1

Eco-tehnologie de obinere a unui fertilizant policompozit inovator prin procesarea

i reciclarea a trei deeuri organice n scopul creterii calitii terenurilor agricole i

siguranei alimentare (FEROW)

RAPORT TIINIFIC

Etapa I - decembrie 2014

Elaborarea modelelor conceptuale pentru realizarea unui ngrmnt organic

policompozit din trei biomase reziduale: namol de epurare, gunoi de grajd si alge

marine n contextul interaciunilor lor fizico-chimice i biologice

Autori: R. Lctuu1, R. Cpn2, Anca-Rovena Lctuu1, Amelia Meghea3, Maria

Nstac4, Nineta Rizea1, Monica Mihaela Stanciu-Burileanu1, Rodica Lazr1,

Venera Mihaela Stroe1, Mihaela Lungu1, Adina Rogozea3, Carolina Constantin3,

Adina Petcu3, Maria Luiza Mircea3, S. Matei1, Gabi-Mirela Matei1

1. Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare pentru Pedologie, Agrochimie i

Protecia Mediului - ICPA Bucureti

2. S.C. Agromixt S.R.L., Agigea, judeul Constana

3. Universitatea Politehnic, Bucureti

4. S.C. Ecom S.R.L., Constana

REZUMAT

S-au colectat deeuri formate din: gunoi de grajd de la unele ferme din Agigea, jud. Constana, nmol de epurare de la Staia de epurare a apelor uzate din Eforie Sud, jud. Constana i alge marine, colectate de pe rmul romnesc al Marii Negre,

cuprins ntre Agigea i sud de Eforie Sud. Aceste trei deeuri s-au compostat n patru variante masice formate din: pri egale (33,33%) din fiecare deeu, din cte 50% din

fiecare deeu, iar diferena alctuit din cantiti egale (25%) din celelalte deeuri rmase, n silozuri de compostare de tip Knemann. Compostarea a durat cca. 50 de zile, interval de timp n care s-au inut sub control, temperatura i umiditatea. n

prima faz, redoxic, a crescut temperatura pn la valoarea de 50-60C, timp n care materialul a devenit lipsit de ageni patogeni. n faza a doua oxidar temperatura a

revenit i s-a meninut la o valoare relativ constant de 30C, semn c s-a terminat fenomenul de compostare. S-a obinut un material nchis la culoare, fr mirosuri pestileniale.

Cele trei deeuri au fost analizate iniial din punct de vedere al coninutului n

elemente nutritive i n substane toxice. Analize similare s-au efectuat pe parcursul compostrii i la sfritul acestui fenomen. Analizele au evideniat coninuturi mari de

macroelemente nutritive (Corganic, N, P, K) i valori crescute pentru Cu i Zn. Nu s-au evideniat substane cu caracter toxic.

Compostul obinut a fost mrunit ntr-o moar special pn la dimensiuni

centimetrice. El urmeaz s fie testat pe solul aluvial de la Agigea, att n vase de vegetaie ct i n cmp.

2

REZULTATE OBINUTE

Este cunoscut rolul gunoiului de grajd n ridicarea fertilitii solurilor, administrndu-

se de regul compost (fermentat), de sute sau mii de ani, pe solurile de pe ntreaga

planet. Din dorina de reciclare, n acelai scop, a nc dou deeuri, neutilizate nc, dar

care ocup suprafee de teren pe care sunt depozitate, am propus prezentul proiect care

are drept obiectiv principal crearea unui compost din cele trei deeuri organice, car s

suplineasc administrarea de ngrminte chimice pe soluri.

Cele dou deeuri propuse de noi, pe lng gunoiul de grajd, sunt: nmolul de la

epurarea apelor menajere i algele marine. De altfel, n mod empiric nmolul de la

epurarea apelor uzate s-a mai utilizat la fertilizarea solurilor. Negreanul-Prjol i colab.

(2009), au propus chiar sterilizarea nmolului nainte de a fi administrat pe sol. Practica a

demonstrat c prin operaiunea de compostare se atinge temperatura (50-60oC) necesar

opraiunii de sterilizare.

n vederea cunoaterii coninutului de elemente nutritive pentru plante, a celor trei

deeuri, au fost efectuate o serie de analize chimice.

1. Colectarea deeurilor

Gunoiul de grajd a fost colectat de la diferite ferme zootehnice din comuna Agigea.

