Aranyos, Tibor

Makádi, Marianna

Tomócsik, Attila

Acta Agraria Debreceniensis

University of Debrecen Electronic Archive

AGrárTuDOMáNyI KözLEMéNyEK, 2012/46.
7
A talaj toxikus elem tartalmának
alakulása szennyvíziszap kezelés hatására
egy energiafűz ültetvényen
Aranyos Tibor József – Makádi Marianna –
Tomócsik Attila
Debreceni Egyetem Agrár- és Gazdálkodástudományok Centruma,
Kutatóintézet és Tangazdaság, Nyíregyházi Kutató Intézet,
Nyíregyháza
aranyostibor@agr.unideb.hu
ÖSSZEFOGLALÁS
A kísérlet elsődleges célja a kommunális fölösiszap kezelésének
meg oldása megújuló energiaforrásként alkalmazható fűz (Salix vimi -
 nalis L.) ültetvényen. A vizsgálatokat annak megállapítására vé gez -
tük, hogy a kijuttatott szennyvíziszap hatására tapasztalható-e toxi kus
elem felhalmozódás az egyes talajszintekben, és az eredmé nyek a lap -
ján az energiafűz ültetvény alkalmas-e a kommunális szenny víziszap
kezelésére.
A fölösiszap (víztelenítés előtti iszap) a fűz számára azért ked-
ve ző, mert 3–5% szárazanyag-tartalma mellett sok vizet tartalmaz,
ami biztosítja a fűz intenzív növekedéséhez szükséges magas víz i gé -
nyét, másrészt a szennyvíztisztítási folyamat költségének mintegy
30%-át kitevő víztelenítési eljárás költségét a szennyvíztisztító telep
meg takaríthatja.
A kijuttatott szennyvíziszap mennyiséget az összes-nitrogén tar-
ta lom alapján számítottuk ki. A következő kezeléseket alkalmaztuk:
kontroll, 170 kg/ha/év összes-N-terhelés, 250 kg/ha/év összes-N-
terhelés. A szennyvíziszapban található toxikus elemek koncentráci ó -
jának átlag étékei egyik elemnél sem lépték át a termőföldön történő
el helyezéshez megengedett határértékeket.
A talaj toxikus elemtartalmának eredményeit az 50/2001. (IV.3.)
Korm. rendeletben szereplő határértékekkel vetettük össze. A N-tar-
ta lom alapján kijuttatható maximális szennyvíziszap-mennyiség nem
o kozott nehézfém felhalmozódást a talajban, és a kezelt növények is
egészségesek voltak, toxicitásra utaló tüneteket nem tapasztaltunk. 
Kulcsszavak: energiafűz, szennyvíziszap hasznosítás, nehézfém
toxicitás, talaj
SUMMARY
The primary purpose of our experiment was the solution of
municipal excess sludge treatment by a renewable energy resource
used willow (Salix viminalis L.) plantation. Tests were carried out to
state whether the applied sewage sludge has caused any accumulation
of the toxic elements in the studied soil layers, and - based on the
results –to see whether the plantation is suitable for the treatment of
municipal sewage sludge.
The excess sludge (sludge before dewatering) is beneficial for
the willow, because it contains a 3–5% dry matter and therefore, a lot
of water, too. This high water content ensures the high water amount
needed for the intensive growth of the willow. On the other hand, the
wastewater treatment plant can save the dewatering cost which
corresponds to about 30% of the water treatment process costs.
The amounts of the sprinkled sewage sludge were calculated on
the basis of its total nitrogen content. Treatments were the followings:
control, 170 N kg ha-1 year-1 and 250 N kg ha-1 year-1. The mean values
of the toxic element concentrations in the sewage sludge did not cross
