Jak účinné jsou domácí kompostéry? Výsledky osmnáctiměsíčního experimentu.

Souhrn

Cílem předkládané studie bylo ověřit efektivitu kompostování vhodného materiálu vytříděného ze SKO, produkovaného ve čtyřech typových lokalitách sídelní zástavby v Olomouci. Východiskem pro takto navržený experiment byl předpoklad odlišného složení kompostovatelné frakce SKO během roku a zároveň očekávané rozdíly mezi odpadem, produkovaným v různých typech zástavby. Experimentální kompostování probíhalo v běžně dostupném typu domácího kompostéru.

Po 18 měsících bezzásahově probíhajícího kompostování byl experiment ukončen, a dále byla hodnocena efektivita procesu, vyjádřená redukcí objemu a hmotnosti původní vsádky materiálu. Vlivem aerobní respirace a mineralizace organického materiálu během degradační sukcese mikrobiálních společenstev, podílejících se na procesu rozkladu a zpětné resyntézy, došlo k redukci hmotnosti v průměru o 76,2 %, v případě objemové redukce bylo dosaženo ještě vyšších hodnot – průměrně 79,9 %. Rozdíly v objemové a hmotnostní redukci mezi jednotlivými sledovanými lokalitami nebyly v dlouhodobém měřítku významné.

Vedle kvantitativních změn byly po ukončení experimentu sledovány chemické parametry výstupního substrátu. Z hlediska fyzikálně-chemických vlastností, obsahu nutrientů i toxických kovů byl vzniklý kompost vhodný k aplikaci na plochy pro pěstování zemědělských plodin určených pro přímý konzum.

Pokusně byl založen rovněž kompostér s podsítnou frakcí, vytříděnou z SKO, zahrnující všechny částice komunálního odpadu menší než 20 mm. Experiment kompostování podsítné frakce byl založen zejména s ohledem na významné zastoupení kompostovatelných složek v materiálu „prosevu“. Výsledky nicméně jednoznačně dokládají, že je tento materiál nevhodný ke kompostování, jak z důvodu nízké redukce objemu, tak i pro vyšší koncentrace toxických kovů, z nichž kadmium bylo obsaženo v koncentracích překračujících limitní hodnoty příslušných legislativních norem.

Úvod

Značnou část směsného komunálního odpadu tvoří biologicky rozložitelná frakce (dále BRKO), tedy i kompostovatelné materiály. Dle prognóz zastoupení této složky dále poroste¹. Jedním z mála nabízejících se řešení nakládání s biodegradabilními odpady je kompostování, a to v libovolném měřítku (komunitní kompostárny vers. domácí kompostéry). Předkládaná studie shrnuje výsledky experimentálního kompostování biologicky rozložitelné frakce, vytříděné z komunálního odpadu, vyprodukovaného domácnostmi lokalizovanými ve čtyřech odlišných typech sídelní zástavby v Olomouci. Čtyři definované typy jsou reprezentovány:

1. sídlištní panelovou zástavbou
2. vilovou zástavbou
3. starou zástavbou historického jádra města
4. vesnickou zástavbou

Východiskem pro rozlišení uvedených čtyř typů zástavby byl předpoklad odlišného složení BRKO v odlišných typech zástavby, a tím i odlišnými parametry vstupního materiálu pro kompostování. Ústředním cílem bylo ověřit efektivitu kompostování v komerčně dostupném typu domácího kompostéru. Efektivita kompostovacího procesu byla definována z praktického hlediska jako objemová a hmotnostní redukce produktu ve srovnání s vkládaným materiálem, vyhodnocení zahrnuje také chemické složení výsledného substrátu. Uvedené indikátory jsme zvolili s ohledem na potřeby běžného uživatele domácího kompostéru, který dle výsledků předběžného screeningu potřebuje vědět, jaké množství rostlinných zbytků lze během roku umístit do kompostéru definovaného objemu, při alespoň přibližně pravidelných vsádkách, resp. jak velký kompostér si vlastně pořídit. Z důvodů cíleného napodobení chování běžného uživatele komerčních kompostérů nebylo do kompostovacího procesu probíhajícího v jednotlivých kompostérech nijak zasahováno.

Mimo experimentálního kompostování vhodného materiálu, vytříděného ze směsného komunálního odpadu (dále SKO) z výše uvedených čtyř lokalit byl založen pokus kompostování směsné podsítné frakce komunálního odpadu, jež obsahovala velké množství biodegradabilních složek.

