Қалдық судан алынған биокөктер тыңайтқыш ретінде қолданылады. Олар топырақтың құнарлылығын арттырады, мал тыңайына ұқсас заттарды қамтиды және залалсыздандырылады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Дезинфекцияланған кәріз шламасы
Decontaminated sewage sludge
Биоқорытпалар – ағынды суларды тазарту процесінен алынып, тыңайтқыш ретінде қолданылатын қатты органикалық заттар. Бұрын шаруалар топырақтың құнарлылығын арттыру үшін мал тыңайтқышын жиі пайдаланған. 1920 жылдары ауыл шаруашылығында жергілікті ағынды су тазарту станцияларынан алынған шлама да қолданыла бастады. Көп жылдық ғылыми зерттеулер биоқорытпалардың құрамындағы қоректік заттардың жануар тыңайтқыштарындағыларға ұқсас екенін растады. Ауыл шаруашылығында тыңайтқыш ретінде қолданылатын биоқорытпалар, көбінесе, ауру тудыратын патогендердің халыққа таралуын болдырмау үшін өңделеді. Кейбір кәріз шламалары тұрақты, биожиналанатын және уытты химиялық заттар, радионуклидтер және ауыр металдардың жеткілікті мөлшерде болуына байланысты биоқорытпа ретінде танылмайды, олар топыраққа және суға зиян келтіруі мүмкін.
Biosolids are solid organic matter recovered from a sewage treatment process and used as fertilizer. In the past, it was common for farmers to use animal manure to improve their soil fertility. In the 1920s, the farming community began also to use sewage sludge from local wastewater treatment plants. Scientific research over many years has confirmed that these biosolids contain similar nutrients to those in animal manures. Biosolids that are used as fertilizer in farming are usually treated to help to prevent disease causing pathogens from spreading to the public. Some sewage sludge can not qualify as biosolids due to persistent, bioaccumulative and toxic chemicals, radionuclides, and heavy metals at levels sufficient to contaminate soil and water when applied to land.
Терминология
Биоқаты заттар – ағынды суларды тазарту процестерінен кейін қайта пайдаланылатын, ағынды суларды тұрақтандыруға әкелетін, мысалы, анаэробтық қорыту және компостирлеу сияқты органикалық қалдықтар. Балама ретінде, жергілікті ережелерде биоқаты заттардың анықтамасы, олар белгілі бір тазарту тізбегін аяқтағаннан және патогендер мен улы химиялық заттардың концентрациясы белгіленген шектен төмен болғаннан кейін ғана ағынды су қалдықтарымен шектелуі мүмкін. Осыған ұқсас анықтама халықаралық деңгейде де қолданылады, мысалы, Австралияда. "Биоқаты заттар" терминінің қолданылуы мемлекеттік реттеулерге жатады. Дегенмен, бейресми қолданылуда канализациядан немесе канализациялық шламнан алынған кең ауқымды жартылай қатты органикалық өнімдерді білдіреді. Бұл тұрмыстық ағынды суларды тазарту барысында пайда болатын кез келген қатты заттарды, лайлы қатты заттарды немесе сұйық шламды қалдықтарды, соның ішінде біріншілік, екіншілік немесе қосымша тазарту процестерінде алынған қоқыстар мен қатты заттарды қамтиды. "Биоқаты заттар" нормативтік анықтамасына сәйкес келмейтін материалдарға "ағынды су қалдықтары" сияқты басқаша атаулар берілуі мүмкін.
Biosolids may be defined as organic wastewater solids that can be reused after suitable sewage sludge treatment processes leading to sludge stabilization, such as anaerobic digestion and composting. Alternatively, the definition of biosolids may be restricted by local regulations to wastewater solids only after those solids have completed a specified treatment sequence and have concentrations of pathogens and toxic chemicals below specified levels. A similar definition has been used internationally, for example, in Australia. Use of the term "biosolids" may officially be subject to government regulations. However, informal use describes a broad range of semi solid organic products from sewage or sewage sludge. This could include any solids, slime solids or liquid slurry residue generated during the treatment of domestic wastewater including, scum and solids removed during primary, secondary or advanced treatment processes. Materials that do not conform to the regulatory definition of "biosolids" can be given alternative terms like "wastewater solids.
