Mikropolutanty ve vermikompostech pocházejících z čistírenského kalu a nasávané kartonáže

Bc. Jakub Polák

Master's thesis

Micropollutants in vermicomposts originating from sewage sludge and moulded pulp

Anotácia:

Cílem práce bylo posoudit vermikompostování čistírenských kalů a odpadního papíru. Poloprovozní pokus trval zhruba šest měsíců a probíhal v Recyklačním centru, společnosti ZERS v Kutné Hoře. Jako základ pokusu posloužilo předkompostování dvou čistírenských kalů a nasávané kartonáže. První kal pocházel z ČOV s velikostním zatížením nad 100 000 ekvivalentních obyvatel, druhý kal byl dovezen z ČOV s kapacitou od 10 000 do 100 000 ekvivalentních obyvatel. Byly vytvořeny dvě kombinace, směsi. Obě obsahovaly nasávanou kartonáž a jeden kal. Dále byly vybudovány dvě zakládky pro vermikompostování a dvě zakládky bez žížal. Pro vermikompostování se používaly žížaly rodu Eisenia andrei. V nejmladší vrstvě bylo zjištěno pozoruhodné množství žížal a biomasy. V porovnání s nejstarší vrstvou bylo v nejmladší vrstvě vermikompostovací zakládky č. 1 o 541 % více žížal a ve druhé v porovnání s nejstarší vrstvou o 406 % více žížal. V nejmladší vrstvě první vermikompostovací zakládky bylo dohromady o 1786 % více biomasy v porovnání s vrstvou nejstarší. Mezi nejstarší a nejmladší vrstvou druhé zakládky bylo o 978 % více biomasy. V obou vermikompostovacích zakládkách byl nejvýraznějším mikropolutantem telmisartan, jehož průměrná hodnota v obou zakládkách byla 3046 ng/g, o 0,6 % méně než v kontrolních zakládkách (3064 ng/g). Bisfenol A se podstatně nejvíce vyskytoval v nejstarších vrstvách zakládek oproti ostatním vrstvám. Jeho obsah ve vermikompostovacích zakládkách činil 358, 3 ng/g. Oproti kontrolním zakládkám se jeho hodnota zvýšila o 5,2 %. Hodnoty triclosanu byly ovlivněny rozdílnými čistírenskými kaly, zatímco ve směsi s prvním kalem byly jeho hodnoty vyšší (283,2 ng/g), ve směsi druhé s čistírenským kalem č. 2 byly hodnoty nižší (170,2 ng/g). Důkazem jsou i výsledky z kontrolních zakládek, kde jsou rozdíly obou hodnot ještě daleko výraznější. Celková hodnota triclosanu ve vermikompostovacích zakládkách byla vyšší o 2,7 % oproti kontrolním zakládkám. Obsah kofeinu byl ve vermikompostovacích zakládkách 29,9 ng/g. Nižší množství bylo zjištěno u kontrolních zakládek, rozdíl činil 12,3 %. Z hlediska množství mikropolutantů byly nejnižší hodnoty zjištěny u genisteinu. Ve druhé vermikompostovací zakládce jeho hodnota činila 0,9 ng/g, zatímco v první zakládce byla jeho hodnota o 1,7 ng/g vyšší. Ve srovnání s kontrolními zakládkami, byly zjištěny o 10,6 % vyšší hodnoty u vermikompostovacích zakládek. V závěru práce byly zhodnoceny výsledky vermikompostování čistírenských kalů a nasávané kartonáže ve vztahu k mikropolutantům. Na základě výsledků lze technologii vermikompostování doporučit k dalšímu výzkumu zpracování čistírenských kalů a nasávané kartonáže.

Abstract:

The aim of the work was to assess the vermicomposting of sewage sludge and waste paper. The semi-operational experiment lasted about six months and took place in the Recycling Centre of ZERS in Kutná Hora. Pre-composting of two sewage sludges and moulded pulp served as the basis for the experiment. The first sludge came from a WWTP with a size load of over 100,000 equivalent inhabitants, while the second sludge was imported from a WWTP with a capacity of 10,000 to 100,000 equivalent inhabitants. Two combinations, mixtures, were created. Both contained moulded pulp and one sludge. In addition, two vermicomposting landfills and two earthworm-free landfills were constructed.Eisenia andrei earthworms were used for vermicomposting. A remarkable amount of earthworms and biomass was found in the youngest layer. There were 541% more earthworms in the youngest layer of vermicomposting pile 1 and 406% more earthworms in the second layer compared to the oldest layer. The youngest layer of the first vermicomposting stack had a total of 1786 % more biomass compared to the oldest layer. There was 978% more biomass between the oldest and youngest layers of the second vermicomposting pile. In both vermicomposting beds, the most significant micropollutant was telmisartan, whose average value in both beds was 3046 ng/g, 0.6% less than in the control beds (3064 ng/g). Bisphenol A was significantly more abundant in the oldest layers of the dumps compared to the other layers. Its content in the vermicomposting landfills was 358.3 ng/g. Compared to the control landfills, its value increased by 5.2 %. The values of triclosan were affected by the different treatment sludges, while in the mixture with the first sludge its values were higher (283.2 ng/g), in the mixture of the second with treatment sludge No. 2 the values were lower (170.2 ng/g). Evidence is also provided by the results from the control sites, where the differences between the two values are even more pronounced. The total triclosan value in the vermicomposting landfills was 2.7% higher than in the control landfills. The caffeine content in the vermicomposting digesters was 29.9 ng/g. Lower levels were found in the control landfills, the difference being 12.3%. In terms of micropollutants, the lowest values were found for genistein. In the second vermicomposting dump its value was 0,9 ng/g, while in the first dump its value was 1,7 ng/g higher. Compared to the control pits, 10.6% higher values were found in the vermicomposting pits. Finally, the results of vermicomposting of sewage sludge and sucked cardboard were evaluated in relation to micropollutants. Based on the results, the vermicomposting technology can be recommended for further research on the treatment of sewage sludge and moulded pulp.

Kľúčové slová

farmaka, endokrinní disruptory, čistírenský kal, nasávaná kartonáž, vermikompostování

Keywords

pharmaceuticals, endocrine disruptors, sewage sludge, moulded pulp, vermicomposting

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 22. 4. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 5. 2024
• Vedúci: prof. Ing. Aleš Hanč, Ph.D.
• Oponent: Petr Filip, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Waste Technology