Biostimulating effects of wastewater sludges on stressed soils

Abstract

Soil pollution is accepted as a pressing problem in many parts of the world resulting in efforts to develop a variety of soil remediation technologies. Properly processed wastewater sludge which contains significant amounts of nitrogen, phosphorus, organic matter and other trace elements is accepted as a promising nutrient source for microbes in soils contaminated with various contaminants. The objective of the present study was to determine the potential use of municipal wastewater sludge as a biostimulating agent in soils which has been irrigated with a polluted river water for long time and evaluate the soil enzyme activities. The results of 45 days incubation period indicated a significant improvement (1.5 to 5 fold in comparison to unamended polluted soil) in urease, alkaline phosphatase, dehydrogenase and β-glucosidase activities in sludge amended soils. Maximum values were observed in soils amended with 200 t/ha sludge. Although, the sludge dose of 100 t/ha increased the enzyme activity levels of polluted soil significantly, it seemed to be inadequate to increase activity levels of polluted soil to reference soil levels. Consequently, municipal sludge amendment with dose of 200 t/ha appeared to enhance the nutrient status of soil system, providing the removal of the anthropogenic stress caused by the irrigation from a polluted river.

Toprak kirliliği dünyanın pek çok yerinde önemli bir problem olarak kabul edilmekte ve çeşitli toprak temizleme teknolojilerinin geliştirilmesi için yoğun çaba harcanmasına neden olmaktadır. Önemli miktarda azot, fosfor, organik madde ile diğer iz elementlerini içeren ve uygun şekilde işlenmiş olan arıtma çamurları, çeşitli kirleticilerle kirlenmiş olan topraklardaki mikroorganizmalar için önemli bir bitki besin elementi kaynağıdır. Bu çalışmanın amacı kentsel bir arıtma çamurunun, uzun yıllardır kirli bir nehirden sulanan topraklarda biyostimülasyon maddesi olarak kullanılabilme potansiyelini araştırmak ve topraktaki enzim aktivitelerini değerlendirmektir. 45 günlük inkübasyon çalışması sonuçları çamur uygulanmış topraktaki üreaz, alkali fosfataz, dehidrogenaz ve β-glukosidaz aktivitelerinin önemli derecede geliştiğini (uygulama yapılmamış toprağa kıyasla 1,5 ila 5 kat arttığını) göstermiştir. En yüksek değerler 200 ton/ha oranında çamur uygulanan topraklarda gözlenmiştir. 100 ton/ha oranındaki çamur uygulaması kirlenmiş topraktaki enzim aktivitesi seviyelerini önemli derecede arttırmakla birlikte, bu seviyeleri, bölgedeki kirlenmemiş referans toprak seviyelerine getirmeye yeterli olmamıştır. Sonuç olarak, 200 ton/ha oranında yapılan kentsel arıtma çamuru uygulamasının toprak sisteminin bitki besin elementi durumunu geliştirdiği ve kirlenmiş nehirden yapılan sulamanın neden olduğu antropojenik baskıyı ortadan kaldırdığı izlenimi edinilmiştir.