Procés de compostatge: caracterització de mostres

411 Pages·2011·4.63 MB·Spanish

by  Oscar Huerta Pujol

Procés de
compostatge:
caracterització
de mostres
Col·lecció_Estudis
Sèrie_Medi Ambient 2
La Diputació de Barcelona és una institució de govern local
que treballa conjuntament amb els ajuntaments per impulsar
el progrés i el benestar de la ciutadania.
La col·lecció Estudis posa a l’abast del món local
coneixement teòric i empíric per promoure la reflexió i
l’anàlisi en temes d’interès per als governs locals.
L’Àrea de Medi Ambient ja fa temps que dóna suport
a la promoció i divulgació dels processos de compostatge,
com una part important del tractament de residus.
En aquest llibre es presenta la recopilació dels mètodes
d’anàlisi utilitzats al Laboratori de caracterització i diagnosi
de residus orgànics, de l’Escola Superior d’Agricultura de
Barcelona, per avaluar mostres del procés de compostatge.
És el resultat d’un treball en equip en què han participat
moltes persones intentant coordinar recerca, experimentació
i docència, i amb la intenció de facilitar una eina a laboratoris
de control, així com també a productors i usuaris. D’altra
banda, sense la col·laboració de les plantes de compostatge
aquest document no hagués estat possible.
Escola Industrial. Edifici del Rellotge Consulteu altres publicacions al web
Comte d’Urgell, 187 de la Llibreria de la Diputació de Barcelona:
08036 Barcelona
Tel. [phone] www.diba.cat/llibreria
[email protected]
www.diba.cat/mediambient
Procés de compostatge:
caracterització de
mostres
Col·lecció_Estudis
Sèrie_Medi Ambient, 2
© de l’edició: Diputació de Barcelona
Autors: Oscar Huerta Pujol, Marga López Martínez i Montserrat Soliva Torrentó.
Escola Superior d’Agricultura de Barcelona (UPC)
Maig del 2011
Producció: Direcció de Comunicació
de la Diputació de Barcelona
Composició: addenda
ISBN: 978-84-9803-451-6
Dipòsit legal: B-19984-2011
5
Índex
Presentació ......................................................... 7
Introducció ......................................................... 10
1. Recopilació d’informació prèvia al mostreig i a la realització
de les anàlisis ....................................................... 19
2. Presa de mostres .................................................. 22
3. Determinació de densitats in situ .................................... 49
4. Transport i conservació de les mostres ............................... 58
5. Descripció sensorial de la mostra .................................... 60
6. Preparació de l’extracte aquós (P/V; 1/5) .............................. 69
7. Valoració de la coloració de l’extracte ................................ 72
8. pH i conductivitat elèctrica .......................................... 77
9. Contingut d’anions i cations en l’extracte aquós ....................... 86
10. Índex de germinació .............................................. 89
11. Nitrogen amoniacal soluble (NAS) ................................... 95
12. Nitrogen amoniacal total (NAT) ..................................... 108
13. Nitrogen soluble (orgànic més amoniacal) ............................ 112
14. Nitrogen fàcilment mineralitzable (NFM) ............................. 116
15. Nitrogen nítric .................................................... 120
16. Carboni soluble oxidable .......................................... 128
17. Contingut de llavors de males herbes ................................ 137
18. Granulometria .................................................... 140
19. Aproximació a la determinació del rendiment ......................... 148
20. Assecat de la mostra. Contingut d’humitat i de matèria seca ........... 154
21. Impureses sobre la mostra seca .................................... 164
22. Mòlta de la mostra ................................................ 168
23. Contingut de matèria orgànica total ................................. 174
24. Carbonats totals pel calcímetre de Bernard .......................... 182
25. Contingut de carboni orgànic oxidable .............................. 190
26. Contingut en nitrogen orgànic i nitrogen orgànic no hidrolitzable ........ 196
27. Macro i micronutrients ............................................. 206
28. Metalls pesants totals ............................................. 214
29. Introducció a les metodologies relacionades amb la qualitat
