Estudi de l'evolució de la capacitat de bescanvi catiònic durant el compostatge de diversos materials

ESTUDI DE L'EVOLUCIÓ DE LA CAPACITAT DE BESCANVI CATIONIC DURANT EL COMPOSTATGE DE DIVERSOS MATERIALS J. Jacas, J. Ma za, P. Flo ensa i M. Soli a Depa amen de Química Escola Uni e si a ia d'Enginye ia TPcnica Agncola de Ba celona RESUM La capaci a de bescan i ca ionic (C.B.C.) és una de e minació no masa usual en l'ana- lisi d'adobs o ganics, pe o es udis ecen sc3. han demos a I'exis encia d'una e olu- ció d'aques pa ame e a mesu a que a ma- du an la acció o ganica d'aques ipus d'adob. En aques eball hom ha olgu a alua aques pa ame e mi jancan un nou me o- de p OpOSa pels doc o s INOKO i HA RADA(^,"), o ca mes senzill que els ja classics emp a s en eda ologia. Els esul a s indiquen que aques pa ame- e po ésse una de e minació o ca ú il a peu de plan a, pe o que no ens al de mane- a uni e sal (no hi ha uns alo s s anda d o inequí ocs pe a una mos a qualse ulla, e- lec in de o ma absolu a el g au de madu- esa de la se a acció o ganica). RESUMEN La capacidad de in e cambio ca iónico gos, es udios ecien e^('.^.^) han demos ado (C.I.C.) no es una de e minación usual en la exis encia de una e olución de es e pa á- el análisis de abonos o gánicos, sin emba - me o a medida que a madu ando la ac- ción o gánica de es e ipo de abonos. o puede se una de e minación ú il a pie En es e es udio se han in en ado e alua de plan a, pe o que no es álido de una ma- es e pa áme o p obando un nue o mé odo, ne a uni e sal (no exis en unos alo es es- p opues o po los doc o es INOKO y HARA- ánda d o inequí ocos pa a una mues a DA':. h', bas an e más sencillo que los ya clá- cualquie a, e lejo de la e olución de su ac- sicos empleados en eda ología. ción o gánica). Los esul ados indican que es e pa áme- SUMMARY Ca ion exchange capaci y (C.E.C.) is no a usual de e mina ion in compos quali ica- ion, bu ecen s udiesc3, h, ha e demons- a ed he e olu ion o his pa ame e e lec- ing he changes in he o ganic ac ion o compos . In his s udy a new me hod o C.E.C. de- e mina ion, simple han hose used in eda- phology, p oposed by doc o s INOKO and HA- RADA(^. h)ha~ been assayed. Resul s pe mi o class his de e mina ion as a good ou ine me hod o he es ima ion o compos mci u i y, bu no as an absolu- e indica o o his ipeness ( he e a e no s anda d o uni e sal alues e lec ing he e olu ion o he o ganic ac ion o com- pos ). La e alo i zació dels esidus o ganics ca- a al seu ap o i amen ag ícola ha obliga a in en a de quan i ica la se a quali a . Aques a quali a l'en enem com a madu e- sa -p escindim ací de la quali a quan a nu- ien s, N, K, P, o quan a la possibili a de con aminació, me alls pesan s. Cal que la ma- e ia o ganica d'aques adob a I'ho a d'és- se aplica al sol, sigui p ou es abili zada, de mane a que no s'hi p odueixi cap mena d'e ec e des a o able ( am de ni ogen, o- xines, anae obiosi, e ec e d'encebamen , apo de pa asi s, e c.). Pe o si bé queda cla quins són aques s e ec es que no desi gem, la de ecció en I'adob del momen en que ja és madu i, pe an , aplicable al sol, és quelcom més com- plica . Hi ha una g an quan i a de pa ame- es de madu esa (químics, bioquimics, bio- logics, oxicologics, ísics, ísico-químics), o s ells e lec eixen els can is que es an p o- duin en I'adob, pe o cap (a excepció de la ,Taxa de Mine ali zació