Agronomija

VSEBINSKI OPIS PROJEKTA

Fosfor je ne‐obnovljiv naravni vir in esencialno makro hranilo gnojilih, ki se uporabljajo v kmetijstvu. Danes fosfor pridobivamo skoraj izključno iz fosfatnega kamna. Države EU ga uvažajo pretežno iz Maroka, kjer so rudniki večinoma locirani v anektirani Zahodni Sahari. Nestabilne politične razmere v tem delu sveta in čedalje večja poraba fosfatov v Indiji, Afriki in Aziji lahko vodijo do relativnega pomanjkanja fosforja. Leta 2014 je EU uvrstila fosfatni kamen med kritične strateške surovine. EU je sprejela politiko usmeritve v krožno gospodarstvo, kar pomeni izkoriščanje vseh danih sekundarnih virov. Fosfor se da potencialno reciklirati in ponovno uporabiti z direktno aplikacijo blata na kmetijska tla ali pa kot P‐mineral struvit ekstrahiran in rekristaliziran iz pepelov po sežigu blat. Razširjena onesnaženost blat s strupenimi kovinami in nadaljnje koncentriranje kovin v pepelih iz blat sta glavna, do danes nerešena problema pri okolijsko trajnostnem recikliranju fosforja. Dekontaminacija blat in produktov iz blat (digestata, pirolizata, pepela, struvita), pred njihovo uporabo kot fosfatnega gnojila v kmetijstvu,  z ekstrakcijo strupenih kovin z uporabo močnega kelatnega liganda etilendiamin tetraacetata (EDTA), je vzbudila precej zanimanja zaradi visoke stopnje odstranitve kovin.  Vendar pa je EDTA biološko nerazgradljiv in v okolju obstojen. Visoka cene EDTA, generiranje velikih količin odpadne vode in možnost izpiranja kelatov EDTA s strupenimi kovinami iz blat in njihovih produktov po aplikaciji na kmetijska tla, so zaustavila razvoj primerne metode dekontaminacije. V projektu vpeljujemo novo na EDTA slonečo metodo dekontaminacije blat in njihovih produktov. Metodo bomo razvili upoštevajoč trajnostne koncepte za zmanjševanje neželenih okolijskih in ekonomskih odtisov: EDTA bo reciklirana, ne bo odpadnih voda, preprečene bodo strupene emisije v okolje.  Na ta način biološka nerazgradljivost EDTA ne bo več imela negativnih posledic. Postopek hidrodinamske kavitacije bo del metode dekontaminacije. Optimizirali ga bomo za učinkovito de‐agragacijo blata in pospešeno odstranjevanje onesnažil iz blat in njihovih produktov. Poleg kovin so linearni alkil benzen sulfonati (LAS) najbolj razširjena in nevarna (organska) onesnaževala v blatih. Raziskali bomo uspešnost nove metode dekontaminacije za odstranjevanje LAS in v LAS topnih lipofilnih ksenobiotikov simultano s strupenimi kovinami. Piren, tipični 4‐obročni poliaromatski ogljikovodik (PAH) bo uporabljen kot modelna lipofilna spojina. Poleg tega bomo raziskali aplikacijo strukturnega materiala (polnila) in CaO kot kisik sproščujoče spojine v poltrdo fazo pred odvodnjavanjem blata kot načina za pospešeno kompostiranje. Agronomske lastnosti dekontaminiranih in kompostiranih blat in struvita pridobljenega iz blat kot fosfatnih gnojil bomo raziskali na eksperimentalnih gredicah s koruzo (Zea mays). Merili bomo rast in vigor koruze ter vnos fosforja glede na vnos iz komercialnih gnojil. Gredice bodo izvedene kot lizimetri: izcedne vode bomo zbirali in analizirali na strupene emisije.  Funkcioniranje tal gnojenih z dekontaminiranim blatom in struvitom bomo določili s spremljanjem mikrobne in encimske aktivnosti. Potencialno strupenost blata in struvita za rastline bomo določili z merjenjem stresnih proteinov. Metodo Analize življenjskega cikla (LCA) bomo uporabili za analizo ekonomskih, socialnih ter okolijskih vidikov nove metode dekontaminacije.

FAZE PROJEKTA IN NJIHOVA REALIZACIJA

1. Hidrodinamična kavitacija v procesih z blati čistilnih naprav in njihovimi produkti.
2. Odstranjevanje strupenih kovin iz blata in produktov iz blat.
3. Odstranjevanje strupenih kovin, LAS in PAH iz blata iz čistilnih naprav.  
4. Gnojenje in vpliv na delovanje tal.
5. Analiza življenjskega cikla.

Bibliografske reference

SICRIS povezava