Kompostovanie
Nová právna úprava odpadového hospodárstva SR dôsledne aproximuje predpisy EU. Smernicou Rady 1999/31/ES o skládkach odpadov je členským štátom uložené vypracovanie národných stratégií k obmedzovaniu množstva biologicky rozložiteľného odpadu, ukladaného na skládky. Opatrenia v Slovenskej republike by mali zabezpečiť zníženie množstva biologicky rozložiteľného komunálneho odpadu na skládkach v roku 2010 na 75% množstva ukladaného v roku 1995, v roku 2013 by toto zníženie malo dosiahnuť 50% a v roku 2020 - 35% množstva ukladaného v roku 1995. Účelom tohto opatrenia je znížiť tvorbu skládkových plynov, ktorých majoritnou zložkou je metán, ktorý výraznou mierou prispieva k zvyšovaniu skleníkového efektu. Významným nástrojom k dosiahnutiu týchto cieľov je aeróbne kompostovanie biologických odpadov.
Bioodpad v odpadovom hospodárstve je kvantitatívne najvýznamnejšou skupinou odpadov (podľa rôznych prieskumov tvorí 30 – 45% v KO) a spôsob nakladania s nim môže pozitívne i negatívne ovplyvniť základné zložky životného prostredia. Na Slovensku sa bioodpad v drvivej väčšine likviduje spolu s ostatnými zložkami odpadu (sklo, papier, plasty, nebezpečný odpad...) na skládkach a v spaľovniach.
Prečo kompostovať ?
Sám o sebe je vo väčšine prípadov bioodpad neškodná látka, ale jeho zmiešavaním s ostatnými druhmi odpadu prispieva k zvýšeniu škodlivých a nekotrolovateľných reakcií na skládkach a v spaľovniach.
Keď sa organický odpad rozkladá na skládke pri anaeróbnych podmienkach, vytvára sa pritom skládkový plyn (metanogénna fáza), ktorého hlavnou zložkou je metán (CH4). Metán je jedným z hlavných atmosférických stopových plynov zodpovedných za rozšírený problém skleníkového efektu. Je zistené, že v globálnej škále prispieva metán k tomuto efektu približne 15%-tami. Narastajúce koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére indikujú narastanie globálneho teplotného priemeru, čo môže viesť ku potenciálnej katastrofickej klimatickej premene. Metán je vysoko výbušný, čo zvyšuje jeho nebezpečnosť.
Okrem metánu je zdokumentovaných viac ako 100 rôznych organických zlúčenín, ktoré sú predmetom intenzívneho záujmu výskumu, pretože niektoré z nich majú :
- zvlášť nebezpečné vlastnosti
- vplyv na tvorbu zvlášť nebezpečných emisií pri energetickom využití skládkového plynu, alebo pri spaľovaní na poľných horákoch, príp.
pri požiari alebo tlení na skládke
- intenzívny zápach
Je známych vyše 20 odborných štúdií dokumentujúcich nárast zdravotných problémov v okolí skládok, aj riadených, pričom hlavné podozrenie je uvádzané v súvislosti so skládkovými plynmi.
Pokiaľ sa bioodpad dostane do spaľovne, stáva sa zdrojom pre tvorbu toxických plynov, ako sú dioxíny, kvôli svojej vysokej vlhkosti a obsahu soli (chlóru). To dokazujú aj závery EU v Green Paper COM (2000)469, 26/7/2000, v ktorých sa píše, že látky podliehajúce hnilobe sú druhým najvýznamnejším zdrojom chlóru (okolo 17%) v TKO. Navyše tam ešte nie je započítaný papier (ďalších 10% chlóru). Ak je v bioodpade prítomný chlór (biologický odpad ho obsahuje vo forme soli), vzniká vysoko agresívna kyselina chlórovodíková, nebezpečné chlórované uhľovodíky, dioxíny a furány.
Nemalým zaťažením pre životné prostredie a zdravie ľudí je aj spaľovanie bioodpadu na záhradách a v domácnostiach. Hlavne v jesenných a jarných mesiacoch je celé Slovensko potiahnuté dymovými oblakmi. Tento dym je produktom nedokonalého spaľovania. Obsahuje škodlivé plyny, hlavne oxid uhoľnatý (je jedovatý, schopný viazať sa na krvné farbivo – hemoglobín a tým znemožniť prenos kyslíka krvou, čo môže viesť k vnútornému uduseniu), uhľovodíky (plyny prispievajúce k fotochemickému smogu), dechtové látky (polyaromatické uhľovodíky obsiahnuté v dechtoch boli prvými látkami, u ktorých boli dokázané rakovinotvorné účinky) a v niektorých prípadoch aj jedny z najnebezpečnejších látok - rakovinotvorné dioxíny.
Negatívny dopad má nesprávne zaobchádzanie a likvidácia bioodpadu aj na ekonomické zaťaženie obcí a občanov. Kompostovaním v blízkosti zdroja vzniku bioodpadu