Eesti Looduse fotovõistlus
4/2008



artiklid
Kas reoveesete sobib metsakasvatuseks?

Reoveesetted on maailmas viimastel aastakümnetel üha teravnenud keskkonnaprobleem. Millised on reoveesette taaskasutuse perspektiivid metsakasvatuses Eestis tehtud katsete põhjal?

Mis on reoveesete?
Reoveesete on reoveest eraldatud suspensioon, mida puhastuse käigus tekib suurtes kogustes. Reoveesette kui mahuka jäätme kõrvaldamine või taaskasutus on tõsine probleem kogu maailmas. USA-s tekkis aastas kuivainele ümberarvestatuna 8 miljonit tonni setet (Marx et al., 1995), Euroopa Liidus tootis aga umbkaudu 50 000 reoveepuhastit 7,9 miljonit tonni setet aastas (Schmidt et al., 2003). Varasematel aastatel heideti suur osa settest ookeani või viidi prügimäele. Praegu on keelatud neid setteid ookeani viia. Ka prügilatesse ladestamine peab vähenema, sest sihiks on seatud vähendada orgaanilise aine viimist prügilatesse. 2000. aastal tekkis Eestis 360 000 – 500 000 tonni eri kuivainesisaldusega setet (Üleriigilise jäätmekava..., 2002). Tulevikus lisandub setteid veelgi, sest suurenevad puhastatava reovee kogused ja laieneb fosfori ärastus.

Tallinna heitveepuhastusjaamas tekib aastas ligikaudu 30 000 tonni anaeroobselt töödeldud setet, mille kuivainesisaldus on 26–28%. Põhiliselt sete kompostitakse ja kasutatakse haljastuses. Sete on väga huumuserikas (50%), suure veemahutavusega ning sisaldab hulganisti taimedele vajalikke makro- (N, P, K, Ca, Mg, S) ja mikroelemente (Fe, Cu, Zn jt.). Kõige väärtuslikumaks toiteelemendiks peetakse fosforit, kuna tema varud on piiratud (Lassen et al, 1984; Coker & Carlton-Smith, 1986; Kroiss, 2003). Samas võib sete sisaldada ka raskmetalle ja patogeene. Paljudes riikides on määratud kaadmiumi-, kroomi-, elavhõbeda-, nikli-, plii-, vase- ja tsingisisalduse piirnorm tarvitatavas mudas. Mõnedes riikides on limiteeritud ka arseeni-, raua-, seleeni-, molübdeeni- ja koobaltisisaldus.

Sette tarvitust metsastamisel asuti esmalt ulatuslikult uurima USA-s
Sette taaskasutusele on maailmas pööratud suurt tähelepanu. Hoolimata paljudest uuringutest on teema aktuaalne praegugi, sest suurele osale settest pole leitud rakendust. Eriti terav on probleem suurlinnades, kuna sette ladestus nõuab suuri pindu ja üldjuhul pole lähipiirkonnas võimalusi setet kõrvaldada või kasutada.
Eri riikides on setet kasutatud eri moodi. Kõige ulatuslikum sette rakendusala on põllumajandus, samuti haljastus. Rootsis on alates 2000. aastast vähenenud sette tarvitus põllumajanduses ja suurenenud selle osatähtsus vanade kaevandusalade rekultiveerimisel (Wennman, 2004). Rakendust põllumajanduses mõjutab kindlasti eelarvamus sette ohtlikkuse kohta, üksiti muutused maakasutuses. Seetõttu otsitaksegi alternatiive. Edukalt on tehtud katseid kasvatada sette toimel kiirekasvulisi liike, peamiselt pajusid (Labrecque et al., 1995, 1998; Labrecque & Teodorescu, 2001; Hasselgren, 1999; Adler, 2007).
Metsastamisel kasutatakse setet vähem. Laialdaselt asuti seda laadi uuringuid tegema USA-s 1960. aastatel. Seal on tehtud ka ulatuslikku tööd endiste kaevandusalade ja jäätmaade metsastamisel.
Metsastamiskatseid on tehtud ka paljudes teistes riikides: Suurbritannias, Hispaanias, Türgis, Austraalias, Uus- Meremaal, Kreekas, Kanadas jm. Tarvitusele on võetud nii sete kui ka sellest valmistatud kompostid. Paljud katsed on tõendanud, et settekasutus on tõhus taimeaedades, metsakultuuride rajamisel ja ka metsade väetamisel. Sedamoodi saab korrastada ja võtta kasutusele väheviljakaid rikutud alasid.
Katsed kinnitavad, et sette tarvituse tõttu ei halvene keskkonnaolud. Eri riikides tehtud katsete järgi on ilmnenud, et muda parandab tunduvalt puude kasvu ja suurendab metsade produktiivsust. Samalaadseid uuringuid on tehtud ka meie lähiriikides – Lätis, Leedus, Rootsis, samuti Eesti metsainstituudis (Tälli et al., 1996). Häid tulemusi on saavutatud nii okas- kui ka lehtpuuliikidega. Jääksoo metsastamise katsed Leedus näitasid, et väetamine reoveesettega mõjutas hästi aru- ja sookaske, harilikku haaba, hübriidhaaba, berliini paplit ja saarvahtrat (Gradeckas et al., 1998)

