Ocena szybkości sorpcji wilgoci przez odpadową wełnę mineralną

Wełna mineralna jest obecnie jednym z najczęściej stosowanych podłoży w uprawach roślin pod osłonami. Niestety, stosowanie tego rodzaju systemu upraw generuje trudny do zagospodarowania odpad. Jego utylizacja jest kłopotliwa i kosztowna, ponieważ maty wełny mineralnej nie ulegają praktycznie biodegradacji oraz charakteryzują się dużą objętością. Szacuje się, że w dwuletnim cyklu użytkowania mat z wełny mineralnej w produkcji szklarniowej z jednego hektara uprawy otrzymuje się od 100 do 150 m3 odpadu w postaci zużytego podłoża. Ciągle rosnące zapasy odpadowej wełny mineralnej stanowią ponadto poważny problem ekologiczny, gdyż odpad ten coraz częściej składowany jest na dzikich i nielegalnych wysypiskach. W efekcie zmienne warunki otoczenia mogą prowadzić zarówno do zmian właściwości fizycznych poużytkowej wełny mineralnej, jak i wpływać na skład chemiczny, rozwój patogenów grzybowych i bakteryjnych, czy reakcje między składnikami pożywki zachodzące wskutek przede wszystkim oddziaływania wody. Średnia roczna wilgotność względna powietrza w Polsce wynosi od 78 do 84%, a średnia roczna suma opadów około 600 mm. W celu wtórnego wykorzystania wełny mineralnej w rolnictwie i w perspektywie magazynowania czy transportu zużytych mat ważne jest, by ocenić szybkość sorpcji wilgoci w temperaturze i wilgotności względnej odpowiadającym warunkom zewnętrznym. Celem przeprowadzonych badań była ocena poziomu zawartości wilgoci w odpadowej wełnie mineralnej w temperaturze 25°C w zależności od zadanej wilgotności względnej: 30, 60, i 90%. W celu osiągnięcia zakładanej wilgotności wykorzystano dane tabelaryczne prężności parcjalnej nad roztworami woda-H2SO4. W badaniach wykorzystano wełnę w formie postrzępionej, jak również w formie sześcianu, oddającej kształt i strukturę maty.

Mineral wool is commonly used as a substrate for soilless cultivation of plants. However, the use of this type of cultivation system generates a specific kind of waste, which is difficult to manage. Its recycling is troublesome and expensive because mats of rockwool are not biodegradable and, as a waste, have a large volume. It is estimated that 100-150 m3 of waste in the form of used substrate is obtained from two-years lifetime of rockwool mats in greenhouse production used in one hectare of crop. Constantly increasing stocks of waste mineral wool are also the serious environmental problem because this waste is being stored on a wild and illegal landfills. As a result, variable environmental conditions may lead to changes in the physical properties of postconsumer mineral wool and may affect the chemical composition, the development of fungal and bacterial pathogens or reaction between the components of the medium occurring as a result of water action. The annual average relative air humidity in Poland ranges from 78 to 84% and average annual rainfall is about 600 mm. To reuse the mineral wool in agriculture or to determine valid methods of its storage and transportation, it is important to evaluate the rate of moisture sorption at a temperature and relative humidity corresponding to external conditions. The aim of this study was to evaluate the level of moisture in the waste mineral wool at 25°C, depending on relative humidity: 30, 60, and 90%. In order to achieve the expected humidity, tabular data of the partial vapor pressure over water-H2SO4 solutions were used. The study used mineral wool in the frayed form and in the form of a cube, which reflects the shape and structure of the mat.