النفايات القابلة للتحلل الحيوي

تشمل النفايات القابلة للتحلل الحيوي أي مادة عضوية في النفايات يمكن أن تتحلل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء والميثان والسماد العضوي والدبال وجزيئات عضوية بسيطة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة والكائنات الحية الأخرى من خلال التسميد أو الهضم الهوائي أو الهضم اللاهوائي أو عمليات مماثلة. وتشمل بشكل رئيسي نفايات المطبخ (الطعام الفاسد، والزوائد، والأجزاء غير الصالحة للأكل)، والرماد، والتربة، والروث، وغيرها من المواد النباتية. وفي إدارة النفايات، تشمل أيضًا بعض المواد غير العضوية التي يمكن أن تتحلل بواسطة البكتيريا. وتشمل هذه المواد الجبس ومنتجاته مثل ألواح الجبس وغيرها من الكبريتات البسيطة التي يمكن أن تتحلل بواسطة البكتيريا المختزلة للكبريتات لإنتاج كبريتيد الهيدروجين في ظروف مكب النفايات اللاهوائية. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

في مجال جمع النفايات المنزلية ، قد يقتصر نطاق النفايات القابلة للتحلل الحيوي على تلك النفايات التي يمكن معالجتها في مرافق معالجة النفايات المحلية. ^{[ 3 ]} ولمعالجة هذا الأمر، تعمل العديد من مناطق إدارة النفايات المحلية على دمج برامج تتعلق بفرز النفايات القابلة للتحلل الحيوي لأغراض التسميد أو استراتيجيات أخرى لاستغلال النفايات ، حيث يُعاد استخدام هذه النفايات في منتجات أخرى، مثل استخدام المخلفات الزراعية لإنتاج الألياف أو الفحم الحيوي .

يمكن أن يكون للنفايات القابلة للتحلل الحيوي، عند عدم التعامل معها بشكل صحيح، تأثير كبير على تغير المناخ ، لا سيما من خلال انبعاثات غاز الميثان الناتجة عن التخمر اللاهوائي الذي يُنتج غاز مدافن النفايات . وتشمل الطرق الأخرى للحد من هذا التأثير تقليل كمية النفايات المنتجة، مثل تقليل هدر الطعام .

توجد النفايات القابلة للتحلل الحيوي ضمن النفايات الصلبة البلدية (والتي تُسمى أحيانًا بالنفايات البلدية القابلة للتحلل الحيوي، أو النفايات الخضراء ، ونفايات الطعام ، ونفايات الورق ، والبلاستيك القابل للتحلل الحيوي ). وتشمل النفايات الأخرى القابلة للتحلل الحيوي مخلفات الإنسان ، والسماد ، ومياه الصرف الصحي ، وحمأة الصرف الصحي ، ومخلفات المسالخ . وفي غياب الأكسجين ، يتحلل جزء كبير من هذه النفايات إلى غاز الميثان عن طريق الهضم اللاهوائي . ^{[ 4 ]}

في المملكة المتحدة، تم إرسال 7.4 مليون طن من النفايات القابلة للتحلل الحيوي إلى مكبات النفايات في عام 2018 بعد أن انخفضت من 7.8 مليون طن في عام 2017. ^{[ 5 ]}

في أجزاء كثيرة من العالم المتقدم، تُفصل النفايات القابلة للتحلل الحيوي عن باقي النفايات، إما عن طريق جمعها من المنازل أو عن طريق فرزها بعد الجمع. وعند نقطة الجمع، يُشار إلى هذه النفايات غالبًا بالنفايات الخضراء . ^{[ 6 ]} ويؤدي فصل هذه النفايات عن باقي النفايات إلى تقليل كميات النفايات المراد التخلص منها بشكل كبير، كما يسمح بتحويل النفايات القابلة للتحلل الحيوي إلى سماد .

يمكن استخدام النفايات القابلة للتحلل الحيوي في التسميد أو كمصدر للحرارة والكهرباء والوقود عن طريق الحرق أو الهضم اللاهوائي . ^{[ 7 ]} تُعدّ شركة كومبوغاس السويسرية وعملية أيكان الدنماركية مثالين على الهضم اللاهوائي للنفايات القابلة للتحلل الحيوي. ^{[ 8 ] [ 9 ]} في حين أن الحرق يُمكنه استعادة أكبر قدر من الطاقة، فإن محطات الهضم اللاهوائي تحتفظ بالعناصر الغذائية وتُنتج سمادًا لتحسين التربة، كما أنها تستعيد جزءًا من الطاقة المُخزّنة على شكل غاز حيوي . أنتجت كومبوغاس 27 مليون كيلوواط/ساعة من الكهرباء والغاز الحيوي في عام 2009. وقد قطعت أقدم شاحنات الشركة مليون كيلومتر باستخدام الغاز الحيوي المُستخرج من النفايات المنزلية خلال الخمسة عشر عامًا الماضية. ^{[ 10 ]}

