Vörösiszappal elárasztott szántóterületek hasznosítása energianövényekkel

Átírás

1 Vörösiszappal elárasztott szántóterületek hasznosítása energianövényekkel Dr. Gyuricza Csaba SzIE Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, Növénytermesztési Intézet, Gödöllő Dr. László Péter MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet Dr. Aleksza László Profikomp Zrt október 4-én Magyarországot történetének legsúlyosabb ipari katasztrófája sújtotta: a Veszprém megyei Kolontár, Devecser és Somlóvásárhely térségét árasztotta el a súlyosan mérgező, lúgos kémhatású vörösiszap. A Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar és az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet munkatársai több vállalkozás támogatásával a katasztrófa utáni napokban a helyszínre érkeztek, hogy a külterületek rehabilitációjához kapcsolódó felméréseket és vizsgálatokat elvégezzék. Ez a cikk a két hónapon át zajló kutatás eddigi legfontosabb megállapításait és a szántóterületek remediációjára (orvoslására) vonatkozó megoldási javaslatokat mutatja be. A vörösiszap A vörösiszap a bauxitból kiinduló alumíniumgyártás mellékterméke. A bauxit alumíniumtartalmú ásványokból, valamint egyéb alkotókból, így vas- és szilíciumvegyületekből álló ásványi nyersanyag. A bauxit ún. Bayertechnológia szerinti feldolgozásakor (ezt a technológiát alkalmazzák Ajkán) annak alumínium-tartalmát nátrium-hidroxiddal, erősen lúgos körülmények között választják el a többi alkotótól. A keletkező főtermék a timföld, ebből elektrolízissel fémalumíniumot gyártanak. A timföldgyártás mellékterméke egy magas vastartalmú, jellegzetes színű anyag, a vörösiszap. Mint arra neve is utal, iszapszerű, folyadékot és szárazanyagot egyaránt tartalmazó anyag. További jellemzője, hogy eredeti formájában könnyen folyik, és folyási tulajdonságai nedvességtartalmától és a rá ható nyomástól függően változnak. A vörösiszapot tározókban helyezik el világszerte, így Ajkán is. Technológiai okok miatt a feltárás során használt nátriumhidroxid egy része visszamarad a vörösiszapban, emiatt az erősen lúgos kémhatású. A kémhatásra utaló ph-értéke jellemzően között változik (MTA KK AKI). A vörösiszap a hatályos EU-szabályozás (94/904/EC direktíva) szerint nem veszélyes anyag. A környezetbe kikerülve azonban potenciális veszélyforrás, amely a vele érintkező lakosságot, az élővilágot és a környezetet (levegő, víz, talaj) egyaránt veszélyeztetheti. A vörösiszap elsősorban erősen lúgos jellege miatt jelent veszélyt az élővilágra, valamint az épített és a természeti környezetre. Ajkán 1942 óta folyik timföldgyártás. Ezen idő alatt mintegy 30 millió tonna vörösiszap halmozódott fel, amelyet 10 tározóban helyeztek el. A gátszakadás a 10. jelű tározónál történt. 1. kép A korábban megművelt terület nagy részén akadálytalanul folyt végig a vörösiszap 2. kép A vörösiszap a felszínen maradt, a mélyebb rétegekbe nem hatolt be 100

2 A vörösiszap vizsgálatát az MTA Kémiai Kutatóközpont, Anyag- és Környezetkémiai Intézet munkatársai végezték el. Megállapításaik szerint a vörösiszapminták a szennyvíziszapokra megengedett határértékeknél kisebb koncentrációban tartalmazzák a leggyakoribb és legveszélyesebb nehézfémeket, úgymint például a kadmiumot, a krómot, a higanyt, a nikkelt, az ólmot és a cinket. Környezeti jellemzés A terület a Marcal felső vízgyűjtőterületén, a Torna patak völgyében helyezkedik el. A felszín legnagyobb részét löszös, iszapos, homokos folyóvízi és lejtőüledék borítja. Talajtakarója jellegzetesen könnyű mechanikai összetételű (kavicsos homok, homok, illetve vályogos homok), helyenként iszapos, agyagos közberétegzés fordul elő. Az idősebb, kiemelt felszíneken löszös üledéken kialakult barna erdőtalajok találhatók, a mélyebb térszíneken hidromorf jellegű öntés, réti öntés talajok, a kiemeltebb térszíneken kavicsos, sekély termőrétegű barnaföldek és kisebb