Kas reoveesete on ohtlik?
Kas settekasutus ohustab inimesi ja keskkonda? Küsimus on õigustatud, sest reovesi sisaldab raskmetalle ja patogeene. Puhastuse käigus tekkiv reoveesete töödeldakse, et muuta ta ohutuks veele, mullale, taimedele, loomadele ja inimese tervisele. Põhilised töötlusviisid on aeroobne ja anaeroobne stabiliseerimine, sh. kompostimine. Keskkonnauuringuid on tehtud palju ja võib üheselt vastata, et nõudeid järgides ei kujuta settetarvitus ohtu ei inimeste tervisele ega keskkonnale.
Eesti jäätmeseaduse järgi kuulub sete tavajäätmete hulka. Põllumajanduses, haljastuses ja rekultiveerimisel võib töödeldud setet kasutada ilma jäätmeloata, kui peetakse kinni keskkonnaministri asjaomasest määrusest. Sette pikemaaegsel kasutamisel võib ilmneda raskmetallide sisalduse kasv mullas. Kuid see asjaolu üksi ei selgita nende ohtlikkust keskkonnale. Oluline on, kas raskmetallide suurenenud sisaldus toob kaasa muldade saastuse või hoopis korvab mikroelementide puudust mullas.
Üldjuhul vajavad taimed kasvuks mõningal määral raskmetalle kui mikroelemente. Kuid mullas võib neist vajaka jääda. Näiteks kolmandik Eestis haritavast maast on vasevaene, mistõttu tuleb kasutada vaske sisaldavaid mikroväetisi (Kärblane, 1996). Hirm raskmetallide ees tuleneb sellest, et varasemal ajal suunati kanalisatsiooni tööstuse heitvesi, kus leidus suurtes kogustes raskmetalle. Mõistagi, tarvitades sellist reoveesetet, saastusid mullad raskmetallidega. Ent karmistunud keskkonnanõuete tõttu on raskmetallide sisaldus heitvees normitud. Soodus mõju ilmneb muda raskmetallide sisalduses. Kui 1976. aastal sisaldas USA-s muda kaadmiumi keskmiselt 110 mg, kroomi 2620 mg, vaske 1210 mg, pliid 1360 mg, niklit 320 mg ja tsinki 2790 mg kilogrammi kuiva reoveesette kohta, siis 1996. aastal vastavalt 6,4, 103, 506, 111, 57 ja 830 mg/kg. Samasugune tendents on ilmnenud ka teistes riikides.
Enne töötlust settega on vaja teada, milline on mulla keemiline koostis. Paljudes riikides, sh. Eestis, on nii tarvitatava sette kui ka mulla kohta kehtestatud piirnormid. Samuti on limiteeritud patogeensete organismide sisaldus reoveesettes. Laialdased uuringud sette mõju kohta mulla ja põhjavee omadustele on kinnitanud, et mõistlik tarvitus ei ohusta keskkonda ega inimesi. Ka Eesti metsainstituudis ja Saku maaviljeluse instituudis tehtud uuringute järgi ei sisalda Eesti heitveepuhastusjaamades tekkinud sete kuigi palju raskmetalle ning on keskkonnaohutu: kahjulikke mõjusid ei ole ilmnenud.

