Biomasa na rekultivovaných plochách

Biomasa může sehrát velmi pozitivní roli při provádění biologických rekultivací ukončených skládek odpadů, odkališť popílků nebo výsypek nadložních hornin v těžebních oblastech, a dokonce i při sanacích ploch, povrchově kontaminovaných těžkými kovy. A nejen to. Zároveň pěstování fytomasy (biomasy rostlinného původu) pro energetické účely může představovat optimální způsob využívání těchto jinak problematicky využitelných ploch, a to jak z hlediska ekologického, tak i ekonomického.

A že to není jen plané fantazírování, ale zcela reálná možnost, jak využitím biomasy zefektivnit a zlevnit provedení rekultivačních prací, o tom již existuje hmatatelný důkaz. Tím důkazem je úspěšně ukončený pilotní projekt biologické rekultivace plochy bývalé divoké skládky v Karlových Varech. Za dobu pěti let realizace projektu se z původní divoké skládky výkopků, hlušiny a částečně i stavební suti stala plocha vhodná pro pěstování vysoce výnosných druhů fytomasy, jako slunečnice, konopí setého apod. O zkušenostech z provádění tohoto pilotního projektu bude pojednávat tento článek. A dlužno dodat, že původní představy a následná skutečnost se v mnohém od sebe značně lišily. Ale začněme od začátku.

Základním cílem biologické rekultivace plochy je vytvoření vrchní úrodné orniční vrstvy (půdy), oživené nejen rostlinnými druhy, ale také půdními mikroorganismy a makroorganismy. Toho se při klasickém způsobu rekultivace dociluje navážkou ornice, zpravidla sejmuté na jiných plochách při předchozích terénních úpravách. Mocnost této vrstvy bývá zpravidla 40 až 50 cm. Navážka 4 až 5 tisíc m³ na každý hektar plochy tak znamená velmi vysoké náklady na přepravu. Nedostatek ornice, která ze zákona není prodejným zbožím, se často řeší použitím náhražky, rekultivačním substrátem. To ovšem cenu rekultivace dále zvyšuje. Nutné jsou také další náklady na rozhrnutí navezeného substrátu a následné srovnání terénu.

Pilotní projekt řešil problém biologické rekultivace zcela jinak. Ornice se na technicky zrekultivovanou plochu odnikud nenavážela, ale jednoduše se přímo na ní „vyráběla“ metodou in situ. Základ pro postupně vznikající ornici, odborník by to nazval minerálním podílem, tvořila mrtvá hlušina, tedy de facto horní část vrstvy z technické rekultivace. Tuto vrstvu hlušiny bylo ovšem nutné nejdříve zbavit velkých kamenů a teprve následně bylo možné začít do ní přidávat organický podíl. Právě přítomnost organiky má největší zásluhu na přetváření neživé minerální hmoty v úrodnou prsť.

Organickým podílem, který do neživé plochy postupně vdechoval stále intenzívnější život jak v podobě flóry tak i půdní fauny, byly stabilizované kaly z komunální čistírny odpadních vod. Kaly obsahují asi padesát procent organických látek v sušině, takže jsou vlastně padesátiprocentní biomasou. Po rozprostření kalů na ploše, jejich zaorání a smykování již zapůsobila matka příroda a zasela směsku, v níž nechybělo zastoupení ani tak kulturních plodin, jako jsou rajčata. V létě před vysemeněním byl divoký porost mulčován a tato již vypěstovaná podrcená fytomasa byla dále doplněna další vrstvou kalů a znovu zaorána.

Po několika takovýchto cyklech již mohlo být přistoupeno k ověřovacímu zasetí kulturních rostlin, poněvadž půda již vykazovala všechny znaky kvalitní ornice, včetně hojné populace žížal. Byly zde zasety zkušební plodiny, a to dvě odrůdy kukuřice, slunečnice, konopí seté, laskavec, sléz kadeřavý a šťovík krmný. Za zmínku stojí uvést, že například výška porostu konopí setého dosáhla výšky 2,3 m a slunečnice 1,7 m, což lze shlédnout na přiložené fotografii.