foltokban réti csernozjom talajok fordulnak elő. A talajvíz felszín alatti mélysége jellemzően 2-4 m, a mélyebb fekvésű területeken 0,5-1,0 m, ami évszakos ingadozást mutat. A talajvíz jellemzően kalcium-magnézium-hidrogénkarbonátos. A Kolontár Devecser térségében rendelkezésre álló talajszelvény-adatok alapján az érintett terület legmélyebb, erősen vízhatású részein jellemző a könnyű mechanikai összetétel, 0-30 cmben kavicsos szint megjelenése (földes rész: homokos vályog, kavicstartalom 30 % körül), a humuszréteg vastagsága meghaladja a 20 cm-t, a humusztartalom jellemzően 1-2 % közötti. A szelvények felépítése a mélyebb szintekben az öntés jellegből adódóan rétegzett, eltemetett magas szervesanyag-tartalmú rétegeket, vályog-, iszap-, agyagszinteket tartalmaz. A szelvények felszíntől karbonátosak, a ph a felszíni rétegben 7,8 alatti (gyengén lúgos), a mélyebb rétegekben a 8,5-et is elérheti (lúgos). Karbonáttartalma az öntésanyag rétegzettségének függvényében kissé változik, átlagosan 10 % körüli. A talajvíz megjelenési mélysége: 1 m-en belül. A térség könnyű mechanikai felépítéssel rendelkező, nagy kavicstartalmú talajainak vízgazdálkodására jellemző a nagy víznyelő és vízvezető képesség. A víznyelést az eltemetett agyagos szintek lassíthatják. Mélyen fekvő, összefolyási területeken a talajok jelentős csapadékesemények után, vízzel telített állapotba kerülnek. Katasztrófa utáni termőhelyállapot A katasztrófa következtében mintegy 1000 ha szántóterületet borított be a lúgos kémhatású vörösiszap. A talajok szennyezése eltérő volt a növényborítottság, a lejtőszög, a kiömlés helyszínétől való távolság és az iszapár sebességének függvényében. A már megművelt, növényektől mentes felszínen legfeljebb 1-2 cm vastagság- 1. táblázat Talajtani alap- és tápanyagvizsgálat eredményei a vörösiszap-katasztrófa sújtotta szántóterületről vett talajminták alapján (Kolontár, október 16.) Növényzet Mélység (cm) K A phkcl CaCO 3 (%) Összes só (%) Humusz (%) NO 2 +NO 3 -N P 2 O 5 K 2 O Kukorica ,3 12 0,05 3,4 3,92 46,4 83, ,2 11 0,07 3,5 4, , ,3 9 0,07 2,0 27,1 93,3 97,1 Lucerna ,3 11 0,05 1,6 6, , ,2 6 0,07 2,2 3,6 80,8 45, ,8 7 0,13 2,0 27, ,8 Szántott ,2 5 0,07 2,0 1, felszín ,4 9 0,02 1,2 2, ,9 2. táblázat Kioldható toxikus elemtartalom vizsgálat eredményei a vörösiszap-katasztrófa sújtotta szántóterületről vett talajminták alapján (Kolontár, október 16.) Növényzet Kukorica Lucerna Szántott felszín *Szennyezettségi határérték Mélység (cm) Arzén Kadmium Króm Réz Higany Nikkel Ólom Cink ,8 <0,02 28,9 12,4 <0,05 28,2 7,5 63, ,2 <0, ,1 <0,05 36,6 7, ,3 <0,02 25,5 10,5 <0,05 26,3 8,5 59, ,9 0,087 26,9 10,8 <0,05 27,8 5,4 57, ,9 <0, ,9 <0,05 27,8 3,8 55, ,8 0,039 25,9 8,5 <0,05 23,9 6,5 50, ,8 <0,02 41,2 12,3 <0,05 37,7 4,8 77, ,1 <0,02 14,8 6,5 <0,05 19,2 3,8 39,7 Megjegyzés: *10/2000.(VI. 2.) KöM-EüM-FVM-KHVM együttes rendelet értelmében ,

3 3. kép A kukoricaállomány nagy mennyiségben visszatartotta az iszapot 4. kép Felismerhetetlenségig károsodott lucerna 5. kép A vastag iszapborítást a terület újrahasznosítása előtt el kell távolítani 6. kép Kísérleti mintaterület az iszap elszállítása előtt ban maradt vissza az iszap, a gyors átfolyás és a talaj víztelítettsége miatt a lúgos frakció alig vagy egyáltalán nem került be a mélyebb rétegekbe (1-2. kép). A helyszínen elvégzett méréseink, illetve a talajminták laboreredményei egyértelműen igazolták a korábbi feltevéseket, miszerint sem a talaj nehézfémtartalma nem éri el a szennyezettségi határértéket, sem a kémhatás nem növekedett meg számottevően a bevizsgált 90 cm mély talajrétegben (1-2. táblázat). Ezek a területek (ez a teljes termőterület hozzávetőlegesen %-a) a vörösiszap eltávolítása nélkül újra művelésbe vonhatók. A növényekkel (pl. kukorica, lucerna) borított szántóterületeken a növényzet megakadályozta az iszap átfolyását, és jelentős menynyiségben