Саны
2004 жылы АҚШ-та 16 500-ге жуық қалалық сарқырама суларды тазарту қондырғыларында шамамен 7,1 миллион тонна құрғақ биоқорық заттар өндірілді. Биоқорық заттардың қолданылуын арттыру кезінде туындайтын қиындықтар: анаэробты өңдейтін қондырғыларды салуға қажетті капитал және денсаулық сақтау ережелерін сақтаудың күрделілігі. Сонымен қатар, сарқырама сулардағы микроластанулар (мысалы, қоршаған ортаға тұрақты фармацевтикалық ластаушылар) туралы жаңа мәселелер туындады, бұл жоғары сапалы биоқорықтарды өндіру процесін қиындатады. Кейбір муниципалитеттер, штаттар немесе елдер биоқорықтарды егістік жерлерге қолдануға тыйым салды. Биоқорықтар ауыл шаруашылығы үшін өте пайдалы кондиционер және тыңайтқыш болып табылады, өсімдіктердің өсуіне көмектесіп, халықты азық-түлікпен қамтамасыз етуге ықпал етеді. Биоқорықтарда азот, фосфор, калий және күкірт сияқты макроэлементтер, сондай-ақ мыс, мырыш, кальций, магний, темір, бор, молибден және марганец сияқты микроэлементтер болуы мүмкін. АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігі (EPA) мырыш, кадмий, мыс, қорғасын, сынап, молибден, никель, селен және мырыш үшін сандық шектеулер белгіледі, бірақ диоксин деңгейін реттемеді. Биоқорықтарда фармацевтикалық өнімдер мен жеке гигиена заттарынан, сондай-ақ кейбір стероидтар мен гормондардан алынған ластаушы заттар да болуы мүмкін. 2001 жылы биоқорықтарда тұрақты, биоаккумулятивті және уытты (PBT) полибромды дифенил эфирлерінің жоғары деңгейлері анықталды. 2014 жылы АҚШ Геологиялық қызметі тазалаушылар, жеке гигиена өнімдері, фармацевтикалық препараттар және басқа да өнімдерде кездесетін 87 органикалық химиялық заттың негізгі құрауы ретінде тоғыз түрлі тұтыну тауарын талдады. Бұл талдаулар тоғыз биоқорық үлгісінің кем дегенде бірінде өлшенген 87 органикалық химиялық заттың 55-ін анықтады, ал бір үлгіде 45 химиялық зат табылды. 2014 жылы Солтүстік Каролина штатының Шарлотт қаласы биоқорықтарда полихлорирленген бифенилдердің (ПХБ) жоғары деңгейін анықтады. Оңтүстік Каролина штатында биоқорықтарды жерге қолдану 2013 жылы Оңтүстік Каролина денсаулық сақтау және қоршаған ортаны қорғау департаментінің (SCDHEC) кез келген ПХБ-мен ластанған биоқорықтарды А немесе В класына қарамастан жерге қолдануға тыйым салған төтенше ережесінен кейін тоқтатылды. Ұзақ өтпей SCDHEC биоқорықтарды жерге қолдану алаптарына жақын барлық су жолдары үшін балық тұтынуға қатысты ПХБ кеңестерін кеңейтті. 2019 жылы Мэн штаты штатта өндірілген канализациялық шламның 95%-ында перфторлы және полифторлы алкилдік заттардың (PFAS) қауіпті деңгейлері бар екенін анықтады. Биоқорықтарды тыңайтқыш ретінде қолданған бірнеше шаруашылықта PFAS-пен ластанған топырақ, жер асты сулары, жануарлар мен егіндер табылды. Жүздеген басқа шаруашылықтар да осылай ластанған болуы мүмкін. Мемлекет кейіннен биоқорықтардың таралуын шектеу үшін қосымша ережелер енгізді. 2023 жылы Санта-Барбарадағы Калифорния университетінің Bren экологиялық ғылым және менеджмент мектебіндегі Артуро А. Келлер осы PFAS-ты жою үшін шешімдерді әзірлеу, соның ішінде биоқорықтардан биокөмір тыңайтқыштарын жасау бойынша жұмыс істей бастады. Тыңайтқыш ретінде қолданылатын биоқорықтар Мичиган штатында өсірілген сиыр етінің PFAS-пен ластануына әкелді. 2021 жылдың қазан айында EPA биоқорықтардағы PFAS (PFOA және PFOS) үшін тәуекелді бағалауды қамтитын PFAS стратегиялық жол картасын жариялады.