Nmolul de la epurarea apelor uzate menajere a fost colectat de la Staia de epurare a

apelor uzate menajere din oraul Eforie Sud, iar algele marine au fost colectate din zona

sudic a litoralului romnesc, de regul cuprins ntre localitile Agigea i Eforie Sud.

2. Compoziia chimic a deeurilor (tabelele 1- 4, figurile 1-3)

Datele analitice arat c gunoiul de grajd are o reacie slab alcalin, iar nmolul de la

epurarea apelor uzate are o reacie neutr. Se observ coninuturile mari i foarte mari n

C organic, n N total, n forme mobile de N (N-NO3, N-NH4), de P i K.

Microelementele nutritive (Cu, Fe, Mn, Zn) se gsesc la niveluri normale i mari de

coninut, iar metalele grele (Cd, Co, Cr, Ni, Pb) se gsesc la niveluri normale de

concentraie.

Tabelul 1

Principalele nsuiri agrochimice ale deeurilor organice

utilizate pentru compostare

Identificare pH Corganic Nt N-NO3 N-NH4 PAL* KAL

H2O % mgkg-1

Gunoi de grajd 8,32 29,9 1,88 41,0 28 30 6540

Nmol-Eforie Sud 7,01 23,7 2,37 13,2 297 622 872

Identificare Cd Co Cr Cu Fe Mn Ni Pb Zn

mgkg-1

Gunoi de grajd 0,49 7,44 21 27 9965 443 18 27 84

Nmol-Eforie Sud 1,25 9,10 103 124 31681 391 37 54 541

Algele marine colectate, n special dou specii: Cladosphora sp. i Ulva lactuca,

aduc cantiti importante de N, K, Ca i cantiti mici de metale grele.

3

Tabelul 2

Coninutul n macro- i microelemente al probei de alg marin

Identificare N P K Ca Mg Na

%

Prob amestec 3,40 0,29 2,20 4,95 0,92 0,88

Alg filamentoas Cladosphora sp. 2,40 0,20 3,33 6,20 0,48 0,79

Alg frunzoas Ulva lactuca 2,35 0,10 3,30 5,06 1,66 0,83

Identificare Cd Co Cr Cu Fe Mn Ni Pb Zn

mgkg-1

Prob amestec 0,45 5,25 9,27 11 3913 385 13,8 9,28 39

Alg filamentoas Cladosphora sp. 0,66 2,88 3,68 21 634 247 6,6 17,6 17,4

Alg frunzoas Ulva lactuca 0,02 1,62 0,86 2,1 200 48 3,5 2,2 11

n privina coninutului total de sruri solubile cele dou deeuri (gunoiul de grajd i

nmolul de epurare) au concentraii moderate (531-658 mg/100 g), fiind prezeni fiecare

dintre ioni, detandu-se, totui, K+ din gunoiul de grajd i SO 24 din nmolul de epurare.

Tabelul 3

Coninutul total de sruri solubile i de ioni hidrosolubili

Identificare CTS HCO

3 SO2

4 Cl- Ca2+ Mg2+ Na+ K+

mg/100 g material

Gunoi de grajd 531 131 95 58 10 8 19 210

Nmol-Eforie Sud 658 177 356 22 36 21 32 15

La fel, repartiia procentual a srurilor este echitabil, evideniindu-se bicarbonaii la

gunoiul de grajd i sulfaii la nmolul de epurare.

Tabelul 4

Compoziia procentual (%)a srurilor solubile

Identificare Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 NaHCO3 KHCO3 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 KCl

Gunoi de grajd 6,8 9,5 11,1 10,0 - - - 34,4 28,2

Nmol-Eforie Sud 26,5 - - - 7,6 32,3 26,6 1,3 5,7

Spectrele de absorbie n domeniul infrarou (IR) au asemnri i deosebiri. Pentru

nmolul de epurare s-au analizat dou probe una de la Constana Sud i alta de la Eforie

Sud.

4

92

93

94

95

96

97

98

99

100

600160026003600

T, %

, cm-1

Namol Eforie

Namol Constanta Sud

Figura 1. Spectrele IR ale probelor de nmol de la Constanta si Eforie

Cele dou probe de nmol de epurare a apelor uzate au benzi de vibraie similare,

prin banda cea mai intens de la 1008 cm-1 corespunznd vibraiilor C-O din structuri

fenolice, acizi carboxilici, eteri, care se poate suprapune i peste banda Si-O din structurile

minerale alumino-silicatice, nsoita i de dubletul de la 778-791 cm-1 din cuar. Este, de

asemenea, prezent n ambele cazuri banda larg din zona grupelor OH i NH de la 3200-

3400 cm-1.