Experimentální část

Práce shrnuje poznatky získané po ukončení osmnáctiměsíčního experimentálního kompostování. S měsíční periodou byl prováděn rozbor SKO ze čtyř zájmových oblastí odlišných strukturou sídelní zástavby. Hmotnost každého vzorku byla nejméně 1000 kg, metodou náhodného vzorkování bylo odebráno vždy 200 kg materiálu, jež bylo následně vytříděno do jednotlivých frakcí dle použité metodiky². Na lokalitě, reprezentující sídlištní typ zástavby (kompostér 2), byl prováděn odběr a rozbor vzorků dvakrát, oproti jednomu měsíčnímu odběru z ostatních tří lokalit. Toto schéma bylo zvoleno z důvodů snahy o zjištění případných rozdílů ve složení produkovaného odpadu po víkendu a přes běžný pracovní týden. Srovnání umožňovala pouze sídlištní zástavba, kde svoz SKO probíhá pravidelně dvakrát týdně na rozdíl od ostatních sledovaných lokalit.

Zájmové složky – kompostovatelný materiál a podsítná frakce (síto o průměru ok 20 mm) – byly přesně zváženy a byl odhadnut jejich předpokládaný objem (odhad pomocí grafického měřítka na příslušné nádobě, přesnost + 2l). Materiál byl před umístěním do kompostérů zjednodušeným způsobem homogenizován (manuální rozmělnění objemnějších částí dužnatého ovoce na částice o průměru cca. 5 cm, resp. drcení dřevnatých složek drtičem Bosch řady Rapid AXT 2200). Pro experiment bylo s ohledem na nároky běžného uživatele pořízeno 5 ks velkoobjemových kompostérů (700 dm³) kónického tvaru se zúžením směrem k vrcholu, vyrobených z recyklovaných plastů, perforované konstrukce, opatřených uzavíratelným poklopem a volně komunikujících s povrchem půdy. Obsah nádob nebyl v průběhu kompostování nijak ošetřován (překopávání, vlhčení). Design pokusu byl navržen uvedeným způsobem za účelem modelace chování běžného uživatele, jež bylo ověřeno předběžným screeningem.

Materiál byl do kompostérů umisťován pravidelně s měsíční periodou, a to v období od září 2008 do října 2009, poté byly vsádky z kapacitních důvodů ukončeny. Celkem byl do kompostérů vsazen materiál ze 14 proběhnuvších rozborů.

Průběh kompostování byl pravidelně monitorován, po uzavření předem definovaného cyklu 18 měsíců byl experiment ukončen. Následně byl proveden kvalitativní a kvantitativní rozbor výsledného substrátu. Po úvodní fotodokumentaci a změření mocnosti vrstev nerozloženého materiálu po stranách kompostérů byla odděleně zvážena nerozložená část materiálu a hotový kompost v každé z nádob, stejně tak byl proveden výpočet objemu uvedených složek pro každý kompostér. Následovalo srovnání s údaji, zaznamenávanými při každém dni „třídění“. Uvedeným způsobem jsme získali informaci o hmotnostní a objemové redukci materiálu během kompostování.

Na závěr byly provedeny analýzy hotového kompostu z hlediska zastoupení hlavního nutrientu - dusíku, poměru C:N, pH, vlhkosti, homogenity výsledného substrátu, proporce nerozložitelných částic a množství obsaženého oxidovatelného uhlíku (spalitelnost) podle ČSN 465735. Vzhledem k delší době zdržení kompostovatelné složky v sběrných nádobách na komunální odpad, ve kterém byly často zastoupeny i nebezpečné složky (např. monočlánky, aj. baterie), byly provedeny také analýzy obsahu toxických kovů ve výsledném kompostu metodou AAS. Jako referenční hodnoty byly použity obsahy jednotlivých toxických kovů v zemědělské půdě poblíž plochy experimentálního kompostování.

Uvedené rozbory byly provedeny také na podsítné frakci, jež byla po vytřídění ze směsného komunálního odpadu ukládána do samostatného kompostéru. Důvodem byl především vysoký podíl biologicky rozložitelných částic, tedy materiálu potenciálně dále využitelného. Cílem bylo posoudit možnosti dalšího využití podsítné frakce podle výsledků jejího experimentálního kompostování.

Výsledky a diskuse

Hmotnostní a objemové změny

Podstatou kompostování je částečný rozklad složitých organických látek na konečné anaerobní produkty za současné resyntézy humusových látek. Ačkoliv pozornost bývá zpravidla soustředěna na finální produkt v podobě kvalitního humusu, větší objem organického substrátu je „prodýchán“ v metabolismu mikroorganismů, ze kterého vystupuje převážně v podobě odpadního tepla a uvolňujícího se CO₂. Zjistit kolik procent celkového objemu či hmotnosti původní vsádky je spotřebováno v procesech respirace a mineralizace, případně zda a jak se tyto hodnoty mění v závislosti na struktuře vloženého materiálu, bylo ústředním cílem této části projektu.