visszatartotta azt, ezért a növényi maradványok mellett szükséges a leülepedett vörösiszappal (10-20 cm) együtt a legfelső talajréteg néhány centiméter vastagságban történő letermelése és elszállítása (3-4. kép). A legsúlyosabb károk a kiömlés helyszínétől legtávolabbi területeken tapasztalhatók, ahol az iszap sebessége lelassult, majd a terepmélyedésekben összegyűlt (5. kép). Ezeken a helyeken szükséges a legnagyobb mennyiségű iszap és talajréteg eltávolítása, továbbá a kémhatás növekedése is ebben az esetben figyelhető meg. Összességében megállapítható, hogy a külterületeket ért károk kisebbek, mint azt az első híradások és a belterületeket ért károk alapján feltételezni lehetett. A terület rövid időn belül (1-2 év) akár élelmiszer-alapanyag előállítására alkalmassá tehető. Ennek ellenére a teljes talajhasználati mód megváltoztatása elkerülhetetlen (energianövények termelése), amelyet elsődlegesen nem a termőhelyet ért károk, hanem a piaci körülmények, illetve lélektani okok kényszerítenek ki. A megfelelő energianövény kiválasztásához több szempontot kell mérlegelni. Az ökológiai szempont elbírálásakor a termőhely környezeti adottságait vesszük figyelembe (mély fekvésű, magas talajvízszint, főleg öntés réti jelleg stb.). A piaci szempont során azt kell megvizsgálni, hogy a megtermelt biomassza milyen módon használható fel, illetve értékesíthető a legnagyobb biztonsággal. A társadalmi és szociális szempontok a foglalkoztatottság növelésére, az új munkahelyek létesítésére gyakorolt hatásokat veszik figyelembe. Az előzőek alapján a több hazai kutatóhely munkatársaiból álló, a katasztrófa bekövetkezte óta a helyszínen dolgozó team egyértelmű álláspontja az, hogy a fás szárú energianövények termesztésének rendszerszemléletű kialakítása a leghatékonyabb és leg- 102

4 A háromlépcsős remediáció (3R) vázlatos leírása 1. Speciális komposzt-tőzeg keverék kiszórása biztonságosabb megoldás. A termőhely adottságai kiválóan alkalmasak a fűz és a nyár termesztéséhez, a biomassza felvásárlása jelenleg is megoldható közeli erőműben, ugyanakkor az újjáépülő településrészek megújuló energiára alapozott hőenergia-ellátását is megoldaná. Háromlépcsős remediáció 2. Kalászos gabona vetése A teljes szántóterület helyreállítása hosszú folyamat, több száz hektárról el kell távolítani a vörösiszapot. Nagyon fontos azonban, hogy olyan módszert dolgozzunk ki, amely rövidtávon alkalmas a termőhely eredeti állapotának visszaállítására november elején mutattuk be a nyilvá- Sekély bedolgozás tárcsával Tavasszal zúzás és talajba dolgozás 3. Energiaültetvények telepítése 1. ábra nosság számára a háromlépcsős remediáció (3R) (1. ábra) elemeit, amelynek gyakorlati lépéseit Kolontár határában mintegy 0,5 ha területen valósítottuk meg (6. kép). 1. lépés: A termőhely revitalizációjának (újra életre keltésének) kulcseleme a talaj biológiai aktivitásának helyreállítása. A termőhely biológiai aktivitásának helyreállítása, valamint a vörösiszap száradás utáni kiporzásának megakadályozása érdekében speciális talajjavító termésnövelő termékeket (komposzt tőzeg keveréket) alkalmaztunk, amelyet a talajfelszínre juttattunk ki (7. kép). Ezzel a lépéssel fokozzuk a talajok biológiai aktivitását, a magas adszorpciós kapacitás miatt növeljük a talajok tápanyagtároló kapacitását, fokozzuk az energianövény (fűz és nyár) ellenálló képességét a kórokozókkal és kártevőkkel szemben, stabil talajszerkezetet alakítunk ki, és javítjuk a talajok víz-, hő- és levegőgazdálkodását. A komposzt tőzeg keverék alkalmazásával csökkentjük a talaj phértékét, biztosítjuk a talaj újbóli élőhellyé válását. A talajjavító keverékből az előzetesen elvégzett tenyészedénykísérleti eredményeink alapján és a talajtani vizsgálati eredményeket is figyelembe véve m 3 (komposzt tőzeg)/hektár mennyiséget kell kijuttatni, a mezőgazdaságban ismert szervestrágyaszóró berendezéssel. A szerves