ΠΡΑΣΙΝΗ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ, ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΟΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΑΣΦΑΛΟΥΣ Ε ΑΦΙΚΟΥ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΟΣ

Transcript

1 ΠΡΑΣΙΝΗ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ, ΚΑΙΝΟΤΟΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΟΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΑΣΦΑΛΟΥΣ Ε ΑΦΙΚΟΥ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΟΣ K. Χασάπης, E. Βρεττού, E. Κοντεζάκη, M. Ρούλια Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήµιο Αθηνών, Τµήµα Χηµείας, Τοµέας ΙΙΙ, Πανεπιστηµιούπολη, 15771, Αθήνα, Ελλάδα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Οι Μεσογειακές χώρες ετησίως, κατά την παραγωγή του ελαιολάδου, έρχονται αντιµέτωπες µε την διαχείριση των υγρών αποβλήτων των ελαιοτριβείων, τα οποία περιέχουν µεγάλες ποσότητες οργανικών ουσιών, αιωρούµενα στερεά (φαινόλες και λιπαρές ουσίες) προερχόµενα από τον καρπό και το χρησιµοποιούµενο νερό κατά την µεταποιητική διαδικασία. Η απόρριψή τους στο περιβάλλον ρυπαίνει υδροφόρους ορίζοντες και επιφανειακά ύδατα, υποβαθµίζει το έδαφος, προκαλεί τοξικότητα στα φυτά και δυσάρεστη οσµή στην περιοχή (1). Στην παρούσα µελέτη προτείνεται η ήπια διαχείριση των υγρών αυτών αποβλήτων µε φύλλα ελιάς και την προσθήκη ενός ειδικού βιοκαταλύτη (καινοτοµικό παρασκεύασµα) πλούσιου σε µικροοργανισµούς εδάφους. Επιτεύχθηκε, έτσι, η παραγωγή ενός οργανικού υποστρώµατος. Το προϊόν αξιολογήθηκε σε σχέση µε τις ιδιότητες του ως εδαφοβελτιωτικό και ως οργανικό λίπασµα. Τα αποτελέσµατα που ελήφθησαν είναι σηµαντικά για να τεκµηριώσουν µια τεχνολογία διαχείρισης των υγρών αποβλήτων των ελαιουργείων και αποδεικνύουν ότι η παραγωγή ελαιολάδου µπορεί να είναι σύµφωνη µε το IPPC. Επιπλέον, πληρούνται οι προϋποθέσεις για απονοµή ECOLABEL στο τελικό προϊόν. GREEN BIOTECHNOLOGICAL TREATMENT OF OIL MILL WASTEWATERS; INNOVATIVE PRODUCTION OF AN ENVIRONMENTALLY SAFE SOIL SUBSTRATE K. Chassapis, E. Vrettou, E. Kontezaki, M. Roulia National and Kapodistrian University of Athens, Chemistry Department, Section III, Panepistimiopolis, 15771, Athens, Greece ABSTRACT Αnnually, the Mediterranean countries at the end of olive oil production have to deal with oil mill wastewater (Alphechine) that contains large amounts of organic matter, suspended solids (phenols and oily substances) resulting from olive fruit and the water used for oil extraction process. When disposed to the environment they deteriorate natural water bodies, affect soil quality, are toxic to plants and create odor nuisance (1). In the present study, a composted material was produced from Alphechine, and olive leaves under mild conditions. The addition of a special biocatalyst(innovative product), rich in soil microorganisms affects decisively the process. The product was further evaluated regarding its soil-conditioning and biofertilizing properties. The results obtained are important for establishing a clean-up technology in oil mills and clearly demonstrated that olive oil extraction can be considered as IPPC (Intergraded Process Pollution Control), promising for obtaining an ECOLABEL. 1