Probele de nmol prezint ns i unele benzi specifice: proba de nmol Eforie are

foarte pronunat dubletul de 2916-2847 cm-1, specific legturilor metilenice din lanurile

alchlice lungi, precum i amprenta caracteristic de cinci benzi nguste si foarte bine

rezolvate din zona 1633-1419 cm-1 specifice vibraiilor majoritii compuilor organici

coninnd grupe carbonil, duble legturi aromatice, amine, amide, etc (figura 1).

Se poate conchide c nmolul de la Eforie este mai bogat in componente organice,

fapt confirmat de analiza TOC, ceea ce justifica alegerea sa pentru pregtirea probelor de

compost pentru biofertilizator.

Proba de alge prezinta o banda foarte bine precizata la 3200-3400 cm-1 specific

grupelor NH2 din amine si amide, asociata i cu banda intens amida I de la 1636 cm-1 i

C-N din aminele alifatice. La acestea se adaug si benzile specifice calcitului antrenat din

scoici prin banda intens 3 de la 1444 cm-1 i 2 de la 861 cm-1. Structura organic

majoritara ca surs de carbon (i azot) este confirmat de analiza de carbon (tabel 3) din

care remarcm valoarea maxima de carbon organic din toate biomasele utilizate (521, 4

g/kg) fata de numai 25, 4 g/kg de carbon anorganic (figura 2).

5

92

93

94

95

96

97

98

99

100

600110016002100260031003600

T,

%

, cm-1

Figura 2. Spectrul IR al probei de alge

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

600110016002100260031003600

T, %

, cm-1

Figura 3. Spectrul IR al probei de gunoi de grajd

Proba de gunoi de grajd prezint benzi similare specifice materiei organice

majoritate, prin banda foarte intens de la 1005 cm-1 specific gruprilor oxigenate din

cetone, eteri esteri, acizi carboxilici. Benzile intense i bine precizate de la 3200 - 3400

cm-1 indica prezenta grupelor amino din uree, aminoacizi, proteine, etc. n privina

aportului de materiale organice aceasta biomas se situeaz pe locul 2 dup alge,

valoarea carbonului organic fiind practic la jumtate, 224,90 g/kg (figura 3).

3. Compostarea celor trei mase organice (tabelele 5-8, figurile 4-12)

n vederea realizrii unui compost de bun calitate nutriional, s-au testat patru

variante, deosebite ntre ele prin raportul diferit ntre cele trei componente organice. Astfel,

n prima variant s-a realizat un raport egal ntre cele trei componente organice i anume:

V1 = 33,33% gunoi de grajd + 33,33% nmol de epurare + 33,33% alge

Varianta a 2a (V2) a fost constituit din:

6

V2 = 50% gunoi de grajd + 25% nmol de epurare + 25% alge

Varianta a 3a (V3) a fost constituit din:

V3 = 25% gunoi de grajd + 50% nmol de epurare + 25% alge

Varianta a 4a (V4) a fost constituit din:

V4 = 25% gunoi de grajd + 25% nmol de epurare + 50% alge

Variantele masice realizate au fost introduse n patru lzi de compostare cu laturile egale, de 1,20 m. Laturile au fost constituite din laturi distanate una de alta la circa 10 cm. n partea superioar s-a realizat un acoperi oblic pentru a proteja amestecul compozit de apa din precipitaii. Astfel de silozuri sunt cunoscute sub numele de Kneman.

Operaiunea de compostare a nceput pe data de 19 iulie 2014. n fiecare zi s-au efectuat msurtori de temperatur, n trei poziii (partea superioar a amestecului, partea median i partea inferioar), (figura 1) i la trei ore diferite (7, 12 i 19). Valorile nregistrate sunt redate grafic n figurile 5-8.