Od vsazení posledního vzorku BRKO do kvantitativních analýz uběhla doba cca. 6 měsíců, přičemž materiál byl do kompostérů vkládán od 15. 9. 2008 do 15. 10. 2009.

Po skončení experimentu bylo v prvé řadě zjištěno poměrné zastoupení vyzrálého kompostu a nezkompostovaného materiálu v každém kompostéru. Obě složky byly přesně zváženy, zaznamenány byly také jejich proporce objemu.

Na základě kvantitativního rozboru obsahu kompostérů po uplynutí doby experimentálního kompostování bylo zjištěno, že BRKO bylo zkompostováno průměrně pouze ze 49,3 objemových % aktuálního obsahu jednotlivých kompostérů. Nerozložený, převážně vysušený BRKO tedy objemově mírně překročil v průměru polovinu veškerého obsahu v každém z kompostérů (viz Obrázek 1).

Komplementární částí k zjištění proporce objemového zastoupení hotového kompostu a nerozloženého BRKO v kompostérech po ukončení experimentu bylo zjištění hmotnostních poměrů obou složek (viz Obrázek 2 a Tabulka 2). Z hlediska aktuální hmotnosti obou složek v kompostérech výrazně převažoval hotový kompost s průměrnou hodnotou 79,2 % celkové hmotnosti obsahu kompostéru. Nerozložený BRKO tedy představoval průměrně pouze 20,8 % hmotnosti obsahu kompostérů. Výrazně odlišné hmotnostní poměry obsahu oproti ostatním třem kompostérům vykazoval kompostér 1, obsahující materiál z historické zástavby centra města. Zatímco ve třech dalších kompostérech dosahovala resp.překračovala hmotnost hotového kompostu 80% celkové hmotnosti obsahu nádoby, v tomto kompostéru tvořil hotový kompost pouhých 61,4% celkové hmotnosti. Tuto odchylku lze vysvětlit výrazně odlišným složením BRKO z městského centra, jež pravidelně obsahoval velké množství cibulových slupek resp. zbytků nakrájené cibule a krouhaného zelí, tedy zeleninu používanou v restauračních zařízeních typu fast-food. Uvedené složky podléhají dle zkušeností autorů biologickému rozkladu obtížněji než materiál, běžně zastoupený v BRKO z domácností (zbytky ostatní zeleniny, dužnatého ovoce, posečená tráva apod.³).

Na základě výše uvedených hodnot zůstatkových hmotností a objemů materiálu v kompostérech po ukončení pokusu bylo možno stanovit celkovou objemovou a hmotnostní redukci materiálu. Ta byla zjištěna srovnáním změřených objemů, resp. hmotností výsledných substrátů z jednotlivých kompostérů s původními vstupními hodnotami kompostovatelné frakce, sečtenými ze všech 14 termínů analýz složení SKO.

Z výpočtů je zřejmé, že objemová ztráta původního vloženého BRKO do kompostéru ve vztahu k výslednému produktu je v průměru 79,9 %. Jestliže ale z výpočtů odstraníme patřičný podíl dosud nerozloženého BRKO (odečtením příslušného objemu nerozloženého BRKO ze vstupu i výstupu), dosáhneme výsledného průměrného snížení objemu 89,3 %.

Srovnání celkových objemových redukcí materiálu z jednotlivých sledovaných oblastí nepřináší výrazně odlišné výsledky (viz Tabulka 1), zatímco výsledky rozboru aktuálního poměru kompostu a nezkompostovaného BRKO v jednotlivých kompostérech po ukončení experimentu se liší (viz Obrázek 1). To však lze interpretovat jako aktuální odlišnosti ve struktuře přidávaného BRKO z jednotlivých oblastí. Nerozložené BRKO reprezentuje s vysokou pravděpodobností materiál několika posledních vsádek. V širším kontextu je nutno považovat za reprezentativní výsledky dlouhodobé (tedy v zásadě podobnou objemovou redukci materiálu (viz Tabulka 1)).

Dosažené vysoké hodnoty cca. 80 % redukce objemu ve srovnání s aktuálními publikacemi zahraničních autorů^4,5 lze interpretovat jednak jako logický důsledek délky experimentu, jednak jako funkci chemické struktury vsazeného materiálu. Velkou část kompostované hmoty tvořily zbytky dužnatých plodů, zeleniny, posečená tráva aj., jež jsou z velké části složeny z jednodušších sacharidů, snadno podléhajících mikrobiálnímu rozkladu⁶.