2 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το ελαιόλαδο αποτελεί βασικό συστατικό της Μεσογειακής ιατροφής και η κατανάλωση του είναι ραγδαία αυξανόµενη σε όλο τον κόσµο. Σύµφωνα µε το ιεθνές Συµβούλιο Ελαιόλαδου ( ΣΕ) (2) η παγκόσµια ζήτηση του διπλασιάστηκε τα τελευταία είκοσι χρόνια ενώ η παραγωγή του αυξήθηκε από 1,85 εκατ. τόνους το 1984 έως 3,17 εκατ. τόνους το 2008 (70% αύξηση). Στην περιοχή της Μεσογείου παράγεται πάνω από 75 % της παγκόσµιας παραγωγής ελαιολάδου. Κατά την ελαιοκοµική περίοδο παρήχθησαν παγκοσµίως τόνοι ελαιολάδου ενώ στην Ε.Ε τόνοι ελαιολάδου. Η Ελλάδα (305 χιλ τόνους) µετά την Ισπανία (1028 χιλ τόνους), και την Ιταλία (540 χιλ τόνους) είναι η τρίτη ελαιοπαραγωγός χώρα στον κόσµο. Γράφηµα 1. Παγκόσµια παραγωγή ελαιόλαδου ανά χώρα για την περίοδο (2). Η Ελλάδα διαθέτει περισσότερα από 2000 ελαιουργεία (3). Σε 40 και πλέον νοµούς της χώρας (από τους 52) καλλιεργείται η ελιά και παράγεται λάδι. Σήµερα, το µεγαλύτερο ποσοστό των ελαιουργείων λειτουργεί µε βάση την τριφασική µέθοδο παραγωγής ελαιολάδου (περίπου 95%), διότι δεν υπάρχουν βιοµηχανίες διαχείρισης παραγόµενων αποβλήτων που παράγουν τα διφασικά ελαιουργεία. Από τα ελαιουργεία τριών φάσεων παράγεται µια σηµαντική ποσότητα υγρών αποβλήτων που αγγίζει, περίπου, τους τόνους ετησίως. Οι βασικές λειτουργίες της διαδικασίας εξαγωγής του ελαιολάδου περιλαµβάνουν αρχικά παραλαβή, αποφύλλωση, πλύσιµο, ζύγιση και άλεση του ελαιοκάρπου σε ελαιόµυλο ή σπαστήρα. Ακολουθεί µάλαξη της ελαιοζύµης σε αυξηµένη θερµοκρασία που επιτυγχάνεται µε κυκλοφορία ζεστού νερού. Τέλος, λαµβάνει χώρα διαχωρισµός του ελαιολάδου από τις λοιπές φάσεις της ελαιόπαστας µε υδραυλικά πιεστήρια ή φυγοκεντρικά συγκροτήµατα 2 ή 3 φάσεων διαχωρισµού συνεχούς λειτουργίας. Η εξαγωγή λαδιού από την ελαιοζύµη, µε την συνεχή τριφασική φυγοκεντρική µέθοδο οδηγεί σε τρία προϊόντα: το ελαιόλαδο (25%) και δύο στρώµατα αποβλήτων. Εδώ περιλαµβάνονται (4), (5) τα στερεά απόβλητα (30%) που ονοµάζονται ''ελαιοπυρήνη'' και τα υδατικά απόβλητα (30%) που ονοµάζονται ''λύµατα ελαιοτριβείου (ΥΑΕ), ή κατσίγαρος'' (oil mill waste (OMW) ή alpechine). Τα ΥΑΕ είναι υγρά θολά, σκούρου χρώµατος (από κιτρινοπράσινο έως καφέ-µαύρο), µε χαρακτηριστική έντονη οσµή οφειλόµενη σε πτητικά οξέα, όξινο ph, υψηλή ρυθµιστική ισχύ και επιφανειακή τάση. Επιπλέον, τα ΥΑΕ παρουσιάζουν ιδιαίτερα υψηλές συγκεντρώσεις οργανικού φορτίου, αιωρούµενων στερεών και ελαίων, προερχόµενα από το χρησιµοποιούµενο νερό στα διάφορα στάδια της διαδικασίας καθώς και πολτό ελαιοµάζας. Κατά µέσο όρο περιέχουν 83 96% νερό, 3,5 15% οργανικές ύλες, και 0,2 2% µεταλλικά άλατα. Η οργανική ύλη αποτελείται από έλαιο (1 14%), πολυσακχαρίτες (13 53%), πρωτεΐνες (8 16%), οργανικά οξέα (3 10%), πολυαλκοόλες (3 10%) και πολυφαινόλες (2 15%). Μεταξύ αυτών, τα φαινολική συστατικά 2

