تأثیر کاربرد لجن به عنوان کود در خاک‌های کشاورزی:

در کشورهای کمتر توسعه یافته،   لجن فاضلاب خام را به منظور کاربرد در بخش کشاورزی  وارد منابع آب آبیاری می‌کنند که این مشکل در مورد کشورهای بزرگتری مانند هند که 30% فاضلاب شهرهای بزرگ آن تصفیه می‌شود، حادتر می‌باشد. در سال 2012 بیش از 10 میلیون تُن لجن فاضلاب خشک، تولید شده است که حدود 40% آن در بخش کشاورزی استفاده شد. اگر از لجن فاضلاب به عنوان کود برای رشد گیاهان زراعی و تولید علوفه استفاده شود، جنبه سلامت بیولوژیکی و شیمیایی آن باید به طور اساسی در نظر گرفته شود. هنگامی که از لجن فاضلاب برای احیاء خاک استفاده می‌شود، پارامترهای فیزیکی آن ممکن است نقش مهم‌تری را ایفا کنند. با این حال در هر دو حالت استفاده بی‌رویه از این ماده که ممکن است حاوی مواد شیمیایی مضر باشد و در نتیجه ممکن است باعث آلودگی خاک و آب‌های زیرزمینی شود. ترکیباتی مانند فلزات سنگین، ترکیبات فنولی و هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای می‌توانند موجب تغییرات شدیدی در جمعیت جانوران و گیاهان در خاک شود که باعث تغییر بعضی از پارامترهای خاک و کاهش حاصلخیزی آن می‌شوند.

کاربردهای استفاده از لجن در خاک‌های کشاورزی:

استفاده از پسماندهای فاضلاب‌های شهرهای کوچک ممکن است در موارد ویژه معقول به نظر آید اما استفاده از فاضلاب شهرهای بزرگ نامعقول و نیازمند راه حل‌های ویژه است. کاربرد لجن فاضلاب شهری در زمین‌های کشاورزی در جهان به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک که خاک‌ها با کمبود مواد آلی مواجه هستند، معمول می‌باشد. کاربرد لجن فاضلاب در خاک باعث بهبود ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک می‌شود. همچنین کاربرد لجن فاضلاب ماده آلی و حاصلخیزی خاک را افزایش می‌دهد. تحت این شرایط استفاده از لجن فاضلاب به عنوان تکنیک احیای خاک باعث برگشت فرآیندهای بیابان زایی می‌شود. در حالی مشخص شده است که ‌لجن فاضلابی حاوی فلزات سنگین است باید از این نقطه نظر مورد ارزیابی قرار گیرد. اخیراً توجه بیشتری به آلودگی فلزات سنگین ناشی از کاربرد لجن فاضلاب شده است زیرا فلزات سنگین از طریق جذب توسط گیاه، تجمع و آبشویی آنها در خاک باعث ایجاد یک خطر زیست محیطی و آلوده شدن آب‌های سطحی و زیرمینی می‌شود و از این نظر برای متخصصین محیط زیست نگران کننده است. فلزات سنگین موجود در لجن فاضلاب ممکن است توسط اکسیدها، رس‌ها و ماده آلی خاک جذب شوند، رسوب پیدا کنند و یا از ذرات لجن فاضلاب رهاسازی شوند. علاوه بر این در خاک‌های آهکی، کربنات‌ها باعث نگهداشت فلزات سنگین توسط فرآیند جذب می‌شوند. با این حال آبشویی فلزات سنگین در خاک‌های شنی با ظرفیت تبادل کاتیونی پایین در نتیجه کاربرد لجن فاضلاب ممکن است مشاهده شود. حرکت فلزات سنگین در خاک شدیداً تحت تأثیر اشکال فیزیکی- شیمیایی فلزات در فازهای جامد می باشد.

ماده آلی همچنین تحرک فلزات را تحت تأثیر قرار می‌دهد. افزودن لجن فاضلاب به خاک‌های آهکی معمولاً موجب افزایش ماده آلی و مقدار فلز در خاک می‌شود که هنگام افزودن آن به خاک بسته به نوع فلز و خاک مورد مطالعه ممکن است واکنش‌های متفاوتی را از خود نشان دهد. آبشویی بعضی از فلزات در خاک تحت تیمار لجن فاضلاب، نشان داد که در شرایط خاص حرکت عمودی فلزات به سمت لایه های پایینتر و آب‌های زیرزمینی می‌تواند معنی‌دار باشد. آبشویی فلزات در خاک به مرور زمان می‌تواند موجب کاهش کیفیت آب‌های زیرزمینی شود. بنابراین می‌توان گفت استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود در خاک‌های کشاورزی می‌تواند اثرات منفی و مثبت را به همراه داشته باشد. لجن فاضلاب و خاکی که تحت کاربرد لجن فاضلاب است از دو نظر باید مورد بررسی قرار گیرد اول اینکه آیا این لجن فاضلاب از نظر تغذیه‌ای به عنوان کود معیارهای استاندارد را دارد یا خیر و دوم اینکه آیا لجن فاضلاب علاوه بر عناصر مغذی و مفید حاوی آلاینده‌ها از جمله فلزات سنگین است؟ بنابراین ارزیابی لجن فاضلاب و خاکی که تحت تیمار لجن فاضلاب است لازم و ضروری به حساب می‌آید.

در جهت رعایت اصول کشاورزی پایدار و همچنین داشتن محصولات با کمیت و کیفیت مناسب در مزارع کشاورزی لازم است کودها و نهاده‌هایی که در خاک استفاده می‌شود مورد آنالیز و آزمایش قرار گیرد. در این راستا آزمایشگاه آسا بر اساس استانداردهای جهانی نمونه‌های خاک و لجن فاضلاب را از نظر شیمیایی و حاصل‌خیزی و همچنین آلودگی‌ها و اندازه‌گیری فلزات سنگین بررسی می‌نماید.

Cieślik, B.M., Namieśnik, J. and Konieczka, P., 2015. Review of sewage sludge management: standards, regulations and analytical methods. Journal of Cleaner Production, 90, pp.1-15.

Feizi, M., Jalali, M. and Renella, G., 2019. Assessment of nutrient and heavy metal content and speciation in sewage sludge from different locations in Iran. Natural Hazards, 95(3), pp.657-675.

Jalali, M., & Khanlari, Z. V. (2006). Mobility and distribution of zinc, cadmium and lead in calcareous soils receiving spiked sewage sludge. Soil & Sediment Contamination, 15, 603–620.

Kapshe, M., Kuriakose, P., Srivastava, G. & Surjan, A., 2013. Analysing the co-benefits: case of municipal sewage management at Surat, India. Journal of Cleaner Production, Volume 58, pp. 51-60.

Krchmann, H., Börjesson, G., Kätterer, T. and Cohen, Y., 2017. From agricultural use of sewage sludge to nutrient extraction: A soil science outlook. Ambio, 46(2), pp.143-154.

Roig, N Sierra, J. Marti, E. Nadal, M. Schuhmacher, M. Domingo, J.L., 2012. Long-term amendment of Spanish soil with sewage sludge: Effects on soil functioning. Agriculture, Ecosystem & Environment ,Volume 158, pp.41-48.

Toribio, M., & Romanya, J. (2006). Leaching of heavy metals (Cu, Ni and Zn) and organic matter after sewage sludge application to Mediterranean forest soils. Science of the Total Environment, 363, 11–21.

Wong, J. W. C., Li, K. L., Zhou, L. X., & Selvam, A. (2007). The sorption of Cd and Zn by different soils in the presence of dissolved organic matter from sludge. Geoderma, 137, 310–317.