Figura 1. Cuburile de compostare i punctele de monitorizare a temperaturii

Se observ c temperaturile maxime atinse n cuburile de compostare ajung la 63oC, n principal seara i la msurtorile efectuate n partea superioar i median a cubului de compostare. De remarcat c la temperaturi de peste 60oC a ajuns varianta a 3a a compostrii, format de doza dubl de nmol i cte dou doze normale (25%) de gunoi de grajd i de alge. Explicaia este simpl, doza dubl de nmol de epurare i doza de gunoi de grajd a permis realizarea unui mediu reductor mai rapid dect n cazul celorlalte variante experimentale. Meninerea cuburilor de compostare la temperaturi de peste 55-63oC, un timp de 19-20 zile a contribuit, din plin, la sterilizarea maselor organice suspuse procesului de compostare.

7

Figura 5. Dinamica temperaturilor nregistrate n cubul de compostare nr. 1 (1A+1N+1G)

8

Figura 6. Dinamica temperaturilor nregistrate n cubul de compostare nr. 2 (2G+1A+1N)

9

Figura 7. Dinamica temperaturilor nregistrate n cubul de compostare nr. 3 (2N+1A+1G)

10

Figura 8. Dinamica temperaturilor nregistrate n cubul de compostare nr. 4 (2A+1N+1G)

11

Pe data de 19 august 2014, cele trei cuburi de compostare au fost remaniate, ajungndu-se la temperatura mediului ambiant, n jur de 30oC, dup reconstruirea cuburilor de compostare nu s-au mai instalat noi faze de compostare, temperaturile nregistrate rmnnd practic constante, nsemnnd c procesul de compostare s-a terminat. Cuburile au fost desfcute, compostul obinut s-a uscat la temperatura mediului ambiant, apoi a fost trecut printr-o moar special obinndu-se peletele din figurile 9-12.

Figura 9. Pelete, varianta 1 amestec Figura 10. Pelete, varianta 2 amestec

Figura 11. Pelete, varianta 3 amestec Figura 12. Pelete, varianta 4 amestec

12

Pe data de 8 august 2014 s-au colectat probe de compost i probe de sol, pe care urmeaz s se instaleze o experien n cmp cu 1 - 2 din variantele de compost, care vor da cele mai bune rezultate n camera de climatizare.

Rezultatele analitice ale probelor de compost colectate ntr-o faz intermediar a compostrii sunt prezentate n tabele 5-8. Se observ c reacia amestecului compozit s-a situat n domeniul slab alcalin, coninuturile de C organic i N total sunt foarte mari, dar n favoarea C organic, fapt ce determin i valori foarte mari ale raportului C/N. de asemenea, se observ coninuturi contrastante de N-NH4 i N-NO3 i anume coninuturi mai mari de N-NH4 n variantele cu doz dubl de nmol de epurare i de alge i n acelai timp concentraii mai mari n variantele cu doze egale din cele trei componente organice i cu doz dubl de gunoi de grajd (tabelul 5). Diferenele apar ca urmare a condiiilor contrastante fizico-chimice existente la data colectrii probelor n silozurile de compostare. n acelai timp, s-au nregistrat cantiti foarte mari, exagerate chiar, de forme mobile de P i K.

Tabelul 5 Principalele nsuiri agrochimice ale materialelor organice

n faza intermediar a compostrii

Identificare pH Corganic Nt

C/N N-NO3 N-NH4 PAL** KAL

H2O % mgkg-1

1A*+1N*+1G* 7,54 87,8 0,71 145 133 65 414 6550

2G+1A+1N 7,83 94,7 0,68 164 301 46 311 4850

2N+1A+1G 7,90 75,2 0,69 127 25 83 292 4900

2A+1N+1G 7,72 79,4 0,81 106 36 118 330 4700

*) A - alge; N - nmol de epurare; G - gunoi de grajd.

**) valori recalculate n funcie de reacia materialului

O privire de ansamblu asupra coninutului de metale grele (tabelul 6) arat valori

reduse pentru toate elementele chimice determinate, apropiate de valorile normale din

soluri.

Tabelul 6

Coninutul n microelemente i n metale grele (mgkg-1), n faza

intermediar a compostrii

Identificare Cd Co Cr Cu Fe

Mn Ni Pb Zn %

1A+1N+1G 0,42 8,7 118 26 1,56 459 47 75 97

2G+1A+1N 0,41 7,4 128 16 1,68 524 52 58 77

2N+1A+1G 0,47 10,7 124 19 1,43 479 37 67 102

2A+1N+1G 0,65 12,7 93 23 1,47 477 37 61 82

Coninutul total de sruri solubile (tabelul 7) arat valori mari, cuprinse ntre 1,9 i 3,2

g/100g material n stare de compostare i formate, dup cum se observ n tabel, din

sulfai i cloruri asociate cu sodiu i potasiu, fapt ce determin ca sulfatul de sodiu i

clorura de potasiu s fie srurile dominante, urmate de sulfatul de magneziu (tabelul 8).