3 έχουν αντιβακτηριδιακή και φυτοτοξική επίδραση. Το COD των υγρών αποβλήτων, είναι εξαιρετικά υψηλό, της τάξης των 10 5 mg O 2 / L. Με κριτήριο τη ρύπανση που προκαλείται έιναι αποδεκτό ότι 1 m 3 κατσίγαρου είναι ισοδύναµο µε m 3 οικιακών λυµάτων. Σχεδόν στο σύνολο τους τα ΥΑΕ στην Ελλάδα οδηγούνται χωρίς επεξεργασία τους σε χείµαρρους, ποτάµια και θάλασσα αλλοιώνοντας τα φυσικοχηµικά και βιολογικά χαρακτηριστικά αυτών. Επιπτώσεις υπάρχουν και στους των υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες αρδευτικού και πόσιµου νερού. Η ανεξέλεγκτη διάθεση τους σε δεξαµενές νερού οδηγεί, επίσης, σε σοβαρά προβλήµατα όλο το οικοσύστηµα. Οι αρνητικές επιδράσεις στο περιβάλλον σχετίζονται µε παρεµπόδιση οξυγόνωσης των υδάτινων αποδεκτών και µείωση του πορώδους του εδάφους λόγω υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρές ουσίες, µε πρόκληση φυτοτοξικότητας και βιοτοξικότητας σε φυτικούς και υδρόβιους οργανισµούς καθώς και µε περιορισµό του φάσµατος δράσης των βιο-αποικοδοµητών λόγω υψηλής συγκέντρωσης πολυφαινολών. Στην παρούσα εργασία µελετήθηκαν: α) η παραγωγή υποστρώµατος από ΥΑΕ µε βιοσταθεροποίηση µετά από ανάµιξη µε φύλλα ελιάς, βιοκαταλύτη και ξυλώδη υπολείµµατα, β) οι φυσικοχηµικές ιδιότητες και γ) αγρονοµικές ιδιότητες αυτού του υποστρώµατος µε πειραµατική εφαρµογή του σε καλλιέργειες in vitro καθώς και σε in vivo καλλιέργειες οπωροκηπευτικών και καλλωπιστικών φυτών. 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ 2.1. ΥΛΙΚΑ ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΥΡΓΕΙΩΝ (ΚΑΤΣΙΓΑΡΟΣ) Τα υγρά απόβλητα των ελαιουργείων παράγονται κυρίως από τα φυγοκεντρικά ελαιουργεία τριών φάσεων και προέρχονται από το υγρό κλάσµα του χυµού του ελαιόκαρπου και το χρησιµοποιούµενο νερό που προστίθεται στα διάφορα στάδια της παραγωγής. Παράγοντες που επηρεάζουν την χηµική σύσταση και τον όγκο των ΥΑΕ όπως και του παραγόµενου ελαιόλαδου εκτός της µεθόδου παραγωγής είναι οι εδαφοκλιµατικές συνθήκες της περιοχής καλλιέργειας των ελαιοδέντρων, η ποικιλία των ελαιοδέντρων, το στάδιο ωρίµανσης του καρπού, η χρήση παρασιτοκτόνων και λιπασµάτων και ο τρόπος συγκοµιδής. Πίνακας 1: Μέσες τιµές φυσικοχηµικών παραµέτρων ΥΑΕ Παράµετρος Μέση τιµή Ολικά στερεά (g/l) 62,0 Ολικός άνθρακας (g/l) 35,0 Ολικό άζωτο (g/l) 0,75 Φώσφορος (P 2 O 5 ) (g/l) 0,53 ph 4,80 Ειδικό βάρος (g/cm 3 ) 1,05 Αγωγιµότητα (mmhos/cm) 12,0 Ολικά σάκχαρα (g/l) 16,1 Λίπη και έλαια (g/l) 1,7 Πολυαλκοόλες (g/l) 3,19 Ολικές Φαινόλες (g/l) 10,6 Ταννίνες (g/l) 4,0 Κ 2 Ο (g/l) 2,37 Νa 2 Ο (g/l) 0,2 CaO (g/l) 0,3 FeO (g/l) 0,1 MgO (g/l) 0,1 3

