Termin „odpady rolnicze” sugeruje, że materiały pochodzące z działalności rolniczej nadają się jedynie do utylizacji, co uniemożliwia ich właściwe wykorzystanie. Choć termin ten jest dobrze zakorzeniony w literaturze, to niestety nie udało się wypracować zgodnego terminu zastępczego. Jego twórcy, a nawet autorzy tego rozdziału, nie zamierzali używać go w ten sposób.
Odpady rolnicze powstają w wyniku działalności rolniczej
Odpady rolnicze to niechciane materiały powstające podczas działalności rolniczej, w tym odpady roślinne i zwierzęce, obornik, tworzywa sztuczne, olej, kiszonki i pestycydy. Materiały te mogą gromadzić się w glebie, wpływać na zdrowie pożytecznych mikrobów, a także przedostawać się do zbiorników wodnych i produktów spożywczych. Niektóre z tych odpadów są niebezpieczne.
Pozostałości te są często niewykorzystywane i wyrzucane, ale mogą również stanowić cenny materiał wsadowy. Większość biomasy pochodzącej z upraw jest uważana za odpady, ale może być również cennym źródłem biopaliw lub biogazu. Pozostałości rolnicze zawierające celulozę/hemicelulozy lub ligninę są przydatne jako chemikalia, żywice i enzymy.
Skład odpadów rolniczych jest bardzo zróżnicowany, a niektóre związki organiczne zawarte w tych odpadach są cenne. Na przykład amylaza jest enzymem powszechnie stosowanym w przemyśle przetwórstwa skrobi i jest wytwarzana w procesie fermentacji odpadów. Jednak proces ten jest jeszcze w początkowej fazie i potrzeba więcej badań, aby uczynić go bardziej wydajnym.
Odpady rolnicze zostały wykorzystane w różnych procesach do produkcji żywności, paliwa i leków. Materiały biodegradowalne, takie jak pozostałości rolnicze, są świetną alternatywą dla konwencjonalnych surowców, zmniejszają koszty produkcji i zanieczyszczenia. Można je również wykorzystać do produkcji biopaliw, enzymów, witamin i pasz dla zwierząt. Odpady rolnicze są również wykorzystywane do produkcji antybiotyków i innych substancji chemicznych.
Odpady rolnicze zawierają węgiel, a ilościowe określenie jego składu jest ważne dla oceny jego wpływu na jakość gleby i emisję gazów cieplarnianych. Dodanie obornika do gleby poprawia jej strukturę poprzez zwiększenie miąższości i zdolności magazynowania składników odżywczych, jednocześnie sekwestrując węgiel w glebie. Ten proces sekwestracji może zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych.
Są materiałem niebezpiecznym
Producenci rolni stosują duże ilości niebezpiecznych substancji chemicznych do swoich upraw, które spływają do wód gruntowych i gleby. Materiały te są uważane za odpady niebezpieczne. Substancje te mogą szkodzić ludziom i zwierzętom. Na przykład obornik zwierzęcy może zawierać duże ilości rtęci, która może zostać połknięta przez ludzi. Może być również źródłem promieniowania. Odpady rolnicze stanowią problem ze względów środowiskowych, zdrowotnych i ekonomicznych.
Aby zmniejszyć ryzyko narażenia na te materiały, wymagane jest właściwe zarządzanie. Różne rodzaje odpadów rolniczych wymagają różnych urządzeń do obsługi i praktyk zarządzania. Odpady rolnicze mogą występować w postaci płynnej, gnojowicy lub półstałej. Dodatkowo, ich konsystencja może się zmieniać w ciągu systemu i roku. Jednakże jedną główną cechą charakterystyczną odpadów rolniczych jest ich całkowite stężenie substancji stałych.
Odpady rolnicze są zanieczyszczone chemikaliami, herbicydami i paliwami. Są również źródłem szkodników. Właściwe zarządzanie tymi substancjami może zapewnić, że nie zanieczyszczą one naszych dróg wodnych i gleb. Kilka federalnych i prowincjonalnych praw wymaga właściwego zarządzania odpadami rolniczymi. Ponadto Ustawa o zarządzaniu środowiskiem wymaga właściwego usuwania odpadów niebezpiecznych.
Odpady rolnicze są regulowane przez Texas Department of Agriculture. Agencja ta jest odpowiedzialna za licencjonowanie aplikatorów pestycydów, ochronę pracowników oraz rejestrację pestycydów do sprzedaży w stanie. Teksański Departament Rolnictwa jest również odpowiedzialny za zapewnienie bezpiecznego usuwania tych odpadów.
Wiele farm używa niebezpiecznych odpadów przemysłowych jako nawozów. Niektóre zawierają składniki odżywcze, które są korzystne dla roślin, ale inne mogą zawierać niebezpieczne poziomy patogenów.
Można je wykorzystać do produkcji energii
Wykorzystanie odpadów rolniczych jako źródeł energii może przynieść wiele korzyści. Odpady rolnicze powstają podczas uprawy roślin i są uważane za niedostatecznie wykorzystany zasób. Pomimo swojej wartości są często spalane i wyrzucane. Te produkty uboczne mogą być bogatym źródłem materiałów wsadowych. W zależności od uprawy i regionu geograficznego, odpady rolnicze mogą być klasyfikowane jako odpady lub straty. Niektóre pozostałości są wykorzystywane jako paliwo, a inne są przetwarzane na chemikalia lub żywice i enzymy.