de la matèria orgànica ................................................ 232
30. Grau d’estabilitat de la matèria orgànica (mètode de la hidròlisi
sulfúrica) ............................................................ 244
31. Àcids húmics i fúlvics ............................................. 258
32. Capacitat de bescanvi catiònic ..................................... 264
33. Mesura de l’estabilitat/maduresa pel test Solvita ...................... 269
34. Mesura de l’estabilitat pel test d’autoescalfament ..................... 280
35. Tècniques respiromètriques ........................................ 295
36. Proves de mineralització ........................................... 321
37. Proves de creixement ............................................. 330
Bibliografia .......................................................... 357
Annexos ............................................................ 389
Annex 1. Models de recollida d’informació ............................ 390
Annex 2. Models d’informe comparatiu .............................. 399
7
Presentació
Els mètodes d’anàlisi inclosos en aquest manual corresponen als que normalment
s’utilitzen al laboratori de caracterització de residus orgànics de l’Escola Superior
d’Agricultura de Barcelona (ESAB-UPC) per avaluar mostres procedents del pro-
cés de compostatge. Majoritàriament es basen en mètodes existents que s’han
adequat a les necessitats del laboratori per dur a terme projectes de final de car-
rera, fer seguiments de diversos processos de compostatge i realitzar diferents
projectes de recerca. Els projectes relacionats amb la qualitat del compost i el
control del compost produït a Catalunya han estat subvencionats al llarg dels anys
pel Servei de Medi Ambient de la Diputació de Barcelona, però també s’ha dut
a terme recerca relacionada amb el compostatge subvencionada per l’Agència
de Residus de Catalunya, l’Instituto Geológico y Minero de España, el Ministeri
de Medi Ambient, la Comissió Interministerial de Ciència i Tecnologia (CICYT) o
empreses com Cespa i Metrocompost.1
1. Projectes:
– Control de la qualitat del compost generat a Catalunya. Servei del Medi Ambient de la Diputació
de Barcelona. 1984-2006.
– Compostatge de fangs de depuradora i restes de jardineria en túnels. Jarfels (Metrocompost).
1998-2000.
– Pla d’experimentació de la planta de compostatge de Torrelles de Llobregat. Control del procés i
de la qualitat del compost. Junta de Residus de la Generalitat de Catalunya. 1997.
– Agroval. Seguiment i control de l’aplicació de compost en proves de camp amb cultius hortícoles
de pastanaga i ceba i extensiu de blat de moro farratger. CESPA. 2002-2003.
– Proyecto de caracterización y tipificación de la calidad del compost producido en España. Instituto
Geológico y Minero de España. 2003-2004.
– Estudi sobre els factors que intervenen en la determinació de la qualitat del compost procedent de
Presentació 8
La recopilació i l’adequació de la metodologia ha estat una tasca que s’ha fet des
de la pràctica i l’experiència i amb la col·laboració i l’esforç de moltes persones
que han passat per l’ESAB: professors, col·laboradors, becaris, estudiants i per-
sonal de serveis. El treball el va iniciar Josep Saña amb la seva tesi doctoral (Saña,
1985) i el va continuar conjuntament amb Montserrat Soliva; al llarg dels anys hi
han participat d’una manera o una altra moltes persones, com: Miriam Alcolea,
Teresa Balanyà, Manel Bonmatí, Núria Cererols, Alfred Cohí, Laura Condes, Albert
Garcia, Francesc Giró, Cristina González, Mònica Fernàndez, Pilar Florensa, An-
drea Galofré, Verònica Gea, Elisabet Huguet, Oscar Huerta, Josep Jacas, Patrícia
Jiménez, Marga López, Serafí Manzano, Susanna Martí, Francesc Xavier Martínez,
Natalia Molina, Joan Carles Moré, Sònia Paulet, Jordi Pijoan, Montserrat Pujolà,
Àngel de la Riva, Núria Rodríguez, Francesc Roig, Josep Sabaté, Isabel Trias, Jor-
di Valero i Mercè Vidal. Uns hi han participat buscant i posant a punt els mètodes;
uns altres, fent anàlisis de mostres variades per comparar resultats i arribar-ne a
una interpretació clara; alguns, facilitant que la feina es pogués fer en condicions,
però sempre tots fent un treball en equip, coordinant recerca, experimentació i
docència (Soliva et al., 2004c, 2006a; Felipó et al., 2004), amb bona sintonia amb
els productors i usuaris de compost.