4 Συνολικά περιέχονται 80 kg στερεών ανά m 3 κατσίγαρου (ξηρό βάρος) εκ των οποίων 20 kg είναι αιωρούµενα στερεά προερχόµενα από κοµµάτια από τη σάρκα και την ψίχα της ελιάς, 55 kg είναι διαλυµένη οργανική ύλη (σάκχαρα, πρωτεΐνες, οργανικά οξέα, πολυαλκοόλες, πολυφαινόλες, τανίνες κ.λπ.) και τα υπόλοιπα 5 kg περιέχουν ανόργανα άλατα (Κ, P, Ca, Mg, Na, κλπ.) ΑΝΤΙ ΡΑΣΤΗΡΙΟ FENTON Το αντιδραστήριο Fenton (µίγµα Fe 2+ και Η 2 Ο 2 ) έχει την ικανότητα να παράγει υψηλής δραστικότητας ελεύθερες ρίζες υδροξυλίου (ΟΗ. ). Το αντιδραστήριο αυτό (6) χρησιµοποιείται ευρέως για την οξείδωση µεγάλου εύρους οργανικών τοξικών ενώσεων (ρύπων). Μειονέκτηµα της χρήσης του αντιδραστηρίου Fenton στα απόβλητα αποτελεί η κατανάλωση σηµαντικών ποσοτήτων, η δηµιουργία µεγάλων ποσοτήτων λάσπης καθώς και η µερική µόνο οξείδωση πολλών οργανικών ρύπων. Οι αντιδράσεις που λαµβάνουν χώρα είναι: Fe 2+ + Η 2 Ο 2 Fe 3+ + ΟΗ + ΟΗ. Fe 3+ + Η 2 Ο 2 Fe 2+ + ΟΟΗ + Η ΛΟΙΠΑ ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Φύλλα ελιάς. Υπάρχουν σε αφθονία µαζί µε τον µεταφερόµενο ελαιόκαρπο. Μπορούν να αντικατασταθούν από άλλα ξυλώδη υπολείµµατα Πριονίδι. Προέρχεται από ξυλουργεία, ανεξαρτήτως προέλευσης ξύλου. Βιοκαταλύτης. Οργανικό ανθρακούχο υπόστρωµα ορυκτής προέλευσης εµπλουτισµένο µε θρεπτικά υλικά, κατάλληλα για την ανάπτυξη ευρείας ποικιλίας µικροοργανισµών εδάφους (βακτήρια, µύκητες, ακτινοµύκητες). Το συνολικό φορτίο µικροοργανισµών ανέρχεται σε c.f.u./g. Στην συγκεκριµένη περίπτωση τα προστιθέµενα στο Βιοκαταλύτη θρεπτικά υλικά (δολοµίτης, ουρία) προσαρµόσθηκαν έτσι ώστε να «εγκλιµατισθεί» και να λειτουργήσει χωρίς πρόβληµα στον κατσίγαρο ΥΠΟ ΟΜΗ ΚΑΙ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ Θερµοκήπιο (στεγασµένο επίµηκες γήπεδο µε πλαστικό φύλλο συνολικής εκτάσεως 200 m 2 ) Κλαδοτεµαχιστής µεσαίας απόδοσης Μικρός φορτωτής 2.2. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Συνοπτικά για την παραγωγή του υποστρώµατος ακολουθήθηκε η εξής διαδικασία: Απολίπανση και καθίζηση Αδρανοποίηση των περιεχοµένων πολυφαινολών Ανάµιξη κατσίγαρου µε θρυµµατισµένα φυτικά υπολείµµατα σε αναλογία 50:50 Προσθήκη υποστρώµατος µε πυκνό µικροβιακό πληθυσµό ηµιουργία σωρών Παραµονή των σωρών προς βιοσταθεροποίηση για 4 µήνες, ανάδευση και παρακολούθηση των σχετικών παραµέτρων Ξήρανση και ενσάκκιση τελικού προϊόντος ΑΠΟΛΙΠΑΝΣΗ ΚΑΙ ΚΑΘΙΖΗΣΗ Πριν την επεξεργασία του κατσίγαρου κρίνεται απαραίτητη η αποµάκρυνση των λιπαρών ουσιών. Η διαδικασία αυτή πραγµατοποιείται µε φυσική ροή και τεχνητή αναρρόφηση, µέσω 4

5 ενός συστήµατος κατακράτησης στερεών µεγάλου µεγέθους στην επιφάνεια των δύο δεξαµενών διαχωρισµού στις οποίες προωθείται ο κατσίγαρος, και συνδυάζεται µε την επόµενη φάση. Εδώ, τα υγρά απόβλητα, απαλλαγµένα από τα στερεά υπολείµµατα µεγάλου µεγέθους, ρέουν στις δεξαµενές πρωτοβάθµιας καθίζησης, όπου η ταχύτητα ροής τους µειώνεται και τα αιωρούµενα υλικά βυθίζονται στον πυθµένα της δεξαµενής. Με παραµονή του µίγµατος για τρεις µέρες στην κάθε δεξαµενή επιτυγχάνεται η ανάκτηση του επιπλέοντος