Nitrogen fra biosolider kan hjælpe byjord og plantevækst

"Zero waste"-trenden kunne have en ven i form af biosolider. Biosolider er de materialer, der produceres efter at husholdningsaffald behandles i byspildevandssystemer. I fortiden, det meste af dette faste materiale blev overført til lossepladser. Men, processer udviklet i løbet af de sidste par årtier kan skabe biosolider af "exceptionel kvalitet".

Disse nye "EQ" biosolider er lave i forurenende stoffer og patogener, men høj i næringsstoffer. De kan påføres landbrugs- eller byjord, der har brug for gødning og andre jordsundhedsforbedringer. Det genbruger et tidligere "affaldsmateriale" - og hjælper miljøet på vej.

Biosolider er værdifulde, fordi de er rige på nitrogen, et nøglenæringsstof for planter. Men, kun en brøkdel af kvælstoffet i biosolider, der bruges som gødning, bliver tilgængeligt for planter. Denne fraktion kaldes biotilgængeligt nitrogen.

"Vi har brug for at vide, hvor meget nitrogen der bliver biotilgængeligt, når vi tilføjer biosolider til jorden, " siger Odiney Alvarez-Campos, en forsker ved Virginia Tech. "Vi ønsker at levere nok til sund afgrødevækst og udbytte, men ikke overskud af kvælstof."

Det skyldes, at for meget nitrogen kan forurene miljøet. Det kan trænge ind i overflade- og grundvand og påvirke akvatiske økosystemer. "Det er en balance mellem at støtte plantevækst, mens den ikke forurener, " siger Alvarez-Campos.

I en ny undersøgelse, Alvarez-Campos og hendes kolleger testede, hvor meget af kvælstoffet i forskellige biofaste produkter, der blev biotilgængeligt i en byjord. De opdagede en komplicerende faktor. Byjordens forringede natur kan reducere biosoliders nitrogentilgængelighed for planter.

"Byjord er ofte komprimeret, nedbrudt jord. De kan have lavt organisk stof og næringsstoffer, " siger Alvarez-Campos. Menneskelige aktiviteter, som byggeri og trafik med tunge køretøjer, kan forringe byjorden.

"Biosolider har, hvad vi har brug for for at hjælpe med at genoprette disse jordarter, " siger Alvarez-Campos. F.eks. det organiske stof i biosolider kan reducere jordpakningen. Det kan gøre jorden lettere at bearbejde og hjælpe planternes rødder med at vokse. Biosolider kan også øge vandinfiltration og -retention i jord, som er vigtige for plantevæksten.

Forskerne testede fem forskellige biosolids-produkter. Alle produkterne var af "exceptionel kvalitet". Nogle af de biosolider havde andre materialer iblandet. Disse materialer omfattede tørt organisk og mineralsk materiale. Målet var at tørre biosolids.

"En af de største udfordringer, man står over for, når man anvender biosolider til byområder, er deres høje fugtindhold, " siger Alvarez-Campos. Biosolid-produkter med høj fugtighed er sværere at transportere, håndtere, og spredes.

Undersøgelsen viste, at biosolider, der ikke er blandet med træagtige materialer, giver mere biotilgængeligt nitrogen end biosolids-produkter blandet med træagtige materialer. Byjordens lave organiske stof og høje lerindhold reducerede mængden af ​​biotilgængeligt kvælstof fra biosolider. De reducerede også effektiviteten af ​​laboratoriemetoder til at estimere tilgængeligt nitrogen.

Ud over, forskerne hjemme på én almindeligt anvendt laboratoriemetode, der gav de bedste skøn over kvælstoftilgængeligheden fra biosolider. Denne metode kaldes 7-dages anaerob inkubation. "Det viste det største potentiale til at blive brugt som en indikator for et biosolids nitrogentilgængelighed, " siger Alvarez-Campos.

At vide, at tilgængeligheden af ​​kvælstof kan være lavere i nedbrudt jord er nøglen. "Det vil hjælpe med at justere biosolid-påføringshastighederne, så de passer til graden af ​​jordnedbrydning, " siger Alvarez-Campos.

Disse resultater er et vigtigt første skridt. Forskerne vurderer pålideligheden af ​​hurtige tests for at estimere kvælstoftilgængeligheden fra biosolider, der påføres byjord. De søger også at udvide deres studieområde. "I dette studie, vi brugte en jord, der repræsenterer byjord i det sydvestlige Virginia, " siger Alvarez-Campos. Fremtidige undersøgelser vil evaluere virkningen af ​​biosolid-applikationer på tværs af et større udvalg af byjord og landskaber.

"Genbrug af biosolider i jorden er en af ​​de mest bæredygtige måder at håndtere affald på, " siger Alvarez-Campos. "Det returnerer kulstof og næringsstoffer - som nitrogen - til jorden, og hjælper vegetationen med at vokse."

Hvis biosolider ikke påføres landbrugsmarker eller bylandskaber, de bortskaffes på lossepladser eller forbrændes. "Når det påføres jord, biosolider bliver en værdifuld ressource snarere end et ubehageligt affald, " siger Alvarez-Campos.