the permitted limits of the land accommodating.
The measured toxic element values of the soil were compared
to the limits of the 50/2001. (IV.3.) Government Regulation.The
sprinkled sewage sludge on the bases of the total N content did not
cause accumulation of heavy metals in the soil and the treated plants
were also healthy without any signs of toxicity.
Keywords: energy willow, recycling of sewage sludge, toxic
elements, soil
BEVEZETÉS, IRODALMI ÁTTEKINTÉS
Az energia az élet alapfeltétele. Az emberiség kör -
nye zetszennyező és energiapazarló életvitele kö vet kez -
té ben a fosszilis energiahordozók kétségtelenül
ha marosan kimerülnek, ezért egyre inkább a megújuló
energiaforrások kerülnek előtérbe. Az energetikai faül-
tet vények is a megújuló energiaforrások közé sorolha -
tók, melyek telepítésének elsődleges célja a bi o massza-
termelés és az energetikai felhasználás.
A fűzféléket a hazánkétól csapadékosabb, hű vö sebb
éghajlatú országokban, ahol a nemesnyárak és az akác
jól sarjadzó, gyorsan növő fajai gazdaságosan nem ter-
meszt hetők, a rövid vágásfordulójú energiaültet vé nyek -
ben kezdték el széles körben alkalmazni (Lukács, 2007).
A fű zek jól viselik a szélsőséges termő helyeket, ta vasz -
szal vízzel borított, nyáron kiszáradt, víz utánpótlás nél -
kü li területeken is jól fejlődnek (Borhidi, 2003).
Hoffman (1998) szerint 4 éves ü ze me lési időnél, laza ta-
la jon és jó vízellátottság mellett kb. 8–10 t/ha/év ho zam -
ra képes. A növény magas szali cil alkohol tartalma miatt
igen magas fűtőértékkel rendelkezik, kb. 29,2 MJ/kg
(Kiss, 2005). Emellett a bio massza elégetése során nem
sza badul fel több CO2, mint amennyi a fotoszintézis so -
rán megkötődött. Így a Kiotói Egyezményben megfo-
gal mazott, CO2 kibocsá tás ra vonatkozó szabályozások
tel jesítéséhez jelentős mér tékben hozzájárul.
A 25/2002. (II.27.) Korm. rendeletben meghatáro-
zott Nemzeti Települési Szennyvíz-elvezetési és Tisz -
tí tási Megvalósítási Program keretén belül a szenny víz-
tisztító telepeken keletkező szennyvíziszapok elhelye -
zé sét 2008 és 2015 között meg kell oldani, ami már
nap jainkban is problémát jelent. Külföldön már évek
óta sikeresen alkalmaznak fűzültetvényeket kommu -
ná lis és ipari szennyvizek, szennyvíziszapok ke ze lé sé -
re, hogy a növények felvétele által csökkentsék a
szenny ező anyagok mennyiségét, tápanyagot juttas-
sanak ki, és segítsék a szerves szennyezők mikrobiális
le bontását. A módszernek környezeti és gazdasági
előnyei is vannak, hiszen viszonylag kis gépi és mini -
má lis élőmunka igénnyel jelentősen nagyobb faanyag
ho zam állítható elő, mint iszaptrágyázás nélkül. To váb -
bá a talajt szerves anyaggal gazdagítja, a növény pedig
táp anyagot kap és nehézfémeket von el a talajból, ezen
kí vül öntözésként is felfogható egy-egy kezelés a nagy
víz tartalom miatt.
AranyosiT:Layout 1  5/16/12  10:21 AM  Page 1
Az energiafűznek további előnye a hagyományos
nö vényekkel szemben szennyvíziszap felhasználási
szem pontból a hosszú vegetációs idő, magas vízigény,
jó tápanyagfelvevő képesség minimális kioldódási
vesz teséggel, költséghatékonyabb szennyvízkezelés.