Tabulka 1: Objemové poměry v jednotlivých kompostérech: proporce vsazeného materiálu a výsledného substrátu

Lokalita	původní objem veškerého BRKO vloženého do kompostéru (l)	objem vyzrálého kompostu (l)	objem nerozloženého BRKO (l)	celkový objem materiálu v kompostéru (l)	celkové ztráty objemu (%)	podíl celkového zůstatku objemu (%)	ztráty objemu bez nerozložené části BRKO (%)	podíl zůstatku objemu kompostu bez nerozložené části BRKO (%)
zástavba v centru	1110,0	125,3	117,7	243,0	78,1	21,9	87,4	12,6
sídlištní zástavba	3315,0	304,5	205,5	510,0	84,6	15,4	90,2	9,8
vesnická zástavba	1650,0	162,7	206,3	369,0	77,6	22,4	88,7	11,3
vilková zástavba	1550,0	123,8	195,2	319,0	79,4	20,6	90,9	9,1

Pozn.: u lokality „sídlištní zástavba“ je výrazně větší objem vsádky dán dvěma termíny analýz během jednoho měsíčního cyklu oproti ostatním lokalitám

Komplementárně ke změnám objemovým, jejichž znalost je stěžejní pro běžného uživatele kompostéru, byly stejným způsobem vyhodnoceny také hmotnostní změny. Z výpočtů je zřejmé, že celkové hmotnostní změny původního vloženého BRKO do kompostéru a výsledného produktu jsou v průměru 76,2 %. Při odečtení hmotnosti nerozložené části obsahu kompostérů od celkové hmotnosti BRKO, vloženého do kompostérů během 14-ti vsádek, jsme získali výslednou hmotnostní změnu v průměru 79,6 % (viz Tabulka 2).

Tabulka 2: Hmotnostní poměry v jednotlivých kompostérech: proporce vsazeného materiálu a výsledného substrátu

lokalita	původní hmotnost veškerého BRKO vloženého do kompostéru (kg)	hmotnost vyzrálého kompostu (kg)	hmotnost nezkompostovaného BRKO (kg)	celková hmotnost materiálu v kompostéru (kg)	celkové ztráty hmotnosti (%)	podíl celkového zůstatku hmotnosti (%)	ztráty hmotnosti bez nerozložené části BRKO (%)	podíl zůstatku hmotnosti kompostu bez nerozložené části BRKO (%)
zástavba v centru	345,20	23,35	14,70	38,10	89,00	11,00	92,90	7,10
sídlištní zástavba	1022,95	222,00	26,45	248,50	75,70	24,30	77,70	22,30
vesnická zástavba	453,25	108,50	17,80	126,30	72,10	27,90	75,10	24,90
vilková zástavba	484,20	123,95	31,00	155,00	68,00	32,00	72,70	27,30

Pozn.: u lokality „sídlištní zástavba“ je výrazně větší hmotnost vsádky dána dvěma termíny analýz během jednoho měsíčního cyklu oproti ostatním lokalitám

Neméně vypovídajícím výsledkem, než je průměrná hmotnostní redukce materiálu, je poměr hmotnosti celkově vsazeného BRKO a hmotnosti vyzrálého kompostu v jednotlivých kompostérech. Zatímco u ostatních tří nádob se tento poměr pohybuje mezi cca 4-5:1, výrazně odlišný je poměr u materiálu z centra města. Zde dosahuje hodnoty 15:1, což lze podle našeho názoru interpretovat jako:

a) výraznou převahu disimilačních procesů, nad procesy zpětné resyntézy, většinu hmotnostní ztráty by bylo nutno přičíst na vrub metabolismu mikroorganismů termické fáze kompostování, při kterém dochází k intenzívnímu uvolňování CO₂

b) ztrátu hmotnosti v důsledku vysoušení původně vlhčího materiálu, než tomu bylo u ostatních kompostérů. Vlhkost nehomogenního materiálu, jež byl umisťován do kompostérů, však nebylo možné adekvátně změřit, jediným vodítkem tak může být vlhkost výsledného kompostu, jež však v případě z centra města dosáhla průměrné hodnoty 58,49 % (viz níže v textu).

Souhrnným srovnáním hmotnostních a objemových změn jsme získali ucelený pohled na celkovou účinnost vybraného typu kompostéru ve smyslu kvantitativní redukce vloženého materiálu.