التقييم

مخلفات المحاصيل

تتمتع مخلفات المحاصيل ، مثل كيزان الذرة ، وغيرها من مخلفات صناعة تجهيز الأغذية ، مثل مخلفات مصافي التكرير الحيوي ، بإمكانات عالية للاستخدام في عمليات لاحقة، مثل إنتاج الوقود الحيوي والبلاستيك الحيوي ومواد حيوية أخرى للعمليات الصناعية. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

نفايات الطعام

يُعدّ هدر الطعام أحد أكثر مجالات العمل جدوى، فعند دفنه في مكبات النفايات، يُنتج غاز الميثان، وهو أحد غازات الدفيئة، بالإضافة إلى مركبات سامة أخرى قد تُشكّل خطرًا على الإنسان والنظم البيئية المحلية. ^{[ 11 ]} ويمكن الاستفادة من غاز مكبات النفايات وعمليات التسميد البلدية في استخلاص العناصر الغذائية العضوية واستخدامها. ^{[ 11 ]} أما هدر الطعام المُجمّع من مصادر غير صناعية، فيصعب استخدامه نظرًا لتنوّعه الكبير مقارنةً بمصادر النفايات الأخرى، إذ تُنتج المواقع المختلفة والفترات الزمنية المتباينة تركيباتٍ مختلفةً جدًا من المواد، مما يُصعّب استخدامه في العمليات الصناعية. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

يُطلق مصطلح "استغلال مخلفات الطعام" على تحويلها إلى منتجات غذائية أو علفية، أو استخلاص مكونات غذائية أو علفية منها. يوفر استغلال مخلفات الطعام فرصة اقتصادية وبيئية، مما يُسهم في الحد من مشاكل التخلص منها بالطرق التقليدية. وقد ثبت أن مخلفات الطعام موارد حيوية قيّمة يُمكن استخدامها للحصول على عدد من المنتجات المفيدة، بما في ذلك الأسمدة الحيوية ، والبلاستيك الحيوي ، والوقود الحيوي ، والمواد الكيميائية، والمغذيات الدوائية. وهناك إمكانات كبيرة لإعادة تدوير مخلفات الطعام عن طريق تحويلها إلى بروتين حشري . ^{[ 13 ] [ 14 ]}

البراز البشري

إعادة استخدام الفضلات البشرية قد تكون آمنة أو غير آمنة. قد تركز الاستخدامات المفيدة للفضلات المعالجة على استخدام العناصر الغذائية المتاحة للنباتات (وخاصة النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم) الموجودة فيها. كما قد تستفيد من المواد العضوية والطاقة الموجودة فيها. وبدرجة أقل، قد يُعاد استخدام الماء الموجود في الفضلات، وهو ما يُعرف باستصلاح المياه من مياه الصرف الصحي البلدية . تشمل تطبيقات إعادة استخدام العناصر الغذائية: تحسين التربة أو التسميد في الزراعة أو البستنة . أما تطبيقات إعادة الاستخدام الأخرى، التي تركز أكثر على المواد العضوية في الفضلات، فتشمل استخدامها كمصدر للوقود أو كمصدر للطاقة على شكل غاز حيوي .

تتوفر خيارات معالجة عديدة ومتزايدة لجعل الفضلات آمنة وسهلة الاستخدام لإعادة تدويرها. ^{[ 15 ]} تشمل هذه الخيارات تحويل مسار البول وتجفيف البراز ( المراحيض الجافة لتحويل مسار البول )، والتسميد ( المراحيض المُسمّدة أو عمليات التسميد الخارجية )، وتقنيات معالجة حمأة الصرف الصحي ، ومجموعة من عمليات معالجة الحمأة البرازية . تحقق جميع هذه الخيارات درجات متفاوتة من إزالة مسببات الأمراض وتقليل محتوى الماء لتسهيل التعامل معها. تشمل مسببات الأمراض التي تثير القلق البكتيريا المعوية والفيروسات والبروتوزوا وبيض الديدان الطفيلية في البراز. ^{[ 16 ]} ونظرًا لأن بيض الديدان الطفيلية هو أصعب مسببات الأمراض التي يمكن القضاء عليها بعمليات المعالجة، فإنه يُستخدم عادةً كمؤشر حيوي في مخططات إعادة الاستخدام. تشمل المخاطر الصحية الأخرى وجوانب التلوث البيئي التي يجب مراعاتها انتشار الملوثات الدقيقة ومخلفات الأدوية والنترات في البيئة، مما قد يُسبب تلوث المياه الجوفية ، وبالتالي قد يؤثر على جودة مياه الشرب .