λαδιού. Το υλικό που καθιζάνει (πρωτοβάθµια ιλύς) συλλέγεται σε µια χοάνη και οδηγείται για περαιτέρω επεξεργασία κοµποστοποίησης. Σε τακτά διαστήµατα µε αναρρόφηση βγαίνει από την βάση της δεξαµενής η βιοµάζα και προωθείται στο χώρο κοµποστοποίησης ΕΞΟΥ ΕΤΕΡΩΣΗ ΠΟΛΥΦΑΙΝΟΛΩΝ Πραγµατοποιήθηκε εξουδετέρωση των πολυφαινολών του κατσίγαρου (5) χρησιµοποιώντας 1 µέρος Fe 2+ (ως στερεό FeSO 4 7Η 2 Ο) : 5 µέρη H 2 O 2 για κάθε 100 µέρη (wt/wt) του υγρού αποβλήτου. Το αρχικό ph του αποβλήτου ήταν 4,95 ενώ µετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης Fenton βρέθηκε ίσο µε 6,82. Το αποτέλεσµα αυτό αποδεικνύει ότι η αδρανοποίηση των πολυφαινολών έλαβε χώρα επιτυχώς και επετεύχθη ph που καθιστά το απόβλητο εύκολα διαχειρίσιµο ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Με τον όρο «κοµποστοποίηση» εννοούµε την µικροαερόβια βιοµετατροπή της οργανικής ουσίας των αποβλήτων σε ένα οργανικό υλικό µε εδαφοβελτιωτικές ιδιότητες. Η αποικοδόµηση οφείλεται στην ενζυµατική διάσπαση του οργανικού περιεχοµένου των αποβλήτων από µικροοργανισµούς του εδάφους (βακτήρια, µύκητες, έντοµα, κ.λπ.). Η προετοιµασία του σωρού των στερεών αποβλήτων και η διαδικασία κοµποστοποίησης περιλαµβάνει τα ακόλουθα στάδια: Αρχικά είναι απαραίτητη η προσθήκη στερεού υλικού, όπως π.χ. θρυµµατισµένα κλαδιά δέντρων, προκειµένου να δηµιουργηθεί η φυσική δοµή του σωρού δηλαδή να δηµιουργηθεί ικανοποιητικό πορώδες που θα επιτρέψει τον επαρκή αερισµό του σωρού. Επιπλέον, θα πρέπει να υφίσταται ικανοποιητική αναλογία C/N (περίπου 1/25-30). Τα στερεά απόβλητα περιέχουν ακόµη υπολειµµατικές ποσότητες αντιµικροβιακών ουσιών, όπως πολυφαινόλες, που εµποδίζουν τη δράση των µικροοργανισµών. Απαιτείται η προσθήκη του Βιοκαταλύτη, ο οποίος παρέχει µικροοργανισµούς υψηλής βιολογικής δραστηριότητας για την έναρξη της κοµποστοποίησης. Ακολούθως, προστίθεται ο κατσίγαρος. Η προσθήκη του κατσίγαρου επαναλαµβάνεται κατά την διάρκεια της κοµποστοποίησης µε βασικό κριτήριο την διατήρηση της υγρασίας άνω του 50% ΒΙΟΜΕΤΑΤΡΟΠΗ Ο σωρός ανακατεύεται περιοδικά για να διατηρηθούν οι βέλτιστες συνθήκες για µικροαερόβια µικροβιακή δραστηριότητα. Στη θερµόφιλη φάση της κοµποστοποίησης, η θερµοκρασία θα πρέπει να ελέγχεται καθηµερινά και να διατηρείται µεταξύ 70-80ºC. Η περιεκτικότητα του σωρού σε υγρασία διατηρείται µεταξύ 50-60%. Κατά την διάρκεια της κοµποστοποίησης, είναι πιθανόν να απαιτηθεί η προσθήκη ρυθµιστικών θρεπτικών συστατικών για την βελτίωσή της. Η βιο-οξειδωτική φάση της κοµποστοποίησης θεωρείται ολοκληρωµένη όταν η περιεκτικότητα σε χουµικά προσεγγίσει το 8%. Τότε η θερµοκρασία του σωρού θα γίνει σχεδόν ίδια µε αυτή του περιβάλλοντος. Στο σηµείο αυτό σταµατά το ανακάτεµα του σωρού και το µίγµα αφήνεται να ωριµάσει για 15 ηµέρες περίπου, οπότε και µπορεί να διακινηθεί. Η όλη διαδικασία κοµποστοποίησης ολοκληρώνεται σε 3-4 µήνες. 5