Complemen a ia, que é, pe o, d'al es di icul a s) no ens dó- na una in o mació absolu a sob e l'es a de madu esa dels p oduc e, pe aixo cal ecó - e a un g up d'ells i discu i la madu esa de l'adob en base a més d'un pa ame e. En e aques s pa ame es en obem un d'aplicació o ca ecen , la C.B.C., que en aques es udi a alua em . En aques es udi he n eballa a nb una se ie de nos es p oceden s dels assaigs de compos a ge a nb di e en s na e ials base, eali za s al Depa amen de Química de 1'Escola d'Ag icul u a. Així, dispose n de o- a aques a se ie con ínua de cada ipus d'adob, des del esidu esc ins al compos emp a com a subs a ho ícola. Aques es nos es son: 1.- Compos d'esco ca de pi(?). 11.- Co npos d'esco ca de pi a nb ang esidual de depu ado a, dige i ae obica- men , p ecipi a a nb FeC1,-CaO i il a I2). 111.- Compos d'esco ~a de pi a nb ang esidual de depu ado a, dige i ae obicamen i asseca en e es(". 1V.- Compos «IIH e np a com a subs- a de Scindapsus au eus" l. V.- Compos «III)) emp a com a subs- a de Scindapsus au eu9". VI.- Co npos de deixalles a nb ang e- sidual de depu ado a dige i I7). VI1.- Compos de ang esidual de la a- b icació de pape a nb ang esidual de de- pu ado a, Iíquid i dige i cx'. VII1.- Compos come cial de deixalles p oceden de la plan a de Vila anca del PenedesI4). 1X.- Compos come cial de deixalles p oceden de la plan a de Ma a óI4). Les se es p incipals ca ac e ís iques són ecollides a la Taula l. TAULA 1 P opie a s químiques de les mos es anali zades Mos es Eda % M.O.T. % C ox. % N. C.D. C/N - Mos es Eda o M.O.T. Oá C ox. ".O S. G.D. C/S Mos es Eda Oó M.O.T. 4 C ox. o . G.D. C/N (*) L'eda e donada en dies. (O) Valo s ob ingu s de la mi jana en e mos es de la ma eixa eda p o inen s de sis piles di e en s. Hi ha o ca me odes pe a la de e mina- ció de la C.B.C. -els emp a s en eda olo- gia- pe o solen ésse lla gs i/o complica s. Recen men n'ha es a p oposa un pels doc- o s INOKO i HA RADA(^. @pensa ja pe a e- sidus o ganics, senzill i sense g ans eque i- men s, ni d'ins umen al ni de emps. No- sal es hem olgu assaja aques nou me o- des i comp o a la se a senzillesa, ep oduc- ibili a , p ecisio i, consegüen men , la se a u ili a com a pa ame e pe a I'es imació de la quali a -madu esa- del compos . Els au o s ens p oposen de p ime un me- ode «comple », pe o els ma eixos econei- xen la se a du ada excessi a (li cal dos dies) i el eque imen d'un apa ell no semp e a I'abas (un po enciome e); així apa eix el que ells anomenen ((me ode simpli ica )), que no du a més d'un ma í i subs i ueix el po- enciome e pe un indicado . Pe dem així en exac i ud, al com ho demos en els seus p opis esul a s i els ob ingu s pe nosal es, pe o al com ja es comen a a, aixo no es cap obs acle pe a la alidesa d'aques me ode. Exac amen , el me ode diu: «Col.loqueu 200 mg. de la mos a de com- pos i u a en un embu amb placa il an (3G3) connec a a un ub de goma amb aixe- a. A egiu-hi 25 ml. de HCI 00.5 N i eme- neu di e ses egades a nb una a e a de i- d e men e espe eu que passin 20 minu s. Alesho es ob iu l'aixe a i il eu amb I'aju d'una ompa de bui . A egiu-hi a a 25 ml. mes de HC100.5 N i o neu a il a , en eu TAULA 11 A aluació de la p ecisió del ne ode /Tols e/s esu/ a s e e e ei en a /a ma a 111-11) Me ode Comple Me ode Simpli ica CBC/MOT CBC/MOT 59.8570 62.6334 60.1705 62.0098 58.0715 60.6432 60.6846 TAULA 111 In luencia del i u a en els alo s de la C.B.C. Mos es 1- 1 1-3 1-5 1-7 Clau: mos a sense i u a 5 mos a i u ada a nb una picado a de cuina * mos a pol o i zada a 0.75 mm. de diame e &mos a pol o i zada a 0.12 mm. de diame e la mos a a nb aigua des ilelada ins que els en a s deixin de po a clo u s (amb uns 150 ml. n'hi sol ha e p ou). Tanqueu I'aixe a, a egiu-hi 25 ml. de Ba(OAc), 1 N ajus a a pH 7, i espe eu o a una ni . Fil eu un al e cop a nb I'aju de la ompa de bui , a egiu- n'hi 25 ml. més, o neu a il a i en eu la mos a a nb aigua des il-lada (uns 150 ml.). ba egeu con enien men els il a s i els en- a s, i alo eu aques a solució ins al pun d'in lexió a nb NaOH 00.5 N, emp an un po encidme e Me ohm. Feu ambé un blanc a nb la ma eixa quan i a de Ba(OAc),; la di e encia en e o s dos alo s ens dona a els p o ons allibe a s pe la mos a, que ens po a a a la C.B.c.». La p incipal simpli icació és la de edui el emps de sa u ació del Ba(OAc),. A nb una ho a n'hi ha p ou pe que el Ba(OAc), sa u i quasi comple amen la mos a; aixi, enca a que hi pe dem en exac i ud, hi gua- nyem mol en emps i en senzillesa, pun s mol impo an s pe a un me ode que ha d'ésse ú il a peu de plan a. La p ecisió d'aques me ode ambé ou a aluada, els esul a s d'aques a a aluació són ecolli s a la Taula 11. A la is a dels e- sul a s i del~ dona s pels ma eixos au o s, aques a de e minació po conside a -se co n a ep oduible, i només en mos es mol he- e ogenies, el coe icien de a iació e a un xic més al , hem de eco da , pe o, que aques és un p oblema comu en qualse ulla de e minació en compos , a causa de la se- a poca homogenei' a . Abans d'aplica de ini i amen el me ode, enca a es éu un al e assaig. Hom de e mi- na la C.B.C. d'una ma eixa mos a, so me- en -la a di e en s ac amen s: una p ime a mos a ou anali zada sense modi ica -la, una al a ou i u ada en una picado a de cuina i dues mos es mes o en pol o i za- des, una ins z 0.75 mm. de diame e i I'al- a ins a 0.12 mm. Els esul a s es ecullen a la Taula 111 i a la Figu a 1. Hom po com- p o a co n en o s qua e ac amen s la C.B.C. augmen a a mesu a que la mos a és més madu a, pe an , se'n pod ia dedui que no cal i u a , ja que així ens es al ia íem emps i, a mes, co n que no s'al e a la mos- a, la C.B.C. se ia la eal. Pe o no es així: en la mos a sense i u a i en la i u ada en una picado a de cuina, I'he e ogenei a del compos és al, que cal eixampla la o- le ancia en la dispe sió dels esul a s. Aques enomen ja no es p odueix en les mos es pol o i zades i, dona que pe a pol o i za ins a 0.12 mm. cal e -ho p e iamen ins a 0.75 mm. de diame e, és amb aques a g andhia de pa ícula que hem eballa en aques es udi. TAULA IV Eda , % M.O.T., C.B.C. i C.B.CJM.0.T. de les mos es anali zades (CBC com a meq/l00 g. i CBC/MOT com a meq/IOO g. de compos Iliu e de cend es) Mos es Eda C.B.C. % M.O.T. C.B.CJM.0.T. IJ ARYILS de I' x. Sup d'Ag iculiu a. Ba celona Mos es Eda C.B.C. 070 M.O.T. C.B.CJM.0.T. AKSILS de ]'E%. Sup. d~g cul u a. Ba celona 15 Mosi es Eda C.B.C. wo M.O.T. C.B.CJM.0.T. RESULTATS Els esul a s han es a exp essa s co n a al e a an a ge de e -ho aixi és que I'inc e- meq/ 100 g. de M.O.T. (CBC/MOT), mal- nen de la C.B.C. és nol mis mani es , al g a que en el cas de sols hom ho a espec e co n ecull la Figu a 2. a sol o al ( neq/100 g.sol). Aques a exp es- Els alo s de la C.B.C. ob ingu s en les di- sió és ecomanable ja que la con ibució dels e en s mos es han es a ecolli s a la Taula elemen s ino ganics del co npos - id e, 4 i les se es g a iques a les Figu es 3-1 1. plas ic, e c.- a la C.B.C. és negligible. Un Obse an els esul a s, po sob a el e ma ca , en obse a les g h iques co espo- que hi hagi unes nos es on la C.B.C. gai- nen s a aques es nos es (Figu es 4 i 5). que ebé no can ia; es ac a de co npos s ma- hi ha un lleuge sal des del alo nhxi n a du s (són els IV i V) emp a s com a subs- la i del co npos a ge i el alo en que es a , els quals ampoc no a ia en en nol es nan é du an l'assaig de c eixe nen ; I'expli- de llu s p opie a s('), egeu Taula 1. Cal e- cació d'aques a di e encia po a ibui -se al Figu a 11 .- C a ica co esponen a la nos a IX. CONCLUSIONS A pa i dels esul a s ob ingu s, podem a ibui al me ode pe a la de e minació de la C.B.C. dels doc o s INOKO i HARADA, bo- nes condicions pe ésse u ili za a peu de plan a com a mesu a de la madu esa del compos . D'aques me ode en old íem des aca els següen s pun s: -Senzillesa del ma e ial emp a ; no cal cap mena d'apa ell so is ica . -Rapidesa: la de e minació po du a unes cinc ho es i hom po eballa amb un bon nomb e de mos es alho a i ob eni , doncs, o w esul a s simul aniamen . Aixo és mol impo an pe al que el me ode si- gui quali ica com a u ina i i ú il a peu de plan a. -P ecisió i bona ep oduc ibili a . Mal- g a que hi pe dem en exac i ud a causa de la simpli icació del me ode i pel i u a , co- neixem i assumim aques obs acle, ja que o- lem apidesa, p ecisió i economia, pe o no pas exac i ud. Pe o la C.B.C. no deixa d'ésse un pa a- me e ela iu: la in o mació sob e l'es a de madu esa del compos només po sabe -se si en sabem els inicials. És a di , que no ens al pe a mos es aillades, sense «pedig ee». Malg a aixo, és un pa ame e mol ecoma- nable en la quali icació de compos com a mesu a u ina ia a peu de plan a o bé pe a compa a mos es de compos ob ingudes anhlogamen (p océs i ma e ials emp a s). Podem oba -nos aques cas en mos es de compos come cial i sembla que si es es un es udi exhaus iu sob e aques pa ame e, hom pod ia a iba a s anda i za uns alo s de C.B.C. que, pe compa ació, pod ien se - i com a indicado no an ela iu de la ma- du esa del compos . 4KXIL5 de I' x "p. d'4p 1culiu a. Ba celona 21 BIBLIOGRAFIA ARNÓ, J.; ~LIVA, M. (1964).- Beha iou o wo d le en compos used as subs a es. ln e na ional Sympo- ium o Compm ing. Gen . 2) BURÉS, O.; SOLIVA, M. (1984).- Compos ing sewage-sludge and pine ba k. Ac a Ho icul u ae 150. 3) CEQUIEL, R.M .; CRUA~~AS, R. (1984).- De e m - nación de la capacidad de in e cambio cai ónico en esi- duos o gánicos de o igen di e so; posible apl cación de la me odologia u ilizada en suelos. 1 Cong e o Nacional de la Ciencia del Suelo. Mad id. Vol. 1: 465. 5) HARADA, Y.; INOKO, A. (19791.- T7 e mmsu emen o he ca on+xchange-capaciiy o compos o [he es i- mo ono hedeg eeo ma u i y. Soil Sci. Plan Nu . 2h(l). 6) HARADA, Y e al. (19811.- Ma u ing p ocesso o y e- /use compos du ing piling. Soil Sci. Plan Nu . 27(3). 7) %LIVA, M. el al. (1984).- Compos ing comb nedciiy e use and sewage sludge. Ac a Ho icul u ae 150. 8) SOLIVA, M. e . al. (1984).- Possible use oJ es dualslud- ges J om pape indus - as a subs a e. Ac a Ho iculiu- ae 150. 4) FLORENSA, P. (1 986).- Resulia s enca ape publica