földterület: 7659000 ha, potenciálisan alkalmazható a földterület 40,6 %-án

14. Szennyvíz-elhelyezés és biztonság az élelmiszerminőség biztosítása - rendszeres talaj-állapot-felmérés- különböző talaj-féleségek, növénykultúrák hatáselemzése - nehézfém- és patogén-kockázati tényezők kizárása (bio-indikátor mikrobák, bio-detektálás, bio-szenzorikai eszközök) Korai figyelmeztető jelrendszer kialakítása!

15. A szennyvíziszap-elhelyezés irányelvei: • Europai talajkezelési direktíva (EC 1999) – a kezelés nélküli deponálást 35 %-al csökkenteni kell! • A 86/278/EEC Directiva javasolja a felhasználást az erdő- és mezőgazdasági területeken és talaj-javító-szerként is! Következtetés: • A szennyvíziszap értékes másod-nyersanyag– újrahasznosítani szükséges! • Alternatív technologiák, komposztálás, biogáz-előállítás növelheti a felhasználást és a biztonságot!

16. Humán kórokozók lehetséges körforgalma a táplálékláncban (Beuchat, 1996)

17. Mikroorganizmusok előfordulása talaj-szennyvíziszap rendszerben A „mikroba-transzport” lehetőségei: a: talajpórusokban, vízrétegben lévő szabad mikrobák bejutása a felszíni vízfolyásokba b: az esőcsepp, vagy a vízfolyás elsodorja a talajrészecskéket c: a mikrobák leszakadása a talajról az esőcsepp, vagy a vízfolyás hatására Tyrrel és Quinton, 2003

18. E. coli törzs tapadása zöldpaprika felületéhez Sérült felületen mosás után Ép felületen Az ép felülethez kevesebb mikroba tapad. A sérülés fokozza a kórokozók felületi tapadását, szaporodását és a mosással szembeni ellenállást. (Han et al., 2000) Sérült felületen

19. Élelmiszer-eredetű megbetegedések Nguyen-the és Carlin, 2000, Szabó, 2000, Notermans et al., 2003

20. A humán-patogének túlélőképessége

21. A szennyvíziszap-elhelyezés lehetőségeinek kutatása Tenyészedényes kísérletben a különböző szennyvíziszapok hatását vizsgáljuk a zöldborsó növekedésére és fém felvételére, valamint a mikrobákra négy jellegzetes magyar talajtípusban. • Talajok: • meszes csernozjom (Csm) • savanyú erdőtalaj (Es) • meszes homoktalaj (Hm) • savanyú homoktalaj (Hs) • Szennyvíziszapok: • kommunális szennyvíziszap, nagy Zn tartalommal • komposztált bőrgyári szennyvíziszap, nagy Cr tartalommal Szennyvíziszap koncentrációk: 0, 2,5, 5,0, 10 és 20 g száraz súly/kg légszáraz talaj

22. Az élelmiszerbiztonsághoz kapcsolódó mikrobiológiai vizsgálatok: • Összes élőcsíraszám (TGE, lemezöntés) • Penészek és élesztők (MA, lemezöntés) • Koliformok és E. coli (brillant zöld tápleves, tripton-víz, Kovács-reagens) • Enterobaktériumok (EE tápleves, VRBG) • Szulfit-redukáló klosztrídiumok (szulfit-agar) • Salmonella spp. (Salmonella dúsító, XLD) • Listeria spp. (Listeria dúsító, Oxford szelektív agar) • Bacillus cereus (B. cereus szelektív agar)

23. Koliform-szám  A savanyú talaj kedvezőbb a túlélésre, jelentős dózishatás

24. Következtetések • A bevitt szennyvíziszap mennyiségétől függően növekszik a mikrobaszám • A savanyú talajok kedvezőbbek a mikrobák túlélésére. • A kommunális szennyvíziszapban az élelmiszer-biztonsági szempontból fontos mikrobák előfordulása gyakoribb •  A mikrobaszámok alakulásában a dózis mellett a talajtípus is meghatározó •  Az egymást követő évek során a mikrobaszámok nem növekedtek lényegesen egymáshoz képest, tehát feltehetően lényeges kumulálódás nincs

25. Összefoglalás • A szennyvíziszap-elhelyezés szükséges a talajok termékenységének a fenntartásához. • A talajok rendszeres monitorozásával a kockázat csökkenthető • A komposztálás vagy erjesztés, egyéb stabilizálás csökkentheti a kihelyezési kockázatot • A patogének kizárása szükséges élelmiszerbiztonsági okokból

26. Köszönöm a figyelmüket! Horizontal standards on Hygienic Microbiological Parameters for Implementation of EU Directives on Sludges, Soils, soil Improvers, Growing media and Biowastes EU-Kp6 STREP project (DSSP/.1-2005)