Eesti katsed kinnitavad jääkmuda kestvat head
Mõju puude kasvule 2002. aastal hakkasime tegema metsastamiskatsete eeltöid koos tunnustatud veespetsialisti, TTÜ doktorandi Aare Kuusikuga. Selleks töödeldi mulda Tallinna heitveepuhastusjaama anaeroobselt töödeldud reoveesettega, mis randaaliti katsealadele Liikva külas mahajäetud põllumaadele ja Rae raba jääksoole. Samuti tehti potikatseid kontrollitud tingimustes erisuguste muldade ja eri mudakogustega.
Enne analüüsiti põhjalikult reoveesette koostist. Laborianalüüsid näitasid, et nii raskmetallide kui ka patogeensete organismide sisaldus jäi tunduvalt alla lubatud normide. Kroomi-, elavhõbedaja niklisisaldus mudas oli väiksem kui Eesti muldade huumushorisondi keskmine sisaldus, väike oli ka kaadmiumi- ja pliisisaldus. Mõnevõrra leidus vaske ja tsinki, kuid ka nende kogus jäi piirnormist väiksemaks vastavalt 3 ja 2,5 korda. Teatavasti on eeltoodud raskmetallid taimedele väikestes kogustes vajalikud mikrotoitained, millel on tähtis koht taimede füsioloogilistes protsessides.
Katsed näitasid, et juba esimesel aastal olid töödeldud muldadele istutatud puud märksa parema kasvuga. Looalal kuivasid 2005. aasta põuasel suvel kõik eelmisel ja samal aastal kontrollalale istutatud puud, töödeldud alal oli puude kasvamaminek hea. Kahjuks hukkusid paljud neist hiljem metskitsekahjustuste tõttu. Veelgi paremini edenesid töödeldud jääksoole istutatud puud. Juba esimese aasta sügiseks ilmnesid olulised vahed settega töödeldud ja töötlemata jääksoole istutatud puude kõrguse juurdekasvus ja juurekaela läbimõõdus. Arukase keskmine kõrguse juurdekasv väetatud alal oli 51,9 cm ja juurekaela diameeter 11,2 mm.
Töötlemata alal aga vastavalt 10,8 cm ja 4,2 mm. Analoogsed vahed olid ka teistel liikidel: sanglepal (31,7 ja 9,1 vs. 8,8 ja 7,3), maximowitzi paplil (37,5 ja 12,7 vs. 13,7 ja 9,9), hübriidhaaval (47,3 ja 12,0 vs. 13,9 ja 5,1). Töödeldud muldadel jätkus puude intensiivne kasv ka järgmistel aastatel. Samas hukkus ebasoodsate olude tõttu suur osa töötlemata alal sirguvatest puudest. Arukaskede keskmine kõrgus neljanda aasta sügiseks oli 4 meetrit (kontrollalal 55 cm), harilikul kuusel 1,55 meetrit vs. 0,55 meetrit, sanglepal 2,5 meetrit (kontrollpuud hävinenud). Väetatud aladel kasvanud sangleppade kasvu mõjutas suuresti asjaolu, et metskitsed kärpisid neid kahel esimesel aastal korduvalt. Hübriidhaavad ja paplid edenesid esimesel aastal samuti jõudsalt, kuid hukkusid põdrakahjustuste tõttu.
Mudaga töötlemine avaldab mõju pikka aega. Aasta pärast eeltoodud liike istutati euroopa lehist ja harilikku saart nii kontrollalale kui töödeldud kasvupaika. Kontrollalale istutatud saared hukkusid põua tõttu, töödeldud alal oli kasvamaminek ja kasv hea. Euroopa lehis sirgus kolmanda aasta lõpuks 2,2 meetri kõrguseks. Ka mujal tehtud katsed on näidanud, et mudatöötluse soodus mõju kestab aastaid. Hoolimata intensiivsest puude kasvust ei ole täheldatud puidu kvaliteedi halvenemist.

Setted parandavad tunduvalt loomuldade ja liivmuldade viljakust
Sete mõjutab tugevalt muldade füüsikalisi, keemilisi ja mikrobioloogilisi omadusi. Settega töötlemisel muutub turba reaktsioon neutraalseks. Ühtviisi paraneb taimedel ka toitainete omastatavus, samas väheneb raskmetallide liikuvus mullas. Mineraalmuldadel on oluline ka orgaanilise aine sisalduse kasv mullas, sest nõnda paranevad puude toitumisolud. Ühtaegu orgaanilise aine sisalduse kasvuga suureneb muldade veemahutavus. Eriti tähtis on see õhukestel loomuldadel, samuti liivmuldadel. Üksiti aktiveerub tunduvalt mikroorganismide tegevus ja suureneb nende arvukus. Märkimisväärne on elutähtsate toitainete, s.o. lämmastiku, fosfori, kaaliumi, kaltsiumi, magneesiumi, väävli ja raua ning mikroelementide sisalduse suurenemine mullas.