13

Tabelul 7

Coninutul total de sruri solubile i coninutul n ioni hidrosolubili n

faza intermediar de compostare

Identificare CTS CO

2

3 HCO

3 SO2

4 Cl- Ca2+ Mg2+ Na+ K+

mg/100 g material

1A+1N+1G 3225 3 114 1189 557 189 135 392 649

2G+1A+1N 1944 68 676 317 97 70 237 478

2N+1A+1G 2813 6 94 1108 448 169 126 377 484

2A+1N+1G 2772 9 121 1051 472 193 125 367 433

Tabelul 8

Compoziia procentual (%)a srurilor solubile din faza

intermediar de compostare

Identificare Na2CO3 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 NaCl KCl

1A+1N+1G 0,2 1,0 3,4 21,1 37,3 0,4 36,6

2G+1A+1N 0,9 3,7 16,6 36,0 5,8 37,0

2N+1A+1G 0,5 1,1 3,0 23,2 38,5 2,4 31,3

2A+1N+1G 0,8 1,3 4,0 23,2 35,2 6,2 29,3

n figurile 11-13 sunt prezentate spectrele de IR ale probelor aflate n faza

intermediar a compostrii.

86

88

90

92

94

96

98

100

600110016002100260031003600

T,

%

, cm-1

Compost 1 1A-1N-1G

Compost 4 2A-1N-1G

Alge

Figura 13. Spectre IR ale probelor aflate n faza intermediar a compostrii: 1A-1N-1G,

2A-1N-1G i alge

Din figura 10 se pot compara probele n proporiile 1A-1N-1G (795), 2A-1N-1G (798)

fa de alge. Se constat c la benzile intense reprezentative de la 1434, 1635 cm-1

intensitatea acestora scade cu proporia de alge din compost. O comportare interesant

se constat la banda de la 1008 cm-1, a crei intensitate crete cu scderea proporiei de

14

alge. Aceasta comportare confirm atribuirea sa att la gruprile oxidice organice, ct i la

cele anorganice de origine alumino-silicatic prezente n biomasa de nmol.

Figura 14. Spectre IR ale probelor 2: 2G-1A-1N i gunoi grajd

Figura 15. Spectre IR ale probelor 3: 2N-1A-1G i nmol Eforie

In cazul celorlalte dou biomase majoritare (figurile 14 i 15) nu se evideniaz n

mod distinct contribuia acestora n amestec, pierzndu-se din rezoluia i intensitatea

benzilor specifice materiei organice.

4. Analiza compostului obinut (tabelele 9-13, figura 16)

Cu toate c au avut loc uoare modificri ale pH-ului, valorile s-au pstrat n

domeniul slab alcalin. Modificrile au fost mai mari, cu o cretere de pn la 0,5 uniti de

pH la varianta 1a (tabelul 9).

15

Tabelul 9 Principalele nsuiri agrochimice ale materialelor organice

n faza final a compostrii

Identificare pH Corganic Nt

C/N N-NO3 N-NH4 PAL* KAL

H2O % mgkg-1

1A+1N+1G 8,09 11,92 0,99 14,0 439 89 181 5983

2G+1A+1N 8,10 12,06 0,88 15,9 1224 76 187 5833

2N+1A+1G 7,92 13,78 1,09 14,6 2243 105 196 5517

2A+1N+1G 7,82 11,09 0,94 13,8 1124 74 205 4383

Sol AGIGEA 7,52 3,25 0,25 15,0 143 6 266 700

*) valori recalculate n funcie de reacia materialului

Demn de remarcat este scderea semnificativ a coninutului de C organic, n medie

de aproape apte ori (6,9) fa de varianta intermediar a compostrii i o uoar cretere

a coninutului de N total, de 1,4 ori fa de analiza fazei intermediare a compostrii. Aceste

schimbri ale coninutului de C organic i N total au condus la schimbri majore ale

raportului C/N. Astfel, dac n faza intermediar a compostrii acesta era, n medie, de

136, n faza final a ajuns la 14,6, un raport normal pentru sol. Acest semnal ntrete

faptul c s-a nregistrat corect faza terminal a compostrii.