Hu mán szempontból fontos, hogy a megtermelt szer -
ves anyag a táplálékláncba nem kerül vissza, így mind
a fertőzés, mind a potenciálisan mérgező anyagok to vább -
vitelének veszélye elkerülhető.
Fontos viszont az égetés során keletkező hamu
meg felelő kezelése, az előírások betartása (Liebhard,
2009).
ANYAG ÉS MÓDSZER
A kísérleti terület Mátészalka város határában he lyez -
ke dik el, talaja öntés réti talajtípusba sorolható, az éves csa -
pa dékmennyiség körülbelül 600 mm. E területen a
Krasz na folyó jelentős talajformáló szerepet töltött be ré -
gen és napjainkban is. Ezekben a talajtípusokban mind a
réti folyamatok, mind a talajok öntésjellege megfigyelhető.
A réti talajokra jellemző humuszképződés, valamint az ön-
tés területek hordalékanyagának rétegzettsége egymás mel-
lett látható. A szelvények humuszos szintje jól el különít-
hető, általában 30–40 cm terjedelmű és 2–3% szer ves
anyagot tartalmaznak (Stefanovits et al., 1999). A vizsgált
te rület talajának általános tulajdonságait az 1. táblázatban
tüntettük fel.
A 15 ha területű ültetvény telepítése a 2007-es évben
tör tént. Az ültetési hálózat ikersoros kialakítású, melynek
sor köze 70 cm. A három kezelés (kontroll, 170 kg N/ha/év
és 250 kg N/ha/év) hatását négy ismétlésben vizsgáltuk. A
pál cás sűrítőről lekerülő szennyvíziszapot (víztelenítés
előtti iszap) terelő y toldattal ellátott, 10 m3-es szippantó -
ko csival szállítottuk ki a területre két alkalommal. A kísér-
let ben felhasznált szennyvíz a Szalka-Víz Kft. Mátészalkai
Szennyvízkezelő Telepéről származott. A kihelyezett iszap
szá razanyag-tartalma 2–4% között változott, pH-értéke
6,3–6,7. A szennyvíziszap minták átlageredményeit és az
en gedélyezett határértéketeket a 2. táblázatban láthatjuk.
A talajmintákat a tenyészidőszak alatt két alkalommal,
a szennyvíziszap kijuttatása előtt (június), illetve a ki-
jut tatás után (szeptember) a 0–30 és 30–60 cm-es talaj -
mélységekből szedtünk.  A toxikus elemtartalmak jel lem-
zését és értékelését talajminták esetében az 50/2001.
(IV.3.) Korm. rendeletben közölt, szennyvíz, szenny-
víziszap és szennyvíziszap komposzt kihelyezésére al-
kal mas talajokat jellemző határértékek alapján vé gez -
tük. Az eredmények kiértékeléséhez SPSS 13.0 prog ra-
mot használtunk, a kezeléseket egytényezős varianci a-
analízissel hasonlítottuk össze 95%-os valószínűségi
szinten. 
AGrárTuDOMáNyI KözLEMéNyEK, 2012/46.
EREDMÉNYEK
A 0–30 cm-es talajréteg kémhatása mind a vizes,
mind a KCl-os pH-t tekintve csak kis mértékben e mel -
ke dett a szennyvíziszap kijuttatása után (3. táblázat).
Ez a minimális változás valószínűleg a szennyvíziszap
kö zel semleges kémhatásának köszönhető.
A talajmintákban a kezelés előtt és kezelés után
mért toxikus elemtartalmakat a 4. táblázatban ös sze sí -
tet tük, melyben az egyes elemekre vonatkozó ha tár ér -
té keteket is feltüntettük. 
Amint a 4. táblázatból látható, az ólomtartalom
nem változott a kezelések hatására. A kísérleti terület
ta lajában nem tapasztaltunk magas ólomtartalmat ke ze -
lés előtt és kezelés után sem. 
8
pH H2O pH KCl y1 humusz (%) (1) P2O5 (mg/kg) K2O (mg/kg) 
5,77 4,38 11,09 3,26 94,36 290,26 
 
