The importance of heavy metal speciation from the standpoint of the use of sewage sludge in nature

The development of highly efficient methods of wastewater treatment and the emergence of new wastewater treatment plants is accompanied by the gradual increase in the amount of sewage sludge generated in Poland. However, no waste-free technologies or effective solutions for the complete elimination of the treatment products from the environment have been developed to date, which represents a challenge to the rational management of this type of waste. One of the strategies proposed in this area is the natural use of sewage sludge, mainly to fertilize soils and plants and for reclamation of degraded soils and soilless areas. The prerequisite for finding such a solution is an appropriate quality of sludge intended to be transformed into fertilizers, which has to meet specific hygienic, sanitary and chemical requirements. In the case of the criterion of chemical composition, current standards are mainly applicable for the total heavy metal concentrations in the sludge. In recent years, however, much attention has been paid to the capability of microelements to migrate in the environment, which allows for better evaluation of the quality of biosphere components and the potential risk of the spread of pollution. One of the methods to identify the forms of elements in the medium studied is speciation analysis, based on sequential extraction. The aim of this study was to indicate the importance of speciation in the evaluation of the quality of sewage sludge and the opportunities of its use in nature. Furthermore, one of the most popular methods of determination of the mobility of heavy metals was also discussed. Knowledge of heavy metal forms occurring in the sewage sludge tested allows for preparation of effective waste management strategies.

Na skutek rozwoju wysokoefektywnych metod oczyszczania ścieków oraz powstawania nowych oczyszczalni obserwuje się systematyczny wzrost ilości generowanych osadów ściekowych w Polsce. Dotychczas nie opracowano jednak technologii bezosadowych ani skutecznego rozwiązania umożliwiającego całkowitą eliminację produktu oczyszczania ze środowiska, co stanowi problem związany z racjonalną gospodarką tego rodzaju odpadami. Jedną ze strategii proponowanych w tym zakresie jest przyrodnicze wykorzystanie osadów ściekowych, które opiera się głównie na nawożeniu gleb i roślin oraz rekultywacji gleb zdegradowanych i obszarów bezglebowych. Warunkiem takiego rozwiązania jest odpowiednia jakość osadów mających stanowić potencjalny nawóz, a mianowicie powinny one spełniać określone wymagania higieniczno-sanitarne oraz chemiczne. W przypadku kryterium, jakim jest skład chemiczny, obowiązują normy dotyczące przede wszystkim całkowitej zawartości metali ciężkich w osadzie. W ostatnich latach coraz większą uwagę zwraca się jednak na zdolność mikroelementów do przemieszczania się w środowisku, co umożliwia lepszą ocenę jakości elementów biosfery i przewidywanie potencjalnego ryzyka rozprzestrzeniania się zanieczyszczenia. Jedną z metod określania form pierwiastków w badanym medium jest analiza specjacyjna, oparta na ekstrakcji sekwencyjnej. Celem niniejszej pracy było wskazanie znaczenia specjacji w ocenie jakości osadów ściekowych i możliwości ich przyrodniczego wykorzystania. Ponadto, omówiono jedną z najpopularniejszych obecnie metod oznaczania mobilności metali ciężkich. Dysponowanie wiedzą na temat form metali ciężkich występujących w badanych osadach pozwala na precyzyjne ukierunkowanie gospodarki tym odpadem.