Dac n faza final a compostrii nu s-au semnalat modificri semnificative ale

coninutului de N-NH4, n schimb coninutul de N-NO3 a crescut de pn la 10 ori. O

scdere semnificativ, de 1,9 ori, s-a nregistrat i n cazul coninutului de P mobil, solubil

n AL, n schimb K mobil, solubil n AL, s-a meninut n limite relativ constante. Diferena

medie dintre cele dou coninuturi a fost de numai 179 mgkg-1 (tabelul 9).

n cazul microelementelor i a metalelor grele se poate vorbi de o tendin de

micorare a concentraiei unor metale grele (Cr, Ni, Pb) i o cretere a concentraiei

microelementelor metalice (Cu, Zn), (tabelul 10).

Tabelul 10

Coninutul n microelemente i n metale grele (mgkg-1) al

compostului n faza final

Identificare Cd Co Cr Cu Fe

Mn Ni Pb Zn %

1A+1N+1G 0,54 6,74 102 43 1,66 462 38 53 200

2G+1A+1N 0,47 6,66 102 37 1,71 508 38 63 151

2N+1A+1G 0,55 7,73 82 40 1,61 472 33 46 188

2A+1N+1G 0,46 5,51 81 42 1,50 410 30 50 166

Sol AGIGEA 0,23 12,8 39 29 2,90 816 38 29 115

Dac n faza intermediar a compostrii amplitudinea dintre valorile coninutului total

de sruri era mai larg de la 1,9 la 3,2 g/100 g material, n faza final (tabelul 11) valorile

erau mai apropiate de la 2,2 la 2,8 g/100 g material, cu o valoare medie de 2,5 g/100 g

16

material fa de valoarea medie de 2,7 g/100 g material din faza intermediar a

compostrii.

Tabelul 11

Coninutul total de sruri solubile i coninutul n ioni hidrosolubili

din faza final de compostare

Identificare CTS HCO

3 SO2

4 Cl- Ca2+ Mg2+ Na+ K+

mg/100 g material

1A+1N+1G 2358 102 981 396 102 117 250 410

2G+1A+1N 2216 119 886 372 92 92 228 428

2N+1A+1G 2891 195 1594 614 126 187 418 429

2A+1N+1G 2500 105 1164 392 124 135 280 301

Sol AGIGEA 42

n privina distribuiei ionice se constat o uoar cretere a coninutului de sulfai, n

faza final a compostrii. De altfel, sulfaii de Mg i de Na sunt srurile dominante ale

extractului apos, urmate de clorura de potasiu (tabelul 12).

Tabelul 12

Compoziia procentual (%)a srurilor solubile

din fazafinal de compostare

Identificare Ca(HCO3)2 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 NaCl KCl

1A+1N+1G 5,0 9,1 26,7 25,6 4,5 29,1

2G+1A+1N 6,3 7,6 22,9 29,3 0,7 33,2

2N+1A+1G 6,0 6,4 30,4 25,0 10,7 21,6

2A+1N+1G 4,6 12,1 29,7 23,7 9,1 20,8

Figura 16. Spectrele IR la probele de compost final 1268 (1A+1N+1G); 1269 (2G+1A+1N); 1270

(2N+1A+1G); 1271 (2A+1N+1G); 1272 (sol Agigea)

17

Evoluia posibil a transformrilor chimice n urma compostrii, nregistrate n

domeniul IR ar putea fi discutat n raport cu proba de referin iniial.

Din figura 16 se observ c benzile din zona 3200-3400 cm-1 devin mai ascuite

indicnd prezena produilor de biodegradare a biomaselor cu formare de amide, amine,

alcooli i fenoli.

Banda de la 1600 cm-1 crete cu creterea coninutului de acizi carboxilici, aldehide,

amide obinute din degradarea proteinelor i a policarbohidrailor. Probele cu coninut mai

ridicat de nmol conduc la procese mai avansate de biotransformare datorit prezenei

microorganismelor.

Benzile de la 1416-1460 i 1000-1300 indic formarea amidelor prin biodegradarea

acizilor nucleici, aminoacizilor i acizilor carboxilici.

5. Fracionarea carbonului organic

Datele privitoare la fracionarea C organic din probele finale de compost sunt

prezentate n tabelul 13.

