Оползотворяване на утайки в земеделието

След биологичното пречистване на отпадните води се получават големи количества утайки-0,6-1,0% спрямо общия обем на отпадната вода. Освен замърсител на околната среда, съдържащ тежки метали и патогенни организми, утайките са и биомаса, богата на органични вещества, макро- и микроелементи със състав на азотно-фосфорно-калиев тор. При правилно управление и спазване на определени условия, съществуват редица възможности за оползотворяване на тези утайки. В статията ще разкажем за нормативните изисквания и за начините за оползотворяване на утайки в земеделието, в рекултивацията и възстановяването на нарушени терени и обезвреждането на утайки чрез депониране.

Текст: списание АгроБио Техника

Увеличаване на количеството на получените утайки от пречистване на отпадни води през последните години се дължи както на съществуващите, така и на новоизградените пречиствателни станции за отпадни води (ПСОВ), финансирани по двете оперативните програми на ЕС – Оперативна програма Околна среда (ОПОС) и Оперативна програма за развитие на селските райони (ОПРСР). Основният фактор с пряко влияние върху количеството на утайките е броят на населението. Голямото количество представляват риск за околната среда и здравето на гражданите, в случай че не бъдат намерени и приложени адекватни мерки за тяхното съхранение или оползотворяване. От друга страна, в земеделието на България се очертава сериозен недостиг на източници на органични вещества в почвите. При наличието на достатъчни количества на стабилизирани утайки от градски пречиствателни станции (ГПСОВ), те биха могли да намерят широко приложение както в земеделието за подобряване качеството на почвите, така и за рекултивиране на нарушените терени. Важно е да се отбележи, че съгласно нормативните документи, употребата на утайки за земеделски цели е разрешена само при определени стриктно спазвани норми.

Нормативни изисквания

Правното основание за използването на утайките от ГПСОВ в почвите на територията на ЕС-28, е постановено в Директива 86/278/ЕИО от 12 юни 1986г. за опазване на околната среда и по-специално на почвата, при използване на утайки от отпадни води в земеделието, като на всяка от страните се дава възможност да прилага собствени по-строги законодателни мерки. Примери за страни, които прилагат по-стриктни и завишени изисквания към качеството на утайките са Холандия, Швеция, Дания и Германия. 

Директивата поощрява използването на утайки в земеделието, като взема предвид ценните им свойства, но с условието, че те могат да се използват само на площи, където не оказват отрицателно въздействие върху почвата и земеделските продукти. Основните изисквания в Директивата се свеждат до спазване на лимити, свързани със съдържанието на тежки метали и биогенни елементи в утайките и почвите, както и ограничения за годишното натоварване на земеделските земи с утайки. Някои изисквания към управлението на утайките от пречистване на отпадъчни води са свързани със законодателството по управление на водите и законодателството по управление на отпадъците. Изгарянето или депонирането на утайки се разглежда от подзаконовите нормативни актове касаещи изгарянето или депонирането на отпадъци. Оползотворяването на утайките от отпадни води е в рамките на най-високия приоритет от йерархията на отпадъците.

Практическо използване на утайките в земеделието

Земеделието играе много важна роля в българската икономика. Наблюдава се смесица от култури, преобладаващо в обработваемите земи в източната част на страната, както и лозарство, животновъдство и диви пасища в планинските местности.

Оползотворяването на утайки в земеделието трябва да бъде съобразено с хранителните нужди на растенията без да се влошава качеството на почвата или надземните и подпочвените води. Възможностите за използване на стабилизирани утайки включват торене на земеделските култури, подобряване на почви с ниско естествено плодородие, рекултивиране на терени, приложения в горското стопанство, паркоизграждане и поддържане на тревни площи. Оползотворяването на нетретирани утайки върху земеделски земи е позволено, само ако те се инжектират или се вкарват в почвата.