Approximately 7.1 million dry tons of biosolids were generated in 2004 at approximately 16,500 municipal wastewater treatment facilities in the United States. Challenges faced when increasing the use of biosolids include the capital needed to build anaerobic digesters and the complexity of complying with health regulations. There are also new concerns about micro pollutions in sewage (e. g. environmental persistent pharmaceutical pollutants), which make the process of producing high quality biosolids complex. Some municipalities, states or countries have banned the use of biosolids on farmland. Biosolids can be an ideal agricultural conditioner and fertilizer which can help promote crop growth to feed the increasing population. Biosolids may contain macronutrients nitrogen, phosphorus, potassium and sulphur with micronutrients copper, zinc, calcium, magnesium, iron, boron, molybdenum and manganese. The United States Environmental Protection Agency (EPA) has set numeric limits for arsenic, cadmium, copper, lead, mercury, molybdenum, nickel, selenium, and zinc but has not regulated dioxin levels. Contaminants from pharmaceuticals and personal care products and some steroids and hormones may also be present in biosolids. Substantial levels of persistent, bioaccumulative and toxic (PBT) polybrominated diphenyl ethers were detected in biosolids in 2001. The United States Geological Survey analyzed in 2014 nine different consumer products containing biosolids as a main ingredient for 87 organic chemicals found in cleaners, personal care products, pharmaceuticals, and other products. These analysis detected 55 of the 87 organic chemicals measured in at least one of the nine biosolid samples, with as many as 45 chemicals found in a single sample. In 2014, the City of Charlotte, North Carolina, discovered extreme levels of polychlorinated biphenyls (PCBs) in their biosolids after being alerted by that illegal PCB dumping was taking place at regional waste water treatment plants across the state. Biosolids land application in South Carolina was halted in 2013 after an emergency regulation was enacted by the South Carolina Department of Health and Environmental Control (SCDHEC) that outlawed any PCB contaminated biosolids from being land applied regardless if Class A or Class B. Very soon thereafter, SCDHEC expanded PCB fish consumption advisories for nearly every waterway bordering biosolids land application fields. In 2019, the state of Maine found that 95% of sewage sludge produced in the state contained unsafe levels of Per and polyfluoroalkyl substances (PFAS) chemicals. Several farms that had spread biosolids as fertilizer were found to have PFAS contaminated soil, groundwater, animals and crops. Hundreds of other farms were potentially similarly contaminated. The state subsequently imposed additional rules restricting biosolids spreading. In 2023, Arturo A. Keller at the Bren School of Environmental Science & Management within the University of California, Santa Barbara began working on solutions to eliminate these PFAS, including creating bio char fertilizers from the bio solids. Biosolids used as a fertilizer have resulted in PFAS contamination of beef raised in Michigan. In October 2021 EPA announced the PFAS Strategic Roadmap which includes risk assessment for PFAS (PFOA and PFOS) in biosolids.
Патогендер
АҚШ-та EPA белгілі бір индикаторлық организмдердің деңгейін күрт төмендетуге бағытталған, биототықтардағы міндетті өңдеу процестерін бекітеді. Дегенмен, АҚШ-тағы Су ортасын зерттеу қоры кейбір патогендердің канализациялық сазды өңдеуден кейін де тірі қалатынын көрсеткен. EPA ережелері тек патогендер анықталмаған биототықтарды кеңінен қолдануға рұқсат береді; қалған патогендері барлардың қолданылуы шектеулі.
In the United States the EPA mandates certain treatment processes designed to significantly decrease levels of certain so called indicator organisms, in biosolids. However, the US based Water Environment Research Foundation has shown that some pathogens do survive sewage sludge treatment. EPA regulations allow only biosolids with no detectable pathogens to be widely applied; those with remaining pathogens are restricted in use.
Америка Құрама Штаттары
АҚШ Федералды ережелер кодексінің (CFR) 40-тауымы, 503-бөлімі биоқатықтарды басқаруды реттейді. Бұл федералды ережеде биоқатықтар әдетте олардың құрамындағы ластаушы заттар мөлшеріне және оларға жасалған өңдеу деңгейіне қарай жіктеледі (соңғысы векторлық тартымдылықты азайту және патогендерді азайту деңгейлерін анықтайды). Бұл факторлар оларды тарату тәсіліне (көлемді немесе қапталған) және бақылау деңгейіне де әсер етеді, бұл өз кезегінде оларды қайда және қандай көлемде қолдануға болатынын анықтайды. Ұлттық органикалық бағдарлама сертификатталған органикалық егістерді өсіруде биоқатықтарды қолдануға тыйым салады.