Tabelul 13

Fracionarea C organic (%) din probele finale de compost

Identificare C organic

total

C extractibil

total

C din

humine

C din acid

humic total

C din acid

fulvic total

1A+1N+1G 12,8 0,102 12,7 0,022 0,079

2G+1A+1N 12,9 0,112 12,8 0,034 0,077

2N+1A+1G 14,8 0,119 14,6 0,030 0,089

2A+1N+1G 11,9 0,097 11,8 0,022 0,075

Sol AGIGEA 3,5 0,070 3,41 0,012 0,056

Faptul c majoritatea C organic din probele de compost, n proporie de 98-99%,

aparine C provenit din humine, denot calitatea naintat a materialului compostat ca

rezervor potenial de elemente nutritive pentru plante.

6. Calitatea solului aluvial de la Agigea (tabelele 9-13)

Datele analitice ale solului aluvial de la Agigea (judeul Constana), pe care urmeaz

s se experimenteze creterea plantelor de porumb (Zea mays) i de floarea soarelui

(Helianthus annus) sunt prezentate n tabelele 9-13.

Se observ c solul are o reacie slab alcalin (pH 7,52), un coninut mijlociu de

humus (humus 5,60%), la fel de azot total i un raport normal C/N. Dac coninutul este

foarte mic, n schimb cel de azot nitric (N-NO3) este ridicat. Formele mobile de P i K,

solubile n reactivul acetat-lactat de amoniu la pH 3,7, sunt prezente la valori foarte mari

de coninut.

Coninutul total de microelemente i metale grele se situeaz la valori normale, cu

excepia Co i a Zn care au coninuturi uor mai mari dect valorile normale.

Coninutul foarte mic de sruri solubile (42 mg/100 g sol) al solului aluvial de la

Agigea l situeaz n domeniul solurilor neafectate de procentul de salinizare.

18

Calitatea solului aluvial de la Agigea, ca rezervor potenial de fertilitate este indicat

i de faptul c 97% din carbonul organic total aparine C provenit din humine.

7. Analiza microbiologic a deeurilor organice (tabelul 14)

Datele analitice medii privitoare la ncrcarea cu microflor bacterian i fungic i

cele privitoare la nivelul potenial al respiraiei sunt prezentate n tabelul 14.

Tabelul 14

ncrcarea medie cu microflor bacterian i fungic

Identificare Nr. de bacterii x

106celule viabile/1g

material uscat

Nr. de fungi x

103 ufc/1g

material uscat

Respiraia

materialului

mg CO2 /100g

Gunoi de grajd 42,28 36,73 90,83

Nmol epurare

Eforie Sud 579,18 19,05 75,91

Gunoiul de grajd prezint un numr mare de bacterii heterotrofe aerobe (43,279 x106 celule viabile/g gunoi uscat la 105oC), un numr redus de fungi (36,769 x103 ufc/g gunoi uscat) i procese fiziologice intense cu eliberarea unor cantiti crescute de CO2 (90,825 mg CO2/100g gunoi).

Spre deosebire de cazul gunoiului de grajd, microflora bacterian din nmoluri prezint valori cu un ordin de mrime mai ridicate, nmolul de la Constana fiind mai populat cu bacterii dect cel de la Eforie (765,693 x106 celule viabile/g nmol uscat i respectiv 579,185 x106 celule viabile/g nmol uscat) .

Microflora fungic este mai redus n nmoluri comparativ cu gunoiul de grajd, reprezentat n proba de la Eforie de 19,047 x103 ufc/g nmol uscat.

De asemenea, valorile potenialului de respiraie din nmoluri sunt de nivel mediu 75,913 mg CO2/100g nmol la proba de la Eforie, ceea ce atest o activitate microbian global mai redus comparativ cu cea din gunoiul de grajd.

n general, la toate probele analizate, compoziia taxonomic a microflorei fungice este puin diversificat, cu 2 pn la 4 specii. Astfel, n gunoiul de grajd au fost identificate speciile Acremonium strictum, deseori izolat de pe excremente i fn, Aspergillus flavus, specie cu o mare versatilitate fiziologic i care colonizeaz o varietate de substrate reprezentate de resturi vegetale dar i soluri. De asemenea, s-a semnalat prezenta unei specii de Penicillium, dar i micelii brune fr fructificaii.

Mucoraceele domin n nmolul de la Eforie, fiind reprezentate de dou specii: Mucor circinelloides i Mucor racemosus, tolerante fa de o serie de poluani i de valori ridicate ale coninutului de NPK, fracvent izolate din excremente, resturi vegetale i gunoi de grajd.