Kvantitativní objemové změny podsítné frakce, deponované v pátém kompostéru, dosáhly při srovnání se skutečnými komposty výrazně nižších hodnot. Objemová ztráta činila pouhých 52,0 % původního objemu, což lze interpretovat jako důsledek velkého množství popelovin a dalších nerozložitelných částic. Významnou roli však sehrála také celkově nižší vlhkost podsítné frakce, jež pravděpodobně zamezila dokonalému mikrobiálnímu rozkladu všech biodegradabilních částic, obsažených v materiálu „prosevu“. Tomu nasvědčuje i průběh kompostovacího procesu s velmi rychlým nástupem termické fáze, jež probíhala v kompostéru s podsítnou frakcí zpočátku velmi intenzívně, ale velmi rychle také odezněla⁷. Popsaný průběh lze vysvětlit velkou aktivní plochou drobných částic prosevu, jež umožňuje rychlou kolonizaci a rozvoj mikrobiálních společenstev, dokud nepominou příznivé vlhkostní podmínky. Rychlý průběh fáze aktivního rozkladu velmi dobře koresponduje s rychlejším prosycháním podsítné frakce, oproti často velmi vlhkému substrátu vkládanému do ostatních kompostérů.

Vzhledem k tomu, že u prosevu nebylo možno odděleně hodnotit zkompostovanou část od nerozložené frakce, není tato složka zahrnuta do výše uvedených grafů a tabulek.

Vliv expozice ke světovým stranám

Jak bylo uvedeno výše, materiál v kompostérech nebyl v průběhu experimentu nijak ošetřován. Absence překopávání a provzdušňování substrátu vedla k nehomogennímu kompostování, kdy se zejména v horních vrstvách projevovalo nadměrné prosychání materiálu. Mimo nezkompostovaného materiálu svrchní vrstvy se vytvořily vrstvy s nerozloženým BRKO také po stranách kompostéru. Boční vnější vrstvy kompostu byly proschlé vlivem nadměrného provzdušnění perforovanou stěnou kompostérů. Průměrná mocnost vrstvy nerozloženého BRKO po stranách kompostérů byla přibližně 9,1 cm, zajímavější informace ale nabízí srovnání konkrétních hodnot, naměřených pro jednotlivé kompostéry, resp. jejich stěny podle orientace ke světovým stranám (viz Tabulka 3).

Tabulka 3: Mocnost vrstvy nerozloženého BRKO po stranách kompostérů v závislosti na expozici ke světovým stranám

Lokalita	jižní strana (cm)	východní strana (cm)	severní strana (cm)	západní strana (cm)	průměrně (cm)
centrum města	13,00	10,00	6,00	10,00	9,75
sídlištní zástavba	15,00	7,00	4,00	8,00	8,50
vesnická zástavba	16,00	9,00	2,00	10,00	9,25
vilková zástavba	15,00	8,00	3,00	9,00	8,75
průměrně (cm)	14,75	8,50	3,75	9,25	9,06

Faktor expozice ke světovým stranám velmi dobře korespondoval s množstvím (délkou a intenzitou) slunečního osvitu. Z uvedených hodnot je patrné, že jižně exponované části kompostérů vykazovaly v průměru cca čtyřnásobně větší mocnost nezkompostované vrstvy materiálu uloženého podél „jižní“ stěny v porovnání se stěnou „severní“ (viz Tabulka 3). Vliv odlišného složení BRKO ze čtyř sledovaných lokalit se v tomto případě jevil jako zanedbatelný. Velmi strmý gradient mezi kompostem a nerozloženým BRKO, který umožnil přesné změření mocnosti proschlých okrajových vrstev materiálu dokumentuje Obrázek 3.

Chemické analýzy výsledného substrátu

Základní kritéria pro hodnocení kompostů využitelných k aplikaci na půdy jsou uvedeny v ČSN 465735 „Průmyslové komposty“ a ve vyhlášce č. 341/2008 Sb. Obě uvedené direktivy však hodnotí pouze průmyslově vyráběné komposty a výstupy ze zařízení k využívání bioodpadů, z nichž jako nejmenší jsou brána „malá zařízení“ ve smyslu § 33b zákona o odpadech. Ani komunitní kompostárny podle § 14 zmíněného zákona nejsou zařízení k nakládání s odpady, proto vyhláška č. 341/2008 Sb. požadavky na jejich provoz nestanoví. Produkty z individuálního kompostování BRKO v domácích kompostérech pak můžeme hodnotit podle kritérií ve jmenované ČSN a vyhlášce pouze orientačně (viz Tabulka 4).