Siiski ei saa läbi probleemideta
Ometi ilmnes ka hulk probleeme, millega tuleb arvestada. Esmatähtis on võtta tarvitusele õige kogus setet. Liigsuured kogused põhjustavad puude huku või kiratsemise. Eri puuliikide nõudlus toitainete järele on erisugune. Samuti ei talu nad stressi ühtemoodi. Leedus ammendatud jääksoos tehtud katsete põhjal selgus, et mitut liiki paplid ja hübriibhaavad edenesid kõige paremini väga suurte settekoguste tarvituse korral. Näiteks kui mudakogus oli 720 t/ha kuivaines, oli hübriidhaava tagavara viiendal aastal 61,5 tm/ha. Sealjuures oli viienda aasta juurdekasv 29,8 tm/ha ehk 12,9 t kuivaines. Kuid arukased hukkusid sellise koguse korral. Nendele sobivaim kogus oli 360 t/ha kuivaines, sookaskedel 180 t/ha.
Samavõrd mõjutavad puude kasvu mulla omadused. Meie katsed näitasid, et puud edenesid sama settekoguse korral tunduvalt paremini turbal kui loomullal. Niisama tähtis on mulla töötlemise ja puude istutuse vahele jääva aja pikkus. Kui istutada puud kohe pärast töötlemist, on mullas ülekaalus anaeroobsed protsessid. Selle tagajärjel on mulla õhure˛iim rikutud, väheneb mulla hapnikusisaldus ja suureneb ammoniaagi, väävelvesiniku jt. ühendite osakaal. Istutatud puud kas hukkuvad või jäävad stressi tõttu kiratsema. Seega: kui tarvitusele on võetud suured mudakogused, tuleb mudaga töötlemise ja istutuse vahel pidada vähemalt 18–20 kuud vahet.
Settekasutusega kaasneb intensiivne rohukasv. Juba väikeste settekoguste korral on see mitu korda lopsakam kui töötlemata aladel. Kuna tugev kasv algab juba kaks-kolm nädalat pärast istutamist, on vaja kohe hakata puude ümbert rohtu niitma. Rohukasvu peab jälgima pidevalt ja hooldustöid tegema märksa tõhusamalt kui tavakultuuride puhul. Et puid üles leida, tuleb istutatud puud tähistada tokkidega. Kui hooldus pole küllaldane, hukkub suur osa puudest: rohi lämmatab nad.
Ühtlasi peab silmas pidama, et rohtkate on puude oluline konkurent toitainete ja veevajaduse tõttu. Et rohtkattest jagu saada, tuleks niitmisele eelistada keemilist umbrohutõrjet Roundupiga, sest sellega hävitatakse ka juurestik. Rohu tõrje puude ümbert on väga oluline – see avaldub juurdekasvus. Mudaga töödeldud loomuldadel kaasnes töötlemisega väga tugev orasheina kasv. Teisel aastal pärast kuuskede istutamist töödeldi osa puude ümbrust Roundupiga, aga osa puude ümbert rohi kitkuti. Vahe aastases kõrguse juurdekasvus oli neljakordne, vastavalt 16 ja 4 cm. Rohtkate võib avaldada positiivset mõju esimesel aastal pärast istutust, juhul kui maapinna temperatuur on kõrge ja võib põhjustada istutatud puude huku. Mõõtmised näitasid, et rohtkatte vahel on temperatuur tunduvalt madalam kui hõreda taimestikuga kontrollaladel.

Jääkmuda tasub metsakasvatuses kasutada
Katseid on tugevalt seganud metskitsede ja põtrade suur arvukus. Põllumaal tehtud katsete korral hukkus metskitsekahjustuste tõttu enamik istutatud puid. Kõige vähem sobivaks liigiks metskitsedele osutus harilik kuusk, kuigi ka nende värskeid kasve tarvitati söögiks. Võrdluseks võib öelda, et töötlemata alale istutatud puid metsloomad ei kahjustanud. Ameerikas tehtud uuringud näitasid, et töödeldud muldadel kasvanud puude oksad ja lehed olid proteiinirikkamad ja neid eelistati söögiks ning soodus mõju ilmnes ka tiinusele.
Kokku võttes võib öelda, et jääkmuda tasub metsanduses kasutada. Sellega kaasnev efekt on mitmekordne: tarvitusele võetakse suured kogused toitaineid, mis muidu satuksid prügilatesse ja tekitaksid keskkonnaprobleeme. Paraneb mullaviljakus, saab rakendada väheväärtuslikke rikutud alasid, süsihappegaasi eraldumine jääksoodest asendub nende akumuleerimisega puidus, ühtlasi suureneb väheviljakate maade puiduproduktsioon tunduvalt ja nende alade majanduslik kasutus muutub tõhusamaks. Jääksoodesse rajatud lehtpuuribad on heaks tuletõkkeks.