Současně s úspěšně probíhající biologickou rekultivací jsme souběžně prováděli test fytoremediačních vlastností zasetých plodin, což znamená schopností rostlin vstřebat do svých tkání některé těžké kovy, a tím snížit jejich původní obsah v půdě. Problémem těchto ověřovacích pokusů se zasetými plodinami se ukázala být nikoliv příroda, ale vandalství člověka. Právě díky polnímu pychu vandalů, kteří těsně před předpokládaným odběrem vzorků rostlin všechny zkušební rostliny zcizili, nemohl být test vyhodnocen. Tyto ověřovací pokusy byly ukončeny poté, když i v následujícím roce byla část vysetých rostlin zcizena již ve stadiu sazenic a část zlikvidovali hraboši.

Využitím remediačních vlastností rostlin lze bez ekologického rizika odstraňovat ze znečištěných pozemků těžké kovy. Také lze cíleně pěstovanými druhy rostlin eliminovat určité množství těžkých kovů obsažených v čistírenských kalech, výhodně použitých jako hnojivo právě při pěstování fytomasy pro energetické účely. Přesná znalost mechanizmu a zejména nutných podmínek pro absorbování těžkých kovů jednotlivými druhy rostlin by umožnila vyřešit problém kam s takovými čistírenskými kaly, které jen lehce nebo jen v jediném ukazateli překračují limity znečištění, které by jinak ještě umožňovalo jejich použití pro zemědělské účely a potravinářskou produkci.

Největším problémem ověřovaného způsobu biologické rekultivace způsobem postupného vytváření orniční vrstvy z hlušiny přímo na ploše a také následného pěstování fytomasy se ukázala být veškerá manipulace s kaly. Přestože jsou odvodněné kaly poměrně sypké, obsahují pořád cca 80 % vody. To způsobuje jejich tvarohovitou konzistenci. Pro vytvoření optimální stejnoměrné vrstvy kalů na celé ploše byly v průběhu rekultivačních prací vyzkoušeny nejrůznější mechanizační prostředky, běžně používané v zemědělství a při terénních úpravách a zemních pracích, jako rozmetadla hnoje, buldozery, univerzální dokončovací stroj, hydraulické nakladače i pásové bagry. Žádné z nich však nesplňovaly moje představy o výkonnosti, kultuře práce i ekonomické efektivitě. Proto byl nakonec vyvinut a funkčně odzkoušen speciální rozprostírací stroj, umožňující provádět jediným pracovníkem nakládku kalů z deponie, jejich převoz po ploše i následné postupné rozprostírání kalů v přesně nastavitelné tloušťce.

Realizovaný pilotní projekt prokázal, že lze účelně a zároveň efektivně v mnoha oblastech využívat možnosti, které pěstování fytomasy pro energetické i jiné technické účely nabízí s velkými výhodami právě na rekultivovaných plochách. O tom možná přesvědčí asi ta nejzajímavější informace: celkové náklady na realizaci biologické rekultivace plochy podle pilotního projektu byly pro vlastníka rekultivovaného pozemku nulové, protože veškeré práce byly uhrazeny z poplatků inkasovaných za ekologickou likvidaci čistírenských kalů.

Přiložené obrázky zobrazují stav plochy skládky před rekultivací, manipulaci s kaly, setí zkušebních plodin, zkušební porost a stav skládky po ukončené rekultivaci.

Vznik tohoto článku umožnil grant Nadace Sluníčko číslo 5/03.

Obr. 2: Manipulace s kaly
Obr. 3: Manipulace s kaly
Obr. 4: Setí zkušebních plodin
Obr. 5: Zkušební porost
Obr. 6: Stav skládky po ukončené rekultivaci

Tweet

Odpadové hospodářství: Pozitivní trendy a výzvy do budoucna

Novinky z Prodevalu: zkapalňování CO2, Valopur DFM a nová výrobní linka na jihu Francie

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky