تاثیر کاربرد لجن به عنوان کود در خاک های کشاورزی:
در کشور های کمتر توسعه یافته به منظور کاربرد در بخش کشاورزی لجن فاضلاب خام را وارد منابع آب آبیاری می کنند که این مشکل در مورد کشورهای بزرگتری مانند هند که 30% فاضلاب شهرهای بزرگ آن تصفیه می شود، حاد تر می باشد. در سال 2012 بیش از 10 میلیون تن 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 شمیایی آن باید به طور اساسی در نظر گرفته شود. هنگامی که از لجن فاضلاب برای احیاء خاک استفاده می شود، پارامتر های فیزیکی آن ممکن است نقش مهمتری را ایفا کنند. با این حال در هر دو حالت استفاده بی رویه از این ماده که ممکن است حاوی مواد شیمیایی مضر باشد و در نتیجه ممکن است باعث آلودگی خاک و آب های زیرزمینی شود. ترکیباتی مانند فلزات سنگین، ترکیبات فنولی و هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای می توانند موجب تغییرات شدیدی در جمعیت جانوران و گیاهان در خاک شود که باعث تغییر بعضی از پارامتر های خاک و کاهش حاصلخیزی آن می شوند.
کاربردهای استفاده از لجن در خاک های کشاورزی:
استفاده از پسماند های فاضلاب های شهرهای کوچک ممکن است در موارد ویژه معقول به نظر آید اما استفاده از فاضلاب شهرهای بزرگ نامعقول و نیازمند راه حل های ویژه است . کاربرد لجن فاضلاب شهری در زمین های کشاورزی در جهان به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک که خاک ها با کمبود مواد آلی مواجه هستند، معمول می باشد. کاربرد لجن فاضلاب در خاک باعث بهبود ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک می شود. همچنین کاربرد لجن فاضلاب ماده آلی و حاصلخیزی خاک را افزایش می دهد. تحت این شرایط استفاده از لجن فاضلاب به عنوان تکنیک احیای خاک باعث برگشت فرآیند های بیابان زایی می شود. در حالی مشخص شده است که لجن فاضلابی که حاوی فلزات سنگین است باید مورد ارزیابی از این نقطه نظر قرار گیرد. اخیرا توجه بیشتری به آلودگی به 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 می شود و از این نظر برای متخصصین محیط زیست نگران کننده است. فلزات سنگین موجود در لجن فاضلاب ممکن است توسط اکسید ها، رس ها و ماده آلی خاک جذب شوند، رسوب پیدا کنند و یا از ذرات لجن فاضلاب رهاسازی شوند. علاوه بر این در خاک های آهکی کربنات ها باعث نگهداشت فلزات سنگین توسط فرآیند جذب می شوند. با این حال آبشویی فلزات سنگین در خاک های شنی با ظرفیت تبادل کاتیونی پایین در نتیجه کاربرد لجن فاضلاب ممکن است مشاهده شود. حرکت فلزات سنگین در خاک شدیدا تحت تاثیر اشکال فیزیکی- شمیایی فلزات در فاز های جامد می باشد.
ماده آلی همچنین تحرک فلزات را تحت تاثیر قرار می دهد. افزودن لجن فاضلاب به خاک های آهکی معمولا موجب افزایش ماده آلی و مقدار فلز در خاک می شود که هنگام افزودن آن به خاک بسته به نوع فلز و خاک مورد مطالعه ممکن است واکنش های 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 آب های زیرزمینی می تواند معنی دار باشد. آبشویی فلزات در خاک به مرور زمان می تواند موجب کاهش کیفیت آب های زیرزمینی شود. بنابراین می توان گفت استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود در خاک های 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 تغذیه ای به عنوان کود معیار های استاندارد را دارد یا خیر و دوم اینکه آیا لجن فاضلاب علاوه بر عناصر مغذی و مفید حاوی آلاینده ها از جمله فلزات سنگین است؟. بنابراین ارزیابی لجن فاضلاب و خاکی که تحت تیمار لجن فاضلاب است لازم و ضروری به حساب می آید.
در جهت رعایت اصول کشاورزی پایدار و همچنین داشتن محصولات با کمیت و کیفیت مناسب در مزارع کشاورزی لازم است کودها و نهاده هایی که در خاک استفاده میشود موزد آنالیز و آزمایش قرار گیرد. در این راستا آزمایشگاه آسا بر اساس استاندارد های جهانی نمونه های خاک ولجن فاضلاب را از نظر شیمیایی و حاصلخیزی و همچنین آلودگی ها و اندازه گیری فلزات سنگین بررسی می نماید.
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.