Tabulka 4: Výsledky analýz kompostů a prosevu

	zástavba v centru města	sídlištní zástavba	vesnická zástavba	vilková zástavba	prosev	ČSN 465735	Vyhláška 341/2008
nerozložitelné příměsi (%)	20,61	20,66	22,46	22,31	43,76	max. 2,0	max. 2,0
homogenita celku max. (%)	0,9	1,0	1,2	1,3	20,6	max. cca 30	-
vlhkost (% hm.)	58,79	71,32	60,86	56,44	24,23	40 až 65	40 až 65
spalitelnost (% hm.)	43,24	53,01	38,17	35,06	36,29	min. 25	min. 25
pH	7,62	8,86	8,04	7,71	8,98	6 až 8,5	6 až 8,5
celkový N (%)	1,84	1,19	1,1	1,07	1,75	min. 0,6	-
hodnota C:N	11,73	22,2	17,33	16,43	10,34	max. 30	min. 20 max. 30
obsah P (mg/kg)	5920	6220	4660	3430	4220	-	-

Pozn.: Proznačené hodnoty překračují limity ČSN 465735 nebo vyhlášky č. 341/2008 Sb., hodnoty jsou uvedeny v přepočtu na vysušený vzorek. Rozdílem mezi oběma regulativy je pouze dolní limitní hodnota pro poměr C:N, kterou stanoví vyhláška 341/2008 Sb.

Vzhledem k tomu, že zakládané komposty nebyly zpracovávány mechanicky s kontrolovanými a optimalizovanými vstupy jako komposty průmyslové, jsou všechny získané výsledky a srovnání s ČSN 465735 a vyhláškou č. 341/2008 Sb. pouze orientační.

• Nerozložitelné příměsi – všechny komposty vykazují významně větší procentuální obsah nerozložitelných příměsí, než povoluje norma i vyhláška. Tato skutečnost plně odpovídá způsobu a materiálu vsádek do kompostéru a jeho dalšího zpracování. Obsah nerozložitelných příměsí v prosevu je podle očekávání ještě vyšší (dvojnásobně) ve srovnání s ostatními komposty.
• Homogenita celku – všechny vzorky odpovídaly požadované homogenitě, nejméně homogenní byl vzorek prosevu.
• Vlhkost – kompost ze sídlištní zástavby překračoval kritérium nejvyšší vlhkosti, což mohlo být způsobeno vysokými obsahy zbytků zeleniny a ovoce ve vsádkách. Vzorek prosevu naopak nedosáhl ani minima vlhkosti z důvodu značného obsahu prašných částic a popelovin. Ostatní vzorky splňovaly limitní kriteria.
• Spalitelnost – všechny vzorky splňovaly limitní kriteria.
• pH – kompost ze sídlištní zástavby a vzorek kompostu překračovaly limitní hodnotu pH. Zatímco u prosevu jsme zvýšenou alkalitu očekávali (vysoký podíl alkalických popelovin), u kompostu ze sídlištní zástavby tato skutečnost nejspíš souvisí se zvýšenou vlhkostí, tedy převládajícími anaerobními procesy v hlubších vrstvách7 za vzniku amoniaku a hydroxidu amonného, který mohl výsledné pH ovlivnit. Ostatní komposty odpovídaly normě.
• Celkový dusík – všechny vzorky odpovídaly požadovaným obsahům.
• Hodnota C:N – toto kritérium podle vyhlášky č. 341/2008 Sb. splňoval pouze kompost ze sídlištní zástavby, ostatní vzorky včetně prosevu obsahovaly menší množství uhlíku než je optimální pro vyvážený poměr s dusíkem. Výsledek odpovídá nízkému obsahu dřevní hmoty a suchého materiálu v kompostových vsádkách, zaznamenanému při pravidelných rozborech SKO ve frakci vhodné ke kompostování.
• Obsah fosforu – není součástí ČSN 465735 ani vyhlášky č. 341/2008 Sb. Analýza obsahu fosforu byla zařazena pro doplnění rámcové chemické charakteristiky vzniklých kompostů, resp. výstupního materiálu kompostování podsítné frakce. Všechny vzorky obsahují relativně vysoké množství zásobního, potenciálně využitelného fosforu.

Jakostní znaky a nejvyšší přípustná množství sledovaných látek v průmyslovém kompostu podle ČSN 465735 a limitní koncentrace vybraných rizikových látek a prvků dle vyhlášky č. 341/2008 Sb. mohou sloužit jako kriteria pro využití kompostů. Podle obsahu rizikových látek a prvků se dle ČSN dělí komposty na:

1. kompost třídy I - je pro půdu zcela nezávadný a může se na půdu aplikovat jednou za tři roky
2. kompost třídy II - nesmí být aplikován na půdy s výměnnou reakcí nižší než pH 6,0 a na půdy, kde se pěstují plodiny pro přímý konzum, jeho nejvyšší přípustná dávka je 20 t sušiny na hektar jednou za tři roky