6 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ 3.1. ΧΗΜΙΚΕΣ ΚΑΙ ΒΙΟΧΗΜΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Ι ΙΟΤΗΤΩΝ ΤΕΛΙΚΟΥ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΟΥ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΟΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΥΓΡΑΣΙΑΣ Για τη µέτρηση υγρασίας έλαβε χώρα ξήρανση του δείγνµατος στους 105 C για 2 ώρες ΜΕΤΡΗΣΗ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΥΛΗΣ Η οργανική ύλη υπολογίστηκε ως απώλεια κατά την πύρωση στους 800 C για 3 ώρες ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΕΤΑΛΛΩΝ Φασµατοσκοπία ατοµικής απορρόφησης µε φούρνο γραφίτη. Χρησιµοποιήσαµε συσκευή Varian SpectraAA-G40Z-GTA ΜΕΤΡΗΣΗ Υ ΡΑΡΓΥΡΟΥ Για τον Hg πραγµατοποιήθηκε ποιοτική αντίδραση ανίχνευσης ΜΕΤΡΗΣΗ PH Για τη µέτρηση του ph 10 g του δείγµατος αναµίχθηκαν µε 20 ml απιονισµένου νερού ΜΕΤΡΗΣΗ ΟΛΙΚΟΥ ΑΖΩΤΟΥ Εφαρµόστηκε η µέθοδος Kjeldahl ΜΕΤΡΗΣΗ ΟΛΙΚΗΣ ΜΙΚΡΟΦΙΛΗΣ ΧΛΩΡΙ ΑΣ (ΟΜΧ) Εφαρµόστηκε γενική µέθοδος (7) ΜΕΤΡΗΣΗ ΧΟΥΜΙΚΩΝ ΟΞΕΩΝ (8) Τα αποτελέσµατα των µετρήσεων παρουσιάζονται συνοπτικά στον επόµενο πίνακα. Πίνακας 2: Μέσες τιµές φυσικοχηµικών παραµέτρων εδαφοβελτιωτικού Χανίων Παράµετρος ph 7.8 Υγρασία 41 % Τέφρα 29 % Χουµικά επί ξηρού 4,5 % Ολικό N (κ.β.) 5,15% Μέταλλα (mg. kg -1 ) Zn 123 Cu 40 Ni 28 Βαρέα µέταλλα (µg. kg -1 ) Cd 194 Pb 55 Cr 108 Hg δεν ανιχνεύθηκε Ολική µικρόφιλη χλωρίδα (ΟΜΧ) 8x10 7 c.f.u / g 3.2. ΠΡΟΚΑΤΑΡΚΤΙΚΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΑΡΤΙΒΛΑΣΤΩΝ ΜΑΡΟΥΛΙΟΥ ΥΠΟ ΤΗΝ ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΟΥ Ε ΑΦΟΒΕΛΤΙΩΤΙΚΟΥ ΧΑΝΙΩΝ Μελετήθηκε η επίδραση των υπολειµµάτων ελαιουργείου στη φύτρωση αρτίβλαστων µαρουλιού. Χρησιµοποιήθηκαν τέσσερα µείγµατα ως υποστρώµατα αναπτύξεως: i. περλίτης ii. 1 µέρος εδαφοβελτιωτικό και 1 µέρος περλίτη iii. 1 µέρος εδαφοβελτιωτικό και 2 µέρη περλίτη iv. εδαφοβελτιωτικό Η µελέτη περιλαµβάνει αξιολόγηση τριών παραµέτρων: το ποσοστό φύτρωσης των σπόρων µαρουλιού, τη συνολική ποσότητα χλωροφύλλης και τη µάζα του υπέργειου τµήµατος των αρτίβλαστων. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι στο i δείγµα µας παρατηρήθηκε το µεγαλύτερο ποσοστό φύτρωσης το οποίο έλαβε τη µέγιστη τιµή του ταχύτατα, µέσα στις πρώτες πέντε µέρες. Αντίθετα, στο δείγµα iv η φύτρωση έγινε σταδιακά φτάνοντας στο µέγιστο µετά από 17 ηµέρες και ύστερα ακολούθησε ένας προοδευτικός θάνατος των αρτίβλαστων που µπορεί να οφείλεται σε διάφορες αιτίες. Συνολικά το iv είχε το χαµηλότερο ποσοστό φύτρωσης. Στα ii και iii παρατηρήσαµε ότι κινούνται σε ενδιάµεσα επίπεδα από τα i και iv, µε το iii να έχει µεγαλύτερο ποσοστό φύτρωσης. 6

