EVALUATION OF THE NUTRITIONAL VALUE
OF IRRADIATED SEWAGE SLUDGES
REUSE IN AGRICULTURE *

EL-MOTAIUM, R.A.⁽¹⁾ and EL-AMMARI, M.F.⁽²⁾

(1) Plant Research Dept., Nuclear Research Centre, Atomic Energy Authority, P.O. Box 13759, Inshas, Cairo, Egypt and (2) Renewable Energy and Water Desalination Centre, P.O. Box 30878, Tajura, Tripoli, Libya.

Key words: Ionizing radiation, Total and available heavy metals,
NO₃ , NH₄ , P , N , K , C/N , OM , Micronutrients.

تقييم القيمة الغذائية لمخلفات الصرف الصحى المعالجة بالإشعاع
إعادة إستعمالها فى الزراعة

راويه المتيم ومفتاح العمارى

خلاصـــة

تم فى هذا البحث إستعمال 4 أنواع من مخلفات الصرف الصحى الناتجة من 3 محطات معالجة لمياه الصرف الصحى ومن مزرعة الجبل الأصفر. تم معالجة هذه المخلفات بالطرق التالية: المعالجة الثانوية (محطة حلوان) ، المعالجة الابتدائية (محطة أبو رواش) ، المعالجة بالهضم (محطة الجبل الأصفر) وبدون معالجة (مزرعة الجبل الأصفر). تم تعريض نصف كمية هذه المخلفات لأشعة جاما بجرعة 6 كيلوجراى بينما ترك النصف الآخر بدون معالجة وقد تم تقدير كل من الأس الهيدروجينى، التوصيلية الكهربية، النيتروجين (الكلى والميسر)، الفوسفور (الكلى والميسر)، البوتاسيوم الكلى، الماده العضوية، نسبة الكربون للنيتروجين، العناصر الصغرى (حديد، زنك، نحاس، منجنيز) والعناصر الثقيلة (كادميوم، رصاص، نيكل).

أوضحت النتائج أن مخلفات الصرف الصحى المعالجة بالإشعاع كانت عالية الجودة فهى تحتوى على كميات كبيرة من المادة العضوية، النيتروجين، الفوسفور، البوتاسيوم والعناصر الصغرى. كان تركيز العناصر الثقيلة فى جميع أنواع مخلفات الصرف الصحى أقل من الحدود المسموح بها دوليا بغرض إعادة إستعمالها فى الزراعة. وعند التسميد بمخلفات الصرف الصحى المعالجة بالإشعاع بمعدل 20 طن/هكتار تكون كافية لتزويد النباتات باحتياجاتها من العناصر الصغرى والكبرى وفى نفس الوقت فإن كمية عنصر الكادميوم التى سوف تضاف للتربة باستعمال نفس المعدل (20 طن/هكتار) ستكون صغيرة جدا وتتراوح من 0.042 إلى 0.108 كيلوجرام/هكتار للمخلفات ذات المعالجة الابتدائية والثانوية، على الترتيب. واحتفظت مخلفات الصرف الصحى المعالجة بالهضم بأعلى نسبة من المادة العضوية، النيتروجين والفوسفور ولم يكن هناك فروق معنوية بين قيم نسبة الكربون للنيتروجين، النسبة المئوية للكربون والمادة العضوية، والتوصيلية الكهربية والأس الهيدروجينى فى كل من المخلفات المعالجة والغير معالجة بالإشعاع. وبصفة عامة، لم يكن هناك اتجاه محدد بالنسبة لتأثير الإشعاع على المعادن الثقيلة ولم تقلل أشعه جاما من محتوى العناصر الغذائية لمخلفات الصرف الصحى بل إن لها تأثير إيجابى على هذه المخلفات لذا توصى هذه الدراسة باستعمالها كطريقة للمعالجة وكذلك بإعادة استعمال مخلفات الصرف الصحى المعالجة بالإشعاع فى الزراعة.

ABSTRACT

Four different sludges were collected from wastewater treatment plants and a farm in greater Cairo area. These sludges represent three different treatments: secondary (Helwan), primary (Abou Rawash), digested (El-Gabal El-Asfar) and raw (El-Gabal El-Asfar farm). Half of the collected sludge was exposed to 6 KGy of gamma radiation and the other half was kept non-irradiated. The different parameters measured for this evaluation were pH, EC, total and available nitrogen, total and available phosphorus, total potassium, organic matter, C/N ratio, micronutrients (Fe, Zn, Cu, Mn) and heavy metals (Cd, Pb, Ni).

The data showed that irradiated sewage sludges contain high organic matter, nitrogen, phosphorus, potassium and micronutrients content. Heavy metals concentrations in the different sludges were less than the international permissible levels for sludge utilization in agriculture. Thus, Egyptian irradiated sewage sludge can be reused for agriculture. Irradiated sewage sludge if applied at
20 t/ha rate can provide plants with their need of macronutrients (NPK) and micro nutrients (Fe, Zn, Mn, Cu). In the meantime, Cd concentration that can be added to the soil at the same application rate is very small; 0.042-0.108 kg/ha for primary and secondary treated sludge, respectively. Sludge that was treated by digestion showed the highest concentrations of organic matter, nitrogen and phosphorus. Non-significant differences were observed between the pH, EC, OM%, C% and C/N values of irradiated and non-irradiated sewage sludges. In general, no consistent effect of gamma radiation on heavy metals content was recorded. Gamma radiation can impose positive effect on sewage sludge without a reduction of its nutritional value and it is recommended method for sewage sludge treatment.