Директното оползотворяване в земеделието на утайки от пречистване на отпадни води все още е един от основните методи за тяхното използване в много европейски страни. Този метод обаче към настоящия момент е подложен на критики, свързани с емисии на миризми и възможни рискове за околната среда. Темата се смята за много противоречива, водеща до промени в националните политиките в областта в няколко държави членки на ЕС. По тази причина тенденцията за директно оползотворяване на утайки в земеделието се превръща в не много надежден начин за тяхното изпозлване в бъдеще. Създадената в България логистична система и инфраструктура за управление на утайките от пречистване на отпадни води, е ориентирана изключително към оползотворяването на утайки в земеделието. Тези утайки осигуряват азот, фосфор и други основни елементи, както и органична маса, които помагат за подобряването на структурата, дренирането и способността на почвата да задържа вода. Използването на утайките за наторяване се налага заради нарушения баланс на органично вещество в почвите. Нормите на торене зависят от няколко фактора, включващи вида на отглежданите култури, състава на утайките и състоянието на почвата. При издаване на разрешения за оползотворяване на утайки от Българската агенция за безопасност на храните се отчитат нуждите на растенията от хранителни вещества, така че качеството на почвата, повърхностните и подпочвените води да не бъде влошено вследствие на този вид торене. При определяне на максималното количество утайка, отговаряща на изискванията, която може годишно да се употреби в почвата за единица площ, се вземат предвид показателите, характеризиращи състава на утайката, както и показателите на почвата, за обогатяването на която ще бъдат употребени съответните количества утайка. Изпитването на почвата задължително се извършва преди първоначалното влагане на утайките. След употребата им се провежда мониторинг на наторените почви на всеки 5 години и се прави химически анализ за съдържание на основни макроелементи и тежки метали. Препоръчително е да бъде поддържана система за управление на качеството, включваща, например EN ISO 17002, за да се гарантира надеждността на събраните данни и информация. За торене се препоръчват утайки, които имат повече от 30% с.в. и съдържание на тежки метали под максимално-допустимите концентрации, посочени в съответната наредба. Нормата се определя по съдържанието на азота. Тя може да предизвика излишък или недостиг на един или друг хранителен елемент в растенията. При използването на утайки в земеделието директно се оползотворяват техните хранителни вещества, включващи фосфора. Затова използваните за торене утайки се квалифицират според съдържанието на основни хранителни елементи, тежки метали, органохимични замърсители и патогени. При безопасни стойности на тежки метали в утайките препоръчителните норми за внасяне са 4-6t/da, като с това ограничение на количеството се избягва натрупването на излишни тежки метали в растенията. Препоръчително е понастоящем разрешените в страната количества утайки, използвани на хектар площ, да бъдат съобразени със средните за Европа норми и да бъдат прилагани при максимална средна разходна норма от 3.5t с.в. на хектар годишно.

Подобряването на почви с ниско естествено плодородие, каквито са скалистите, плитки и ерозирали почви, изисква внасяне на утайка с по-голяма норма, като с последната се цели да се подобрят свойствата на почвата и увеличаване хумусообразуването. Съдържанието на органично вещество в утайките подобрява физичните свойства на почвите и тяхната водозадържаща способност. Намаляват се също обемната им маса и образуването на повърхностна кора в тях. Тези изменения предизвикват увеличаване на ерозионната устойчивост на почвите и намаляване на загубите на хранителни вещества от повърхностния им слой. Внасянето на 0,5t с.в./da обогатява почвата с 0,2-0,25t органично вещество. Това количество е достатъчно за осигуряване на запасите от хумус в почва, която е засята със зърнени, технически и маслодайни култури. Най-подходящия момент за внасяне на стабилизирана утайка в почвата е есента при дълбока оран или лятото. В крайна сметка, земеделските производители трябва да проявят желание да използват утайки върху земите си и да поемат определен риск, произтичащ от неизвестните странични ефекти и възможните вредни въздействия от тази употреба.