1. táblázat
A vizsgált terület talajának általános tulajdonságai
2. táblázat
Szennyvíziszap minták toxikus elemtartalma és az 50/2001. (IV.3.) Korm. rendeletben meghatározott határértékek
Table 1: The general characteristics of the studied soil
Humus(1)
Table 2: The average values of the toxic element content of sludge samples and the specified limits by 50/2001. (IV.3.) Government
Regulation
Toxic elements(1), Measured values(2), Limits for land application(3)
Toxikus elemek(1) 
As Hg Cd Cu Zn  Pb Co Cr Ni Se Mo 
mg/kg 
Mért érték(2) 5,47 <1,00 0,089 4,64 19,5 2,65 0,142 0,484 0,29 <0,200 <1,00 
Határértékek termföldön 
történ elhelyezéshez(3) 75 10 10 1000 2500 750 50 1000 200 100 20 
 
3. táblázat
A talaj kémhatásának változása
Talaj kémiai 
tulajdonságai(1) 
Kijuttatott 
Nitrogén 
(kg/ha/év)(2) 
Vizsgálati idpontok(3) 
Június(4) Szeptember(5) 
0-30 cm 
pH H2O 
0 5,54 5,65 
170 5,88 5,99 
250 5,90 6,04 
pH KCl 
0 4,16 4,23 
170 4,49 4,52 
250 4,51 4,59 
 Table 3: Changes in the soil pH
Soil chemical characteristics(1), Applied nitrogen kg ha-1 year-1(2),
Measuring dates(3), June(4), September(5)
AranyosiT:Layout 1  5/16/12  10:21 AM  Page 2
9A talaj kadmium-tartalma a rendeletben meghatáro-
zott határértéket meghaladta a kezelt és a kontroll par-
cel lákban egyaránt. Ez azonban ellentmond a területre
ki adott engedélyhez elkészített talajvizsgálatok ered-
mé nyeinek, melyekben a kadmium-tartalom határérték
alatt volt. 
A talaj kobalt (Co)-tartalma a kezelések után mind
a 0–30 cm-es, mind a 30–60 cm-es rétegében kis mér -
ték ben csökkent, mely azzal magyarázható, hogy savas
kö zegben a Co oldhatóvá válik, kilúgozódhat, valamint
a növények számára könnyen felvehetővé válik.
A réz (Cu)-tartalom szennyezetlen talajokban álta -
lá ban 1–50 mg/kg között változik, ezt az értéket a vizs-
gált rétegekben nem lépték át az eredmények a ki jutta-
tás előtt és a kijuttatás után sem. 
A molibdén (Mo) a lúgos kémhatású talajokban
könnyen felvehetővé válik, így a kívánatosabbnál több
ke rülhet be a növényekbe. A vizsgálati eredmények
alapján a szennyvíziszap kezelés a kontrollhoz képes
mind a 0–30 cm-es, mind a 30–60 cm-es rétegekben
kis mértékben, bár statisztikailag nem igazolhatóan nö -
vel te a talaj Mo-tartalmát, de koncentrációja továbbra
is alacsony, nagyságrendekkel a határérték alatt maradt.
Nikkel (Ni) a mezőgazdasági területek talajába fő -
képpen a szennyvíziszap valamilyen hasznosítása so -
rán kerülhet. Vizsgálati területünkön a határértéket
ke véssel meghaladó értékeket kaptunk mindhárom ke -
ze lésnél már a kijuttatás előtti méréskor. Kezelés után
az értékek kis mértékben csökkentek mindkét vizsgált
ta lajmélységben, amiből a nikkel talajbeli mo z gé kony -
sá gára és növények általi könnyű felvehetőségére kö -
vet keztethetünk.
A cink (zn) esszenciális mikroelem a növények
szá mára, átlagos mennyisége hazai talajainkban 25–
100 ppm alatt van. A két vizsgált talajmélységben nem
vál tozott jelentősen a zn-tartalom a szenny víz iszap al-
kal mazása során, határérték alatt maradtak az eredmé -
nyek. Valószínűleg azért nem növekedett a talaj cink -
tar talma, mert a cink az egyik legkönnyebben felvehe -
tő esszenciális mikroelem, és nagyobb mennyiségben
ve hették fel a növények a gyökérrendszerük segítsé -
gé vel.
AGrárTuDOMáNyI KözLEMéNyEK, 2012/46.
4. táblázat
Talajban vizsgált elemek koncentrációja a kezelés előtt és kezelés után
Talajban 
vizsgált 
elemek(1) 
Kijuttatott 
Nitrogén 
kg/ha/év(2) 
Vizsgálati idpontok(3) Talajban 
megengedett 
határérték 
(mg/kg)*(6) 
Június(4) Szeptember(5) Június(4) Szeptember(5) 
0-30 cm 0-60 cm 
(mg/kg) 
Pb 
0 40,1 38,8 36,0 36,8 
100 
170 31,9 35,1 29,8 34,5 
250 32,7 34,8 31,0 33,1 
Cd 
0 1,4 1,7 1,3 1,7 
1 