7 Όσον αφορά τη συνολική ποσότητα χλωροφύλλης βρέθηκε ότι το δείγµα iv διέθετε το µεγαλύτερο ποσοστό χλωροφύλλης ενώ τα i, ii και iii κινούνται περίπου στα ίδια επίπεδα µε το iii να προηγείται, το i να ακολουθεί και το ii να είναι λίγο χαµηλότερο. Θα πρέπει να προσθέσουµε ότι το δείγµα iii είχε µακράν τη µεγαλύτερη µάζα υπέργειου τµήµατος των αρτίβλαστων. Τα δείγµατα i και ii βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο ενώ τα ποσοστά του δείγµατος iv είχαν τη µικρότερη µάζα. Από τα παραπάνω συµπεραίνουµε ότι το υπόστρωµα αναπτύξεως iii (µε αναλογία είναι 1 µέρος κατσίγαρος και 2 µέρη περλίτη) ήταν το πιο κατάλληλο περιβάλλον για την ανάπτυξη των αρτίβλαστων µαρουλιού ΑΓΡΟΝΟΜΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΪΟΝΤΟΣ ΣΕ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΚΑΙ ΜΑΚΡΟΣΚΟΠΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Κατά την περίοδο Μάιος Ιούνιος Ιούλιος 2010 πραγµατοποιήθηκε πειραµατική χρησιµοποίηση του προϊόντος «Εδαφοβελτιωτικό Χανίων» µε ευθύνη και έλεγχο του Γεωτεχνικού προσωπικού της Ε.Α.Σ Ρεθύµνης. Σκοπός του εγχειρήµατος ήταν ο µακροσκοπικός έλεγχος των φυτών ως προς την φυσιολογική ή µη ανάπτυξη τους, αλλά και τυχόν θετικές ή αρνητικές επιπτώσεις στην φυσιολογία τους. Τέσσερεις επαγγελµατίες καλλιεργητές κηπευτικών εφοδιαστήκαν το πειραµατικό προϊόν και το χρησιµοποίησαν σε καλλιέργειες τοµάτας, αγγουριού, πεπονιού και καρπουζιού. Επίσης τέσσερεις ερασιτέχνες, πελάτες του καταστήµατος Αγροτικών Εφοδίων της Ένωσης, το εφοδιάστηκαν για κηποτεχνική χρήση. Τα αποτελέσµατα απέδειξαν ότι η χρήση του υλικού δεν δηµιούργησε προβλήµατα. εν παρατηρήθηκαν στοιχεία φυτοτοξικότητας ή τροφοπενίας. Στα κηπευτικά είχαµε 5% αύξηση του µεγέθους των φυτών σε σχέση µε το µάρτυρα. Από τα δεδοµένα συµπεραίνεται ότι το εδαφοβελτιωτικό Χανίων µπορεί να αντικαταστήσει άλλα υποστρώµατα που χρησιµοποιούνται ευρύτατα όπως π.χ. την τύρφη ΣΥΖΗΤΗΣΗ Η διαδικασία της κοµποστοποίησης βιοµετατροπής έλαβε χώρα σε συνθήκες περιβάλλοντος. Χρησιµοποιήθηκε όλος ο κατσίγαρος που προγραµµατίστηκε και τα προστιθέµενα υλικά εκτός του αντιδραστηρίου Fenton και του βιοκαταλύτη ήταν διαθέσιµα στο ελαιουργείο Παράχθηκε ειδικό εδαφοβελτιωτικό του οποίου οι φυσικοχηµικές µετρήσεις έδειξαν ότι είναι ανάλογο µε τα µέσης έως υψηλής προϊόντα κοµποστοποίησης από συνήθεις φυτικές ύλες και γεωργικά υπολείµµατα. Από τις µετρήσεις µεταλλικών στοιχείων δεν φαίνεται να υπάρχει ιδιαίτερος εµπλουτισµός σε κανένα. Τα βασικά θρεπτικά στοιχεία Ν, Ρ, Κ δε βρίσκονται σε ποσότητες αξιοποιήσιµες. Το οργανικό µέρος χαρακτηρίζεται υψηλό και ο βαθµός χουµοποίησης σε µέσα επίπεδα καθώς και η περιεκτικότητα σε χουµικά Τα πειράµατα θρέψεως, αν και σε προκαταρκτικό επίπεδο, έδειξαν ότι δεν υπάρχει φυτοτοξικότητα στο υλικό. Αντίθετα παρουσιάζεται φυτοδιέγερση σε ικανοποιητικό επίπεδο. Όλες οι σχετικές παράµετροι, το ποσοστό φύτρωσης, η συγκέντρωση χλωροφύλλης και το βάρος των υπέργειων τµηµάτων είναι απόλυτα ικανοποιητικές Στο πείραµα στους αγρούς η σύγκριση έγινε µε µάρτυρα στον οποίον είχε προστεθεί κηπουρική τύρφη. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 4.1. Η µέχρι σήµερα διαχείριση των ΥΑΕ είναι περιβαλλοντικά επιβλαβής και υψηλού οικονοµικού κόστους. Εκτός αυτού το 2012 θα καταστεί οριστικά παράνοµη. Η µέθοδος που 7