Gdy odpady organiczne ulegają rozkładowi, wytwarzają duże ilości metanu. Gaz ten zatrzymuje ciepło w atmosferze skuteczniej niż dwutlenek węgla. W rzeczywistości metan w ciągu dwudziestu lat pochłonie do 86 razy więcej ciepła niż dwutlenek węgla. Dlatego wykorzystanie odpadów rolniczych jako paliwa może pomóc środowisku, jednocześnie produkując czystą, odnawialną energię. Wykorzystanie odpadów rolniczych do produkcji biogazu może pomóc w stworzeniu systemu negatywnego pod względem emisji dwutlenku węgla.
Wykorzystanie odpadów rolniczych jako paliwa do ogniw paliwowych jest nowatorskim podejściem. Zostało ono opracowane w ramach partnerstwa publiczno-prywatnego w celu połączenia rozbieżnych branż i stworzenia nowych łańcuchów wartości. Jednak system ten jest nadal we wczesnej fazie rozwoju i potrzeba więcej badań, aby w pełni zrozumieć zaangażowaną chemię. To innowacyjne podejście opiera się na polioksometalanach (POM) jako nośnikach ładunku i katalizatorach.
Wraz ze wzrostem liczby ludności na świecie intensyfikuje się działalność rolnicza. Spowodowało to narastający problem odpadów rolniczych. Brak właściwego zagospodarowania tych odpadów powoduje, że są one niewykorzystanym zasobem do produkcji materiałów i energii.
Mogą być ponownie wykorzystane jako surowce
Odpady rolnicze są problemem globalnym i powstają w wyniku kilku procesów, w tym rolnictwa, przetwórstwa żywności i transportu. Utylizacja tych odpadów jest kosztowna i może mieć negatywny wpływ na lokalną ziemię i wodę. Ponadto zagraża to bezpieczeństwu i zrównoważonemu rozwojowi środowiska. Według badań przeprowadzonych przez Program Środowiskowy ONZ, na świecie jest obecnie 931 milionów ton odpadów żywnościowych. Z tej ilości 20% pochodzi z Ameryki Łacińskiej, a około połowa składa się z odpadów owocowo-warzywnych.
Odpady rolnicze mają szereg potencjalnych zastosowań. Obojętne biologicznie odpady mogą być wykorzystane jako nawóz organiczny. Można je wykorzystać w rolnictwie, m.in. do kompostowania, produkcji biogazu i paszy dla zwierząt. Kompostowanie jest powszechną metodą usuwania odpadów organicznych i jest niedrogie.
Materiały stosowane w przetwarzaniu odpadów rolniczych są wysoce odpowiednie do różnych zastosowań inżynieryjnych. Na przykład, łuska ryżu, łuska kukurydzy i liście trzciny cukrowej zawierają wysoki procent krzemionki. Po spaleniu w powietrzu, materiały te emitują wysokiej jakości nanocząstki i różne minerały.
Odpady rolnicze są jednym z najważniejszych wyzwań dla rolników w Azji Południowej i Południowo-Wschodniej. Na przykład w Indiach co roku spala się do 92 milionów ton odpadów, co powoduje emisję 149 milionów ton CO2. Ponadto, wydobycie pierwotnych włókien konwencjonalnych jest odpowiedzialne za około 39% emisji gazów cieplarnianych w łańcuchu dostaw tekstyliów. Projekt Untapped Agricultural Waste stara się sprostać tym wyzwaniom poprzez współpracę z sześcioma innowatorami i ocenę wykonalności ich technologii.
Mogą one zanieczyszczać wody powierzchniowe i gruntowe
Odpady rolnicze zawierają znaczne ilości azotu, fosforu i innych składników odżywczych, które są szkodliwe dla wód gruntowych. Wiele z tych związków może zostać spożytych i mieć poważny wpływ na zdrowie człowieka. Wśród nich azot jest szczególnie mobilny i często przekształca się w wodach gruntowych w azotan. Związek ten może powodować negatywne skutki zdrowotne u ludzi, takie jak methemoglobinemia i niektóre nowotwory. Może on również wpływać na zdrowie reprodukcyjne i kości. Inne zanieczyszczenia w wodzie to bakterie, wirusy, pierwotniaki i patogeny.
Odpady rolnicze mogą przyczyniać się do eutrofizacji, która jest problemem w wielu działach wodnych. Proces ten polega na przeroście glonów nitkowatych, co zwiększa mętność i toksyczność wód powierzchniowych. Może on również powodować dobowe zmiany poziomu tlenu rozpuszczonego. Głównymi źródłami fosforu są ścieki rolnicze i przemysłowe, a także odpady domowe. Rzeki otrzymują opady z odpowiednich zlewni, a także ścieki i infiltrację ze składowisk. Chociaż kontrola zanieczyszczeń jest trudna, najlepszym rozwiązaniem jest zapobieganie. Zanieczyszczeniu odpadami rolniczymi można zaradzić poprzez ustanowienie stref ochronnych dla źródeł wody pitnej.
Inną powszechną przyczyną zanieczyszczeń są odpady zwierzęce. Według raportu USDA, około 335 milionów ton „suchej masy” odpadów jest produkowanych na farmach w USA. Każdego roku, operacje karmienia zwierząt produkują 100 razy więcej obornika zwierzęcego niż komunalnych osadów ściekowych. Problem polega na tym, że odpady rolnicze mogą być trudne do wyśledzenia z powodu powszechnego stosowania nawozów, które mogą zawierać wysokie stężenia azotanów. Te stężenia składników odżywczych przyczyniają się do eutrofizacji wód gruntowych.
Odpady rolnicze mogą również zanieczyszczać ekosystem Wielkich Jezior. Pestycydy i składniki odżywcze ze źródeł rolniczych przyczyniają się do degradacji ekosystemu w tych jeziorach.
Podobne tematy