Podle limitních koncentrací vybraných rizikových látek a prvků dle vyhlášky č. 341/2008 Sb. jsou komposty rozděleny do tří tříd:

1. kompost třídy I - určen pro využití na povrchu terénu užívaného nebo určeného pro zeleň u sportovních a rekreačních zařízení včetně těchto zařízení v obytných zónách
2. kompost třídy II - je určen pro využití na povrchu terénu užívaného nebo určeného pro městskou zeleň, zeleň parků a lesoparků, pro využití při vytváření rekultivačních vrstev na území průmyslových zón
3. kompost třídy III - je určen pro využití na povrchu terénu vytvářeného rekultivačními vrstvami zabezpečených skládek odpadů

Pokusně kompostovaný materiál pocházel ze SKO, ze kterého byl vytřízen po několikadenním, resp. až dvoutýdenním období (viz svoz SKO v modelové lokalitě vesnické zástavby a vilové čtvrti probíhá pouze jedenkrát za 14 dní). SKO zároveň obsahoval některé složky, z nichž potenciálně mohlo dojít k vyluhování toxických kovů (baterie, monočlánky aj.). Z uvedených důvodů byly výsledné substráty po uplynutí 18 měsíců experimentu analyzovány na obsah toxických kovů. Zároveň byly z důvodů případného vyluhování těchto látek provedeny analýzy zeminy pod jednotlivými kompostéry. Jako referenční vzorek sloužila zemina odebraná metodou náhodného vzorkování s následnou kvartací zpod trvalého travního porostu nedaleko místa expozice kompostérů. Uvedené hodnoty obsahu toxických kovů (viz Tabulka 7) tohoto srovnávacího vzorku jsou průměrem ze čtyř provedených analýz.

Tabulka 7: Výsledky analýz na obsahy sledovaných kovů

	K1	K2	K3	K4	P	PK1	PK2	PK3	PK4	PM	PP	ČSN		Vyhláška
												465 735		č. 341/2008 Sb.
												I	II	I	II	III
Cd [mg/kg]	<0,5	<0,5	0,8	<0,5	4,2	<0,5	<0,5	<0,5	<0,5	<0,5	<0,5	2	4	2	3	4
Cr [mg/kg]	19,6	19,8	33,4	34,3	52,5	38,5	38,2	34,7	39,1	43,3	43,2	100	300	100	250	300
Cu [mg/kg]	16,7	15,5	28,1	28,0	92,1	13,0	12,5	12,7	12,0	11,2	18,2	100	400	170	400	500
Ni [mg/kg]	5,6	8,0	13,5	12,4	21,3	14,6	14,7	14,3	13,6	13,3	13,7	50	70	65	100	120
Pb [mg/kg]	8,0	3,6	17,1	10,9	54,6	9,9	11,7	8,0	13,3	7,6	14,9	100	300	200	300	400
Zn [mg/kg]	81,3	71,8	187,9	113,5	272,4	74,2	76,8	60,5	60,2	59,5	185,8	300	600	500	1200	1500

Pozn.: K1 – kompost 1 (historické centrum), K2 – kompost 2 (sídliště), K3 – kompost 3 (vesnice), K4 – kompost 4 (vilová čtvrť), P – podsítná frakce, PK1 – půda pod kompostérem 1, PK2 – půda pod kompostérem 2, PK3 – půda pod kompostérem 3, PK4 – půda pod kompostérem 4, PM – půda mimo kompostéry, PP – půda pod kompostérem s podsítnou frakcí

Z chemických analýz na obsahy vybraných těžkých kovů vyplývá, že všechny komposty ve sledovaných kritériích splňují výše uvedenou normu i vyhlášku pro kompost třídy I. Z výsledků jsou patrné zvýšené obsahy všech sledovaných kovů v lokalitách vesnická zástavba (K3) a vilková zástavba (K4) odkud je SKO svážen s čtrnáctidenní periodou. Tato delší svozová perioda a tedy i delší kontakt kompostovatelného BRO s ostatním odpadem, výrazně ovlivňuje jeho kontaminaci těžkými kovy. Nejvyšší koncentrace sledovaných kovů byly podle očekávání v prosevu, obsah Cd zde dokonce překročil limity ČSN465 735 i Vyhlášky č. 341/2008 Sb.

Koncentrace kovů v půdě pod kompostéry nebyly výrazně ovlivněny průsakem, pouze pod kompostérem s prosevem (vzorek PP) byly zjištěny vyšší koncentrace Cr a Zn ve srovnání s kontrolou PM a ostatními vzorky.