Manel Aragay i Josep Serra del Laboratori Agroalimentari del DARP (Cabrils) van
col·laborar en l’adaptació d’alguns dels mètodes.
Domènec Cucurull, Fanny Lumbreras, Ramón Rabella i Eulàlia Codinach del Servei
de Medi Ambient de la Diputació de Barcelona han donat suport sempre al treball
realitzat, donant idees per al seu desenvolupament i facilitant-lo.
La descripció dels mètodes analítics pretén ser entenedora, de manera que per-
meti utilitzar-los fàcilment i interpretar els resultats obtinguts i la informació que
proporcionen, a partir d’una base de dades (Huerta et al., 2003) preparada al llarg
dels anys. La necessitat de disposar d’una eina perquè els productors i usuaris de
compost puguin conèixer i comparar les característiques dels productes a partir
la matèria orgànica dels residus municipals i dels residus ramaders i el seu efecte sobre el mercat
dels productes. Agència de Residus de Catalunya. 2005-2006.
– Caracterización y diagnosis de muestras de diferentes tipos de materiales procedentes de plantas
de compostaje de la empresa Cespa-Ferrovial (Proyecto Bioauditorías). 2006.
– Evaluación y mejora de las tecnologías de tratamiento biológico de residuos municipales en Catalu-
nya. Ministeri de Medi Ambient. 2005-2007. Refs. 2.5-328/2005/3-B; 300/2006/2-2.3; A291/2007/1-02.3.
Presentació 9
d’uns paràmetres de fàcil lectura ha guiat també l’elaboració d’aquest manual per,
així, donar-li una utilitat pràctica més enllà dels àmbits dels laboratoris que faran
el treball analític (siguin de recerca, de docència o professionals).
Finalment s’ha de dir que, tot i ser preferentment aplicables a mostres de com-
post, els mètodes descrits en aquest manual poden servir també –molts d’ells–
per caracteritzar altres materials orgànics.
10
Introducció
La creixent producció de residus orgànics, i el també creixent control que s’hi exerceix,
ha provocat que moltes vegades es busqui com a solució més senzilla i «econòmica»
l’aplicació d’aquests en agricultura. Aquesta sortida, que pot tenir avantatges –que de
cap manera no s’han de desestimar–, és moltes vegades problemàtica a causa de la
valoració simplista que es fa de certes característiques dels materials i de la capaci-
tat de recepció del medi. De vegades, pel sol fet que tingui un contingut important de
matèria orgànica (MO) i nitrogen (N) ja es diu que en serà molt adequat l’ús en agri-
cultura, oblidant que segons de quin tipus de MO es tracti o una aplicació excessiva
de certes formes de N poden provocar problemes importants. També es creu que si
el residu no porta Cd, Cu, Pb o Hg ja s’hi pot aplicar, sense tenir en compte la possi-
bilitat que pugui portar altres tipus de constituents i/o contaminants tant o més pro-
blemàtics. Tampoc no ha de ser acceptable que s’apliqui un residu amb continguts
importants d’algun contaminant pel sol fet que aquest es trobi en forma molt insoluble.
Cal caracteritzar bé un residu, però, sobretot, saber què és el que s’ha de conèixer
per poder determinar si es pot o no aplicar als sòls agrícoles o d’altres tipus sen-
se problemes (Saña i Soliva, 1985; Jacas i Soliva, 1986; Soliva, 1994, 1998). Una
caracterització completa d’un residu i la identificació de tots els components que
porti podria ser una feina interminable i d’un cost elevat, la qual cosa provocaria
que es fessin poques caracteritzacions. Cal preguntar-se fins a quin punt s’ha de
fer una caracterització exhaustiva d’un residu del qual se’n sap l’origen per conèi-
xer els seus beneficis o el possible impacte ambiental/sanitari que pugui provocar.
D’altra banda, cal conèixer el medi receptor i l’ús que se’n vol fer (cultius, dates
d’aplicació, etc.) per ajustar encara més la caracterització.
S’està parlant de residu, però segons quines siguin les seves característiques es
pot considerar un recurs. Què fa que un residu orgànic sigui o no un recurs? En
principi, depèn de la seva composició, però també depèn de la quantitat generada,