In the United States Code of Federal Regulations (CFR), Title 40, Part 503 governs the management of biosolids. Within that federal regulation biosolids are generally classified differently depending upon the quantity of pollutants they contain and the level of treatment they have been subjected to (the latter of which determines both the level of vector attraction reduction and the level of pathogen reduction). These factors also affect how they may be disseminated (bulk or bagged) and the level of monitoring oversight which, in turn determines where and in what quantity they may be applied. The National Organic Program prohibits the use of biosolids in farming certified organic crops.
Еуропалық Одақ
Еуропалық Одақ (ЕО) биожақтарды жерге қолдану жөніндегі ережелерді бірінші болып қабылдады; мұның мақсаты патогендер мен ластану қаупін шектеу болды. Бұл қауіптер, кейбір метаболиттер қақпа суларды тазарту процестерінен кейін толық жойылмай қалуынан туындайды. Еуропалық Одақ шеңберінде биожақтарды пайдалану туралы пікір таластардың қарқындылығы әртүрлі.
The European Union (EU) was the first to issue regulations for biosolids land application; this aimed to put a limit to the pathogen and pollution risk. These risks come from the fact that some metabolites remain intact after waste water treatment processes. Debates over biosolid use vary in severity across the EU.
Тарих
АҚШ-тағы кәрізді тазарту барысында алынып тасталатын қатты қалдықтар көлемінің артуына байланысты халық алаңдағандықтан, Су ортасы федерациясы (WEF) қазіргі заманғы сарқынды суларды тазарту нәтижесінде пайда болатын, таза және ауыл шаруашылығына қолдануға жарамды өнімді, бұрынғы кәріз шламасынан – оның жағымсыз немесе қауіпті жағдайлар тудырғаны жақсы есте қалатын түрінен – ажырату үшін жаңа атау іздеді. 300 ұсыныстың ішінде "биототықтар" терминін Аризона университетінің докторы Брюс Логан ұсынды, және ол 1991 жылы WEF тарапынан мойындалды.
As public concern arose about the disposal of increased volumes of solids in the United States being removed from sewage during sewage treatment mandated by the Clean Water Act. The Water Environment Federation (WEF) sought a new name to distinguish the clean, agriculturally viable product generated by modern wastewater treatment from earlier forms of sewage sludge widely remembered for causing offensive or dangerous conditions. Of 300 suggestions, biosolids was attributed to Dr. Bruce Logan of the University of Arizona, and recognized by WEF in 1991.
Мысалдар
Милорганит – Милуоки қалалық канализациялық округінің өндіретін биоқаты тыңайтқышының сауда белгісі. Висконсин штатының Милуоки қаласындағы Джонс аралы суларын қайта өңдеу орнынан алынған қайта өңделген органикалық азотты тыңайтқыш Солтүстік Америкада сатылады және өндірілген қоректік заттарға деген қажеттілікті азайтады. Loop – Кинг округінің сарқынды суларды тазарту бөлімі шығарған биоқаты топырақ түзетушінің сауда белгісі. Loop 1976 жылдан бері GroCo коммерциялық компост өніміне қосылып келеді. Сонымен қатар, бірнеше жергілікті шаруашылықтар мен орман шаруашылықтары Loop-ты тікелей пайдаланады. TAGRO – «Tacoma Grow» деген сөздің қысқартылған түрі және 1991 жылдан бері Вашингтон штатының Такома қаласымен өндіріледі. Dillo Dirt 1989 жылдан бері Техас штатының Остин қаласымен өндіріледі. Биоқаты заттар Австралияның Орталық бидай аймағында Су корпорациясының қайта өңдеу бағдарламасы аясында тыңайтқыш ретінде қолданылады.
Milorganite is the trademark of a biosolids fertilizer produced by the Milwaukee Metropolitan Sewerage District. The recycled organic nitrogen fertilizer from the Jones Island Water Reclamation Facility in Milwaukee, Wisconsin, is sold throughout North America, reduces the need for manufactured nutrients. Loop is the trademark of a biosolids soil amendment produced by the King County Wastewater Treatment Division. Loop has been blended into GroCo, a commercially available compost product, since 1976. Several local farms and forests also use Loop directly. TAGRO is short for "Tacoma Grow" and is produced by the City of Tacoma, Washington, since 1991. Dillo Dirt has been produced by the City of Austin, Texas, since 1989. Biosolids are applied as fertilizer in the Central Wheatbelt of Australia as a recycling program by the Water Corporation.