170 1,2 1,6 1,2 1,7 
250 1,3 1,7 1,3 1,7 
Co 
0 19,3 15,5 20,2 19,3 
30 
170 16,8 17,0 18,3 18,8 
250 18,2 16,4 19,9 18,6 
Cr 
0 73,1 70,2 72,9 76,7 
75 
170 56,3 67,6 59,0 72,0 
250 57,2 64,5 60,0 69,7 
Cu 
0 37,3 34,0 34,8 35,0 
75 
170 27,4 29,8 27,7 29,8 
250 28,0 29,1 28,8 30,0 
Mo 
0 0,5 0,7 0,4 0,7 
10 
170 0,5 0,7 0,5 1,0 
250 0,5 0,8 0,5 0,8 
Ni 
0 56,6 42,4 52,9 47,1 
40 
170 43,0 41,4 44,5 41,5 
250 44,9 40,4 48,1 41,9 
Zn 
0 144,3 151,8 136,3 156,3 
200 
170 108,2 131,3 108,9 137,3 
250 109,9 129,5 111,4 133,5 
As 
0 5,3 5,4 5,8 6,1 
15 
170 5,5 5,6 6,0 6,1 
250 5,4 5,7 6,0 6,7 
  *10/2000. (VI. 2.) rendelet szerint(7)
Table 4: Concentrations of the examinded elements in the soil before and after sludge treatment
The examined elements in the soil(1), Applaid nitrogen kg ha-1 year-1(2), Measuring dates(3), June(4), September(5), Permitted limits in the
soil mg kg-1(6), *by 10/2000. (VI.2.) regulation
AranyosiT:Layout 1  5/16/12  10:21 AM  Page 3
igaz, tehát nem a szennyvíziszap kijuttatás kö vet kez -
mé nye. Ennek alapján a fűzültetvény alkalmas kom-
mu nális szennyvíziszap kezelésére, mely segít meg ol-
dani a szennyvíztisztító telepek szennyvíziszap elhe-
lye zési problémáit, emellett jelentős költségmegta ka -
rí tással jár. A fűz energetikai tulajdonságinak ér téke-
lése, valamint az égetés során keletkezett hamu hasz no -
sí tási lehetőségeinek meghatározása viszont egy előt-
tünk álló feladat.
A kísérlet első évi eredményei alapján tehát ér de -
mes a munkát tovább folytatni, szükséges a rendszeres
ki juttatás talajtani hatásának mérleg elvű elemzése, ami
a lapján az üzemi méretű alkalmazás biztonságosan
meg valósítható.
Az arzén (As) nem esszenciális mikroelem, első-
sor ban a növények gyökerében akkumulálódik, a nö -
vény ben nehezen transzlokálódik. Hasonlóan a cink hez,
az arzénnál sem tapasztaltunk számottevő változást a
ki juttatás hatására.
KÖVETKEZTETÉSEK, JAVASLATOK
A talajvizsgálati eredmények alapján a szenny víz -
iszap-kezelés nem okozott toxikus elemfelhalmozódást
az egyes talajszintekben. A vizsgált toxikus elemek kö -
zül csak a kadmium és nikkel esetében mértünk ha tár -
ér téket kismértékben meghaladó mennyiséget a talaj
egyes rétegeiben, ez azonban a kontroll területre is
AGrárTuDOMáNyI KözLEMéNyEK, 2012/46.
10
Borhidi A. (2003): Magyarország növénytársulásai. Akadémiai Ki -
a dó. Budapest. 383–392.
Hofmann, M. (1998): Bewirtschatung schnellwachsender Baumar ten
auf landwirtschaftlichen Flächen im Kurzumtrieb. Merkblatt des
Forschungsinstitut für schnellwachsende Baumarten. 11. Hann.
Münden.
Kiss E. (2005): Mérési jegyzőkönyv. Dunaújvárosi Főiskola, Ter mé -
szet tudományi és Környezetvédelmi Tanszék. Dunaújváros. 3.
Liebhard, P. (2009): Energetikai faültetvények. Cser Kiadó. Buda -
pest. 5. 17: 78–79.
Lukács G.S. (2007): zöldenergia kézikönyv. Szaktudás Kiadó Ház.
Budapest. 97–98.
Stefanovits P.–Filep Gy.–Füleky Gy. (1999): Talajtan. Me ző gaz da
Ki adó. Budapest.
25/2002. (II. 27.) Korm. rendelet a Nemzeti Települési Szenny víz-
 elvezetési és tisztítási Megvalósítási Programról. Magyar Köz -
löny. 27. 1596–1640.
10/2000. (VI. 2.) KöM–EÜM–FVM–KHVM e. r. A felszín a lat ti víz
és a földtani kőzet minőségi védelméhez szükséges ha tár ér té -
kek ről. Magyar Közlöny. 3156–3167.
IRODALOM
AranyosiT:Layout 1  5/16/12  10:21 AM  Page 4


A talaj toxikus elem tartalmának alakulása szennyvíziszap kezelés hatására egy energiafűz ültetvényen

https://dea.lib.unideb.hu/dea/bitstream/handle/2437/132334/file_up_AranyosiT.pdf?sequence=1&isAllowed=y

A talaj toxikus elem tartalmának alakulása szennyvíziszap kezelés hatására egy energiafűz ültetvényen

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

University of Debrecen Electronic Archive