Závěr

V rámci předkládané studie jsme se zabývali efektivitou kompostování v běžně dostupných domácích kompostérech a kvalitou výsledného kompostu z hlediska chemického složení substrátu. SKO ze čtyř typových lokalit odlišného charakteru sídelní zástavby Olomouce byl tříděn a po dobu 14 měsíců byl vhodný materiál z frakce BRKO ukládán do vybraného typu domácích kompostérů, než byly vsádky z kapacitních důvodů ukončeny.

Během pokusu nebylo nikterak zasahováno do procesu kompostování s cílem maximálně napodobit chování běžného uživatele. Po uplynutí doby 18 měsíců od počátku experimentu byly kompostéry rozebrány, byl proveden rozbor jejich obsahu a stanovena efektivita kompostovacího procesu pomocí vyčíslení poměru hmotnosti a objemu materiálu vsazeného během experimentu a výsledného produktu. Na základě srovnání vstupních a výstupních dat tak lze stanovit efektivitu kompostování pomocí redukce objemu a hmotnosti průběžně dodávaného kompostovatelného materiálu. Výsledná redukce hmotnosti materiálu byla průměrně 76,2 %, v případě objemové redukce bylo dosaženo ještě vyšších hodnot – průměrně 79,9 %.

Rozdíly mezi jednotlivými sledovanými lokalitami nebyly významné s výjimkou historické zástavby městského centra. Materiál z této typové lokality podléhal pomaleji rozkladu (viz velký podíl zbytkového nerozloženého BRKO v kompostéru po ukončení pokusu), což přičítáme na vrub jemu na první pohled odlišnému složení (převaha cibulových slupek, zbytků cibule a krouhaného zelí). V delším časovém horizontu však i materiál z této lokality vykazoval značnou redukci objemu i hmotnosti. Mimo vlastních kompostů byla sledována objemová redukce během procesu pokusného kompostování této složky SKO také u podsítné frakce, a to z důvodů ověření jejího potenciálního využití uvedeným způsobem. Ve srovnání se skutečnými komposty bylo po ukončení experimentálního kompostování této složky dosaženo redukce objemu pouze z 52 %.

Na základě výsledků získaných z chemických analýz dle ČSN 465735 a jejich orientačního srovnání s požadavky této ČSN a vyhlášky č. 341/2008 Sb., můžeme konstatovat, že kompostovatelná část biologicky rozložitelného odpadu z domácností, tvořící značnou část SKO, je velmi vhodná ke kompostování a výsledný produkt splňuje kritéria pro použití i na plochách pro pěstování plodin určených pro přímý konzum.

Materiál označovaný jako podsítná frakce (prosev) však tyto kritéria nesplňuje v oblasti obsahu rizikových látek, a proto je ke kompostování za účelem použití produktu přímou aplikací na půdu nevhodný.

Poděkování

Tento výzkum vznikl na základě finanční podpory VaV projektu MŽP ČR SP/2f1/166/08 a spolupráce se společností Ekokom a. s. a Magistrátem statutárního města Olomouc.

Literatura

1. Hřebíček J., Hejč M. a kol.: Prognóza nakládání s biodegradabilním odpadem v ČR do roku 2020. In: KOTOVICOVÁ J. a kol. (2008): Sborník z III. ročníku mezinárodní konference Odpady biodegradabilní 6. 11. 2008, MZLU, Brno (2008)
2. Benešová L. a kol.: Intenzifikace sběru, dopravy a třídění komunálního odpadu. Závěrečná zpráva VaV/720/2/00. Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy, Praha 2003
3. Kalina J.: Kompostování a péče o půdu. 116 pp., 2. upravené vydání, Grada Publishing a.s., Praha (2004)
4. Generowicz A., Olek M.: Pol. J. Chem. Tech. 12, 67 (2010)
5. Tang J. C., Zhou Q. X., Katayama A.: J. Microbiol. Biotechnol. 20, 925 (2010)
6. de Araujo A. S. F., de Mělo W. J., Singh R. P.: Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 9, 41 (2010)
7. Mazalová M., Hekera P., Javůrek P., Laciná J., Kostkan V., Heisig J. a Voženílek V.: Waste Forum 3: 112 – 116 (2010)

Kompletní seznam autorů

1. Mgr. Monika Mazalová, RNDr. Petr Hekera, Ph.D., Mgr. Jana Laciná, RNDr. Vlastimil Kostkan, Ph.D., prof. RNDr. Vít Voženílek, CSc.; Katedra ekologie a životního prostředí, Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouci, Třída Svobody 26, 771 46 Olomouc
2. Mgr. Jan Heisig, František Javůrek; Katedra geoinformatiky, Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouci, Třída Svobody 26, 771 46 Olomouc

Tweet

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu

Biometan se vyplatí a má budoucnost