Площите, засадени с нискостеблени дървесни култури с кратък ротационенен цикъл, например енергийни култури, могат да осигурят допълнителна възможност за оползотворяване на стабилизирани утайки от отпадни води. Това е начин за възстановяване на загубите от хранителни вещества и органична маса в следствие на растежа. По принцип този вариант е изключен за естествените горски насаждения поради неясните последствия, които такава употреба би имала за изключително сложните екологични системи. Утайките, предназначени за оформяне на зелени площи и за градинарски цели, трябва да отговарят на високи стандарти на отстраняване на миризми, патогенни организми и остатъци. При необходимост те трябва да бъдат допълнително третирани поради вероятността през обработените места да преминат хора и съответно да бъдат изложени на вредни влияния от съдържанието на утайките. В бъдеще е възможно въвеждането на ограничения в резултат на все по-стриктното европейско законодателство в областта на опасните вещества и максимално допустимите стойности при директната употреба на утайки в земеделието.

Друга възможност за оползотворяване на утайки в земеделието е компостирането им заедно с биоотпадъци с цел получаване на висококачествена органична тор-компост, чиито качество и безопасност по отношение на околната среда и здравето на населението са гарантирани, както и технологиите за рециклиране на фосфора от утайките.

Оползотворяване на утайки за рекултивация и възстановяване на нарушени терени

Друга употреба на утайките, която е свързана с почвите, е рекултивирането на нарушени терени като насипи от рудници, кариери за пясък и чакъл, терени за вторично застрояване или изоставени площадки-депа. Техническото рекултивиране на нарушени терени изисква оползотворяване на утайките чрез смесването им с неплодородния земен пласт от 10-30cm в приемливо съотношение. В зависимост от бъдещото използване на рекултивирания терен се използват различни норми за рекултивация, като последната граница е 60-100t/da. За всеки конкретен случай на рекултивация се извършват подробни проучвания за наличността или липсата на достатъчен хумусен почвен слой, на физико-химичните показатели на почвите в района, за наличие на отпадни материали, бъдещото предназначение на рекултивирания терен, състава и свойствата на препоръчваните утайки, характеристиката на наличните земни маси в района, разстоянието от нарушения терен до пречиствателната станция и др. Резултатите от проучванията се използват за изготвяне на проект за рекултивация на нарушени терени.

По експертни данни към момента в България съществуват 104 депа, които не отговарят на нормативните изисквания и трябва да бъдат закрити и рекултивирани. Това е голям потенциал за оползотворяването на утайките от ГПСОВ в цялата страна. Оползотворяването на утайките за рекултивация в тази връзка представлява много добро решение в краткосрочен план. Възстановяването на старите мини зависи от бъдещото развитие в този сектор. Общият размер на рекултивираните минни терени с утайки от отпадни води е 1167,8ha. Регионите с голям потенциал за използване на тези утайки за възстановяване на мини, са София, Стара Загора, Хасково, Шумен, Благоевград, Бургас и Перник.

Обезвреждане на утайки чрез депониране

Временното съхранение и депонирането на утайки са широко разпространени практики в България и се очаква този начин за обезвреждане да продължи да бъде основен още известно време, без да се полагат допълнителни усилия за подобряването на управлението на утайките. Тъй като обезвреждането на утайки чрез депониране е най-неекологичното решение, то трябва да бъде постепенно намалявано и окончателно преустановено през следващите няколко години. Тази възможност трябва да продължи да съществува в рамките на един преходен период, до извършването на необходимите инфраструктурни и технологични инвестиции за извършването на различните видове оползотворяване на утайки. След това утайките могат също да бъдат депонирани, след съвместното им третиране, до определено инертно състояние в съоръжения за биологично третиране на биоотпадъци, каквито са съоръженията за компостиране или механично-биологично третиране. Към момента изграждането на подобни инсталации за рециклиране и материално оползотворяване на отпадъците са приоритетни за България пред изграждането на инсинератори за битови отпадъци или други съоръжения за термично третиране на отпадъци. Това се оказва реална възможност за управление на утайките в страната в дългосрочен план.