anyagot a kiszórás után sekélyen (legfeljebb 10 cm mélyen) tárcsával dolgoztuk be a talajba (8. kép). A vörösiszappal elárasztott területen első évben nem célszerű szántással leforgatni a talajt, mert a termésnövelő anyagot és az esetlegesen viszszamaradó iszapréteget a mélyebb rétegekbe juttatnánk le. 2. lépés: A komposzt tőzeg keverék kijuttatása után közvetlenül a területet bevetettük egynyári növénnyel, amely lehetővé teszi a gyors talajborítást és szervesanyag-utánpótlást (9. kép). Erre a célra igénytelen, gyors növekedésű növényt 7. kép Az előkészített területre trágyaszóróval juttattuk ki a szerves anyagot 8. kép A komposzt tőzeg keveréket tárcsával dolgoztuk be a talajba 103

5 9. kép Rozs tritikálé keverék vetése 10. kép Fás szárú energianövénnyel a termőhely rövid idő után újraéled 3. (tritikálé, rozs) alkalmaztunk. A zöld növényállományt a tavasz folyamán szárzúzóval lezúzzuk, ezzel a nagytömegű mulcstakarást megvalósítjuk. lépés: Fászárú ültetvény létrehozása. A mintaterületen cm hosszúságú karódugványokat telepítettünk (10. kép). A karódugvány egyéves fás szárú, gyökér nélküli simadugvány, amelyet cm mélységbe ültettünk el. Ezzel a mélységgel elértük a jó minőségű eltemetett talajréteget, ami elősegíti a dugványok megeredését. A dugványok megeredése után néhány hónappal a területet ismételten zöld növényállomány fogja borítani, ami elősegíti a terület gyors revitalizációját. Az ősszel lehulló lombtakaró védi a talajfelszínt, szerves anyagot biztosít. A növényzet első betakarítására 2 év után kerülhet sor, majd ezt követően éven keresztül ugyanilyen vágásfordulóval történik a biomassza levágása. Természetesen az előbb ismertetett remediációs módszer csak az egyik lehetséges megoldást jelenti, amelynek részletei (például a telepítés módszere, a kijuttatandó szaporítóanyag típusa stb.) az érintett területen belül változó lehet. Az alapelemek betartása azonban elkerülhetetlen a teljes területre vonatkoztatva, vagyis a szerves anyag kijuttatása, a szállópor-képződés megakadályozása, energianövény telepítése. Ezzel a módszerrel a szántóterületek termőképessége visszaállítható és a teljes termékpálya felépítése révén egy megújuló energiát előállító mintaprojekt hozható létre. Az Agrofórum hasábjain a későbbiekben rendszeresen beszámolunk a vörösiszap-ömlés által érintett szántóterületek rekultivációs munkáiról. A bemutatott mintaprojekt kialakítását segítette a Profikomp Zrt., a Vertikál Zrt. és Vági Imre devecseri agrárvállalkozó. Fotó: Dr. Gyuricza Csaba Tallózás... Kevés hagymát takarítottak be Európa-szerte Az Európai Unió 25 országában (Románia és Bulgária kivételével) az elmúlt termelési szezonban 8 %-kal kevesebb hagymát takarítottak be, mint a megelőző időszakban áll a Foodnews, november 5-ei számában. A termés menynyisége csupán a 4,84 millió tonnát érte el, mely az alacsonyabb termésátlagokkal magyarázható, hiszen a vetésterület az Unió főbb hagymatermesztő országaiban 5-10 %-kal növekedett. Közép-Európában a rendkívüli időjárás következtében csökkentek a hozamok. A tavaszi felmelegedésre későn került sor, mindemellett, sok csapadék nehezítette a munkálatokat. A nyár első felében a hőséggel kellett a növényeknek megküzdeni, augusztus és szeptember folyamán ismét sok csapadék keserítette meg a termesztők dolgát. A betakarítás csúszott, a termés igen magas víztartalmú volt, a szárítási költségek megemelkedtek. A hagyma nagysága nem érte el az elmúlt évek eredményei alapján számított átlagot, így volt ez még Spanyolországban is, ahol kifejezetten a nagy méretű hagymák termesztésére specializálódtak. Az EU-n belül Lengyelországban csökkent legnagyobb mértékben 2009-hez képest a hagymatermés mennyisége. A hosszú hideg tél, valamint a nyári áradások miatt 21 %-kal kevesebbet takarítottak be, aminek következtében igen magasra szökött a hagyma ára. Fordította: Polgárné Balogh Eszter 104