8 προτείνουµε ανατρέπει όλα τα µέχρι σήµερα δεδοµένα και σε θέµατα περιβάλλοντος και οικονοµικά. Πρόκειται για µέθοδο χαµηλού κόστους επένδυσης και λειτουργίας, µετατρέποντας ένα τοξικό απόβλητο σε εδαφοβελτιωτικό προϊόν (9,10) Το «εδαφοβελτιωτικό Χανίων», φαίνεται να είναι ένα απολύτως ασφαλές προϊόν και θρεπτικό υλικό. Σε σύγκριση µε παρόµοια βρέθηκε να υπερτερεί στον αισθητά µειωµένο χρόνο παραγωγής (4 µήνες σε σχέση µε τους 12 και 18 µήνες για αντίστοιχα υλικά). Σηµειώνεται ότι το κόστος παραγωγής είναι συγκρίσιµο µε ανταγωνιστικά προϊόντα χαµηλής αγρονοµικής αξίας. Ποιοτικά προσεγγίζει την πολύ ακριβότερη τύρφη Κρίσιµη και αποφασιστικής σηµασίας είναι η χρησιµοποίηση του Βιοκαταλύτη. Αποτελεί υλικό καινοτοµικής συνθέσεως το οποίο επιταχύνει σηµαντικά τις βιοχηµικές αντιδράσεις και σταθεροποιεί το χηµικό περιβάλλον του εδαφοβελτιωτικού Αντικείµενο για περαιτέρω επιστηµονική µελέτη µπορεί να αποτελέσει η προσπάθεια χαρακτηρισµού και αποµόνωσης των, περιεχοµένων στα υγρά απόβλητα των ελαιουργείων, πολυφαινολών µε απώτερο στόχο την εµπορική τους εκµετάλλευση σε πλήθος προϊόντων. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Annesini M.C. and F. Gironi, (1991) "Olive oil mill effluent: ageing effect on evaporation behavior", Water Research, 25: International Olive Oil Council, 3. O.Π.Ε.Κ.Ε.Π.Ε., οµοκού 5, Τ.Κ , Αθήνα. 4. Vlyssides A.G., M. Loizidou, K. Gimouhopoulos and A. Zorpas (1998) "Olive oil processing wastes production and their characteristics in relation to olive oil extraction methods", Fresenious Environmental Bulletin, 7: Israilides C.J., A.G. Vlyssides, V.N Mourafeti and G. Karvouni (1997) "Olive oil wastewater treatment with the use of an electrolysis system", Bioresource Technology, 61: Vlyssides A.G., H.N. Loukakis, P.K. Karlis, E.M.P. Barampouti and S.T. Mai (2004) "Olive mill wastewater detoxification by applying ph relatred Fenton s oxidation process", Fresenius Environmental Bulletin, 13: Chassapis K., M. Roulia, E. Vrettou, D. Fili and M. Zervaki (2010) "Biofunctional characteristics of lignite fly ash modified by humates. A new soil conditioner", Bioinorganic Chemistry and Applications, 2010: Article ID , 8 pages. 8. Chassapis K., M. Roulia and G. Nika (2010) "Fe(III)-humate complexes from Megalopolis peaty lignite: A novel eco-friendly fertilizer", Fuel, 89: Χαρτζουλάκης Κ. (2004) "Εφαρµογή των υγρών αποβλήτων ελαιουργείων στο έδαφος των ελαιώνων, µια περιβαλλοντικά αποδεκτή και οικονοµικά εφικτή µέθοδος διαχείρισης", Ελιά και ελαιόλαδο, 38: Οιχαλιώτης Κ. και Γ. Ζερβάκης (1999) "Τα απόβλητα και παραπροϊόντα των ελαιοτριβείων δύο και τριών φάσεων: Μια αξιολόγηση της υφιστάµενης κατάστασης", Ελιά και Ελαιόλαδο, 14: Ευχαριστούµε την εταιρία «Περιβαλλοντική Κρήτης Α.Ε.» και τον κ. Γ. Φαραντάκη για την χρηµατοδότηση της µελέτης καθώς και την κάλυψη των δαπανών παραγωγής. 8