S-au mai identificat, n proporie redus, reprezentani ai genului ubicvist Fusarium i Thermomyces lanuginosus sin. Humicola brevispora, care crete frecvent pe excremente i composturi sau materiale organice de origine vegetal aflate n curs de descompunere.

8. Amorsarea unei experiene cu plante n camera de climatizare

n luna noiembrie 2014 s-a instalat o experien n camera de climatizare, avnd

urmtoarele variante:

19

V1 - Martor, sol Agigea V2 - Martor, sol Agigea + fertilizare mineral (N150-0,36 g NH4NO3) V3 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost I 25t/ha (21g) V4 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost I 50t/ha (42g) V5 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost I 75t/ha (63g) V6 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost I 100t/ha (84g) V7 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost II 25t/ha (21g) V8 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost II 50t/ha (42g) V9 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost II 75t/ha (63g) V10 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost II 100t/ha (84g) V11 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost III 25t/ha (21g) V12 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost III 50t/ha (42g) V13 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost III 75t/ha (63g) V14 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost III 100t/ha (84g) V15 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost IV 25t/ha (21g) V16 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost IV 50t/ha (42g) V17 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost IV 75t/ha (63g) V18 - Sol Agigea (2,5 kg) + compost IV 100t/ha (84g) Compost I: 33% Alge; 33% Nmol; 33% Gunoi g. Compost II: 50% Gunoi g.; 25% Alge; 25% Nmol Compost III: 50% Nmol; 25% Alge; 25% Gunoi g. Compost IV: 50% Alge; 25% Nmol; 25% Gunoi g.

Umiditate: 70% din c.p.a.

Figura 17. Imagini din camera de climatizare cu plantele de porumb, n prima parte a perioadei de vegetaie

20

Concluzii

S-au colectat deeurile necesare pentru prepararea compostului i anume: gunoiul

de grajd de la unele ferme din Agigea, judeul Constana, nmolul de epurare de la

Staia de epurare a apelor uzate Eforie Sud i algele marine de pe litoralul

romnesc al Mrii Negre, cuprins ntre Agigea i Eforie Sud;

Analizele efectuate au relevat faptul c aceste deeuri conin macroelemente

nutritive n cantiti mari, microelementele (Cu, Zn) n cantiti uor crescute, iar

metalele grele n cantiti mici-normale ;

S-au realizat patru variante de compostare n funcie de raportul cantitativ dintre

cele trei componente;

n timpul compostrii s-au atins valori termice de 50-60oC, care au contribuit la

sterilizarea materialului;

Compostarea a constat din alternarea fazei oxidante cu cea reductoare.

Operaiunea de compostare a durat 52 de zile;

n final s-a obinut un compost de bun calitate nutriional pentru plante;

S-a instalat o experien n camera de climatizare pentru a evidenia efectul

compostului asupra creterii plantelor de porumb i floarea soarelui.

DISEMINAREA REZULTATELOR

R. Lctuu, Mihaela Monica Stanciu-Burileanu, Mihaela Lungu, Anca-Rovena Lctuu, Virginia Catrina, A. Vrnceanu, Nineta Rizea, Rodica Lazr, Venera Mihaela Stroe, 2014, Metale grele din sistemul nmol de epurare-vegetaie din batalul de la Tometi, jud. Iai, Simpozionul Internaional Mircea Savul, Facultatea de Geografie-Geologie, Universitatea Al. I. Cuza, Iai, 25.10.2014;

R. Lctuu, Venera Mihaela Stroe, Mihaela Monica Stanciu-Burileanu, Mihaela Lungu, Anca Rovena Lctuu, Nineta Rizea, Rodica Lazr, 2014, Nmolul rou-amendament pentru solurile acide?, Simpozionul Factori i procese pedogenetice n zona temperat, 19.9.2014, Facultatea de Geografie i Geologie, Universitatea Al. I. Cuza, Iai;

R. Lctuu, Anca-Rovena Lctuu, Mihaela Lungu, Mihaela Monica Stabciu-Burileanu, A. Vrnceanu, 2014, Zinc regime in the sewage sludge-soil plant system of a city waste water treatment pond, Present Environment and Sustainable Development, 8, 2, 171-182, prezent la Simpozionul Internaional Present Environment and Sustainable Development, Iai, 6 iunie 2014.