Jätevesilietefosforin liukoisuus maassa
Avainsanat:
fosforin käyttökelpoisuus, fosforin liukoisuus, inkubointikoe, jätevesiliete, kalkkistabilointiAbstrakti
Fosforilannoitteiden kohonneet hinnat ja ympäristötietoisuus ovat lisänneet viljelijöiden kiinnostusta sivutuotteiden sisältämää fosforia kohtaan. Jätevesilietteet ovat merkittävä fosforilähde, mutta niiden käyttöä rajoittavat mm. haitallisten metallien pitoisuutta ja kuormitusta koskevat rajat sekä levityksestä seuraavat viljelyrajoitukset. Fosforilannoitteeksi soveltuvuuteen vaikuttaa myös jätevesilietteiden sisältämän fosforin liukoisuus, johon taas vaikuttaa suuresti fosforin saostuksessa käytetyt kemikaalit. Tässä tutkimuksessa verrattiin erilaisten lietteiden käsittelymenetelmien vaikutusta lietetuotteiden fosforin liukoisuuteen sekä sen muutoksia kalkitsemattomassa ja kalkitussa maassa ajan kuluessa.
Jätevesilietteet olivat peräisin viideltä eri paikkakunnalla toimivalta jätevedenpuhdistamolta (Forssa, Biovakka Oy; Vehmaa, Pori, Kaarina ja Uusikaupunki). Fosforin saostuksessa oli käytetty rauta- ja alumiinipohjaisia kemikaaleja. Lietetuotteiden hygienisointiin käytettiin KemiCond®-menetelmää sekä kalkkistabilointia. Lisäksi lietettä mädätettiin (Forssa, Biovakka Oy) ja separoitiin kiinto- ja nestejakeen erottamiseksi (Biovakka Oy).
Lietetuotteiden fosforin liukoisuus määritettiin Hedleyn fraktioinnilla, jossa näytettä uutetaan peräkkäisillä uuttoliuoksilla (vesi, 0,5 M NaHCO3, 0,1 M NaOH ja 1 M HCl, uuttosuhde 1:60). Jätevesilietteiden vaikututa fosforin liukoisuuteen maassa tutkittiin vuoden kestäneellä inkubointikokeella, minkä aikana koemaasta otettiin maanäytteet Hedleyn fraktiointia varten neljän kuukauden väliajoin. Verranteena käytettiin superfosfaattia. Maahan lisätty kokonaisfosforilisä oli 100 mg kg-1 maata.
Jätevesilietteiden kokonaisfosforipitoisuudet kuiva-ainetta kohden olivat noin 2 %. Rauta- ja alumiinipohjaisten saostuskemikaalien käytön seurauksena suurin osa fosforista (noin 80 %) oli sitoutuneena rauta- ja alumiiniyhdisteisiin. Saostuskemikaalien käyttö laski vesiliukoisen fosforipitoisuuden alle 1 %:n lietteiden kokonaisfosforipitoisuudesta. Saostetun lietteen kalkkistabilointi kasvatti happoliukoisen fosforipitoisuuden jopa 87 %:iin kokonaisfosforista, kun taas vesiliukoisen fosforin osuus jäi ainoastaan 0,1 %:iin.
Kalkkistabiloitu jätevesiliete kasvatti koemaan vesiliukoista fosforipitoisuutta 36 % superfosfaatin aikaansaamasta pitoisuuden kasvusta neljän kuukauden inkuboinnin jälkeen, kun se kalkkistabiloimattomalla rauta- ja alumiiniyhdisteillä saostetuilla lietteillä oli enimmillään 12 %. Eniten vesiliukoista fosforipitoisuutta kasvatti Biovakan mädätysjäännöksestä separoitu nestefraktio (rejektivesi), jopa 82 % enemmän kuin superfosfaatin aikaansaama lisäys kalkitussa koemaassa. Jätevesilietteet kasvattivat maan labiilia (vesi + 0,5 M NaHCO3 uutot), kasveille käyttökelpoista fosforipitoisuutta vähemmän kalkitussa (pH 6,8) kuin kalkitsemattomassa maassa (pH 5,4). Inkubointiajan pidetessä jätevesilietteiden aikaansaama labiili fosforipitoisuus kasvoi suhteessa superfosfaatin vastaavaan.
Saostuskemikaalien käyttö alentaa jätevesilietteiden sisältämän fosforin liukoisuutta merkittävästi ja sitä kautta myös sen käyttökelpoisuutta kasveille. Pidemmällä ajanjaksolla lieteperäisen fosforin liukoisuus maassa kuitenkin kasvoi suhteessa superfosfaattina lisättyyn fosforiin. Jätevesilietefosfori voikin toimia paremmin pitkäkestoisena fosforilannoitteena.