Kirjandus:
• Adler, A. 2007. Accumulation of elements in Salix and other
species used in vegetation filters with focus on fuel quality.
Doctoral thesis Swedish University of Agricultural Sciences.
Uppsala, 34 p.wood
• Coker, E. G. & Carlton-Smith, C. H. 1986. Phosporus in sewage
sludge as fertilizer. – Waste Management & Research, 4
(3): 303–319.
• Gradeckas, A., Kubertavičiene, L., Gradeckas, A. 1998.
Utilization of wastewater sludge as a fertilizer in short
rotation forests on cut away peatlands. – Baltic Forestry, vol.
4, No 2, 7–13.
• Hasselgren, K. 1999. Utilization of sewage sludge in shortrotation
energy forestry: a pilot study. Waste Manag. Res.,
17: 251–262.
• Kroiss, H. 2003. Wastewater sludge – the challenges. What
are the potentials of utilising the resources in sludge?-
In: Wastewater sludge as a resourse. Proceedings of the
International Association (IWA) specialist Conference, 3–11.
• Kärblane, H. (koostaja). 1996. Taimede toitumise ja väetamise
käsiraamat. Eesti Vabariigi Põllumajandusministeerium.
Tallinn, 285 lk.
• Labrecque, M., Teoderescu, T. I., Daigle, S. 1995. Effect of wastewater
sludge on growth on heavy metal bioaccumulation
of two Salix species. Plant and Soil, 171 (2): 303–316.
• Labrecque, M., Teoderescu, T. I., Daigle, S. 1998. Early perfomance
and nutrition of two willow species in short-rotation
intensive culture fertilized with wastewater sludge and
impact on the soil characteristics. – Can. J. For. Res., 28(11):
1621–1635.
• Labrecque, M. & Teoderescu, T. I. 2001. Influence of plantation
site and wastewater sludge fertilization on the performance
and foliar nutrient status of two willow species
grown under SRIC in southern Quebec (Canada). Forest
Ecology and Management, 150 (3): 223–239.
• Lassen, R., Tjell, J. C., Hansen, J. A. 1984. Phosporus recovery
from sewage for agriculture. – Waste Management &
Research, 2 (4): 369-378.
• Marx, D. H.; Berry, C. R. and Kormanik, P. P. 1995. Application
of municipal sewage sludge to forest and degraded land.
American Society of Agronomy, Crop Science Society of
America, Soil Science Society of America, 677 S. Segoe Rd.,
Madison, WI 53711, USA. ASA Special Publication no. 58:
275–295.
• Schmidt, J. E., Angelidaki, I., Chrisyensen, N., Batstone, D. J.,
Lyberatos, G., Stamatelatou, K., Lichtfouse, E., Elbisser, B.,
Rogers, K., Sappin-Didier, V., Denaix, L., Caria, G., Metzger,
L., Borghi, V., Montgada, E. 2003. Bioprocessing of sewage
sludge for safe recycling on agricultural land-BIOWASTE.
In: Wastewater sludge as a resourse. Proceedings of
the International Association (IWA) specialist Conference,
531–538.
• Tälli, P. 1991. Reovee muda järeltöötlus. Keskkonnakaitse, 1,
1–6.
• Tälli, P., Riispere, A. 1996. Kommunaalmuda kasutamisest
ilupuude ja –põõsaste kasvatamisel. Metsanduslikud uurimused
XXVII. Tartu, 102–111.
• Wennman, P. 2004. Decomposition and nitrogen transformations
in digested sewage sludge applied to mine tailings-
effects on temperature, soil moisture, pH and plants.
Licentiate Thesis. Reports from the Department of Soil
Scienses 34, Uppsala. 24 p.
• Üleriigilise jäätmekava heakskiitmine. 2002. Riigikogu
otsus, 04. 12. 2002. – RTI, 23. 12. 2002, 104, 609.



Jaan Pikka, Eesti maaülikooli doktorant

Loe kommentaare (1)
Teie nimi:
Teie e-mail:
Kommentaar:


15/11/2012
23/04/2012
23/04/2012
02/04/2012
19/04/2010
19/04/2010
18/12/2009



Mis see on?
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet