RESEARCH PAPER
Chemical composition of compost from municipal waste in the context of use as fertiliser
Marcin Becher 1  
,  
Barbara Symanowicz 1  
,  
Dawid Jaremko 1  
,  
 
 
More details
Hide details
1
Zakład Gleboznawstwa i Chemii Rolniczej, Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach
CORRESPONDING AUTHOR
Marcin Becher   

Zakład Gleboznawstwa i Chemii Rolniczej, Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach, ul Konarskiego 2, 08-110 Siedlce, Polska
Publication date: 2018-09-26
Final revision date: 2018-07-24
Acceptance date: 2018-07-24
 
Acta Agroph. 2018, 25(3), 329–341
KEYWORDS
TOPICS
ABSTRACT
In the study problem of chemical properties assessment, including quantity and quality of organic matter, compost produced on the basis of organic fraction of municipal waste was undertaken. Six composts originating from central-eastern Poland were included in the research. The following analyzes were performed: pH; salinity; content of C, N, P, K and heavy metals, fractional composition of organic matter (after decalcation, bitumens, fulvic acids, humic acids and post-extraction residue) and properties of humic acids (elemental composition and spectrophotometric properties). The analyzed composts were characterized by a similar chemical nature. They were considered to be chemically and biologically stabilized. They are characterized by a significant potential for soil enrichment in soil humus and biogenic elements. The content of heavy metals in the tested composts did not constitute a barrier to fertilizer use. The contribution of carbon of humic substances (separated by 0.1 M NaOH) ranged from 23.3% to 31.2%. Among humic substances prevailed the most stable humic acids, with the ratio of humic to fulvic carbon from 2.07 to 3.03. The elemental composition of humic acids of the tested composts was similar to those occurring in humus horizons of intensively used arable soils. Spectrophotometric parameters indicated a low degree of their humification.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Właściwości chemiczne kompostów z odpadów komunalnych w kontekście nawozowego wykorzystania
kompost, substancje humusowe, kwasy huminowe
W pracy naukowej podjęto problem badawczy oceny właściwości chemicznych, w tym ilości i jakości materii organicznej, kompostu produkowanego na bazie frakcji organicznej odpadów komunalnych. Badaniami objęto sześć kompostów pochodzących z środkowo-wschodniej Polski. Wykonano następujące analizy: odczyn, zasolenie, zawartość węglanów, zawartość C, N, P, K, metali ciężkich, skład frakcyjny materii organicznej (frakcje: po dekalcytacji, bituminów, kwasów fulwowych, kwasów huminowych i poekstrakcyjna pozostałość) oraz właściwości kwasów huminowych (skład elementarny i właściwości spektrofotometryczne). Badane komposty charakteryzowały się podobieństwem natury chemicznej. Uznano je za ustabilizowane chemicznie i biologicznie. Charakteryzują się znacznym potencjałem wzbogacania gleb w próchnicę glebową i pierwiastki biogenne. Metale ciężkie zawarte w badanych kompostach nie stanowiły bariery przy nawozowym wykorzystaniu. Udział węgla substancji humusowych (wydzielonych 0,1 M NaOH) wynosił 23,3-31,2. Wśród substancji humusowych zdecydowanie przeważały bardziej stabilne kwasy huminowe, przy stosunku węgla kwasów huminowych do fulwowych od 2,07 do 3,03. Skład elementarny kwasów huminowych badanych kompostów był zbliżony do występujących w poziomach próchnicznych intensywnie użytkowanych gruntów ornych. Parametry spektrofotometryczne świadczyły o małym stopniu ich humifikacji.
 
REFERENCES (41)
1.
Amir S., Jouraiphy A., Meddich A., El Gharous M., Winterton P., Hafidi M., 2010. Structural study of humic acids during composting of activated sludge-green waste: Elemental analysis, FTIR and 13C NMR. Journal of Hazardous Materials, 177(1-3), 524-529, doi:10.1016/j.jhazmat.2009.12.064.
 
2.
Becher M., 2013. State of transformation of organic matter of soils of the valley of upper river Liwiec (in Polish). Rozprawa naukowa nr 125, UPH w Siedlcach, 158.
 
3.
Becher M., Kalembasa D., 2006. Characterisation of bitumens of forest cambic arenosols and podzolic soils in the South Podlasoe Lowland (in Polish). Rocz. Glebozn., 57(3-4), 5-12.
 
4.
Becher M., Kalembasa D., Pakuła K., Malinowska E., 2013. Resources and quality of organic matter in arable grey-brown podzolic soils of Siedlecka Upland (in Polish). Acta Sci. Pol. Agricultura., 12(4), 7-17.
 
5.
Becher M., Pakuła K., 2014. Nitrogen fractions in spent mushroom substrate. J. Elem., 19(4), 947-958, doi:10.5601/jelem.2014.19.2.330.
 
6.
Bednarek R., Pokojska U., Dziadowiec H., Prusinkiewicz Z., 2004. Ecological-soil science studies (in Polish). Wyd. PWN.
 
7.
Chen Y., Senesi N., Schnitzer M., 1977. Information provided on humic substances by E4/6 ratios. Soil Sci. Soc. Am. J., 41, 352-358, doi:10.2136/sssaj1977.03615995004100020037x.
 
8.
Ciesielczuk T., Kusza G., 2009. Content of heavy metals in composts produced from wastes as a factor limiting their use for fertilisation purposes (in Polish). Ochr. Œrod. Zas. Natur., 41, 347-353.
 
9.
Dębska B., 2004. Properties of humus substances of soil fertilised with liquid manure (in Polish). Rozprawy ATR Bydgoszcz, 110.
 
10.
Dębska B., Szombathová N., Banach-Szott M., 2009. Properties of humic acids of soil under different management regimes. Pol. J. Soil Sci., 42(2), 131-138.
 
11.
Drozd J., Linczar M., Bekier J., 2009. Estimation of maturity of composts from municipal waste on the basis of quality of humus compounds and various forms of nitrogen (in Polish). Rocz. Gleb., 60(3), 67-74.
 
12.
Drozd J., Linczar M., Jamroz E., Bekier J., 2003. Humic indicators of compost maturity (in Polish), In: Humus substances in soils and fertilisers (Eds B. Dębska, S. Gonet). Polskie Towarzystwo Substancji Humusowych, Wrocław.
 
13.
Dziadowiec H., Gonet S.S., 1999. A methodological guide to the study of organic matter of soils (in Polish). Prace Komisji Naukowych PTG 120, Warszawa.
 
14.
Gondek K., 2006. Content of various forms of heavy metals in sewage sludge and composts (in Polish). Acta Agroph., 8(4), 825-838.
 
15.
Gondek K., Filipek-Mazur B., 2005. Agrochemical estimation of fertiliser value of composts of various origins (in Polish). Acta Agroph., 5(2), 271-282.
 
16.
Gondek K., Kopeć M., 2012. Content of selected macro and microelements in composted biodegradable municipal wastes (in Polish). Acta Agroph., 19(3), 527-538.
 
17.
Gonet S., Markiewicz M., 2007. Role of organic matter in the environment (in Polish). PTSH, Wrocław.
 
18.
Howarda P.J.A., Howarda D.M., Loweb L.E., 1988. Effects of tree species and soil physico-chemical conditions on the nature of soil organic matter. Soil Biol. Bioch., 30(3), 285-297, doi:10.1016/S0038-0717(97)00138-7.
 
19.
Kalembasa D., 2000. Characterisation of vermicomposts and their transformations in sandy formations (in Polish). Rozprawy AP w Siedlcach.
 
20.
Kalembasa D., Becher M., 2009. Properties of organic matter in chosen soils fertilized with sewage sludge. Environ. Prot. Eng., 35(2), 165-171.
 
21.
Kalembasa D., Becher M., Bik B., Makolewski A., 2012. Properties of organic matter of spent mushroom substrate (in Polish). Acta Agroph., 2012, 19(4), 713-723.
 
22.
Kalembasa S., 1991. Quick method of determination of organic carbon in soil. Pol. J. Soil Sci. 24(1), 17-22.
 
23.
Kalembasa S., Kalembasa D., 2015. Soil chemistry and biochemistry (selected topics) (in Polish). Wyd. UPH w Siedlcach.
 
24.
Kalembasa S., Kalembasa D., 2016. Conversions and pathways of organic carbon and organic nitrogen in soils. In: Bioactive Compounds in Agricultural Soils (Ed. L.W. Szajdak). Springer International Publishing Switzerland. ttps://doi.org/10.1007/978-3-319-4310....
 
25.
Karczewska A., 2012. Protection of soils and reclamation of degraded areas (in Polish). Wyd. UP we Wrocławiu.
 
26.
Kucharczyk K., Stępień W., Gworek B., 2010. Composting of municipal wastes as a method of recovery of organic matter (in Polish). Ochr. Środ. Zas. Natur., 41, 240-254.
 
27.
Kumada K., 1987. Chemistry of soil organic matter. Elsevier, Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo.
 
28.
Maly S., Siebielec G., 2015. Analysis of exogenic organic matter aimed at its safe application to soil (in Polish). Centralny Istytut Bada- i Nadzoru w Rolnictwie, Brno.
 
29.
Mocek A., 2015. Soil science (in Polish). Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
 
30.
Neves L., Ferreira V., Oliveira R., 2009. Co-composting cow manure with food waste: The influence of lipids content. World Acad. Sci., Eng. & Technol., 58, 986-991.
 
31.
Paul E.A., Clark F.E., 1996. Soil microbiology and biochemistry. Academic Press, San Diego.
 
32.
Rosik-Dulewska Cz., 2015. Fundamentals of waste management (in Polish), Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
 
33.
Regulation of the Minister of Agriculture and Rural Development of 18th June 2008. Journal of Laws No. 119, item 765.
 
34.
Sądej W., Namiotko A., 2011. Content of copper, zinc and manganese in soil fertilized with municipal solid waste composts. Ecol. Chem. Eng, A(18), 9-10.
 
35.
Senesi N., D’Orazio V., Ricca G., 2003. Humic acids in the first generation of EUROSOILS. Geoderma, 116, 325-344, doi:10.1016/S0016-7061(03)00107-1.
 
36.
Stevenson F.J., 1985. Geochemistry of Soil Humic Substances. In: Humic Substances in Soil, Sediment and Wate. John Wiley and Sons, New York, 13-53.
 
37.
Szombathová N., Dębska B., Lacko-Bartošová M., Zaujec A. Gonet S., 2004. Characteristics of humic acids isolated from soils under various farming systems. Acta Sci. Pol., Agricult., 3(2), 37-45.
 
38.
Turski R., 1988. Characteristics of humic compounds in soil of Poland (in Polish). PWN, Warszawa.
 
39.
Veeken A., Nierop K., de Wilde V., Hamelers B., 2000. Characterization of NaOH-extraction humic acids during composting of biowaste. Bioresource Technol., 72(1), 33-41, doi:10.1016/S0960-8524(99)90096-2.
 
40.
Visser S.A., 1983. Application of van Krevelen’s graphical statistical method for the study of aquatic humic material. Environ. Sci. Techn., 17(7), 412-417, doi:10.1021/es00113a010.
 
41.
Wiesenberg G.L.B., Schwark L., Schmidt W.I., 2004. Improved automated extraction and separation procedure for soil lipid analyses. Eur. J. Soil Sci., 55, 349-356, doi:10.1111/j.1351-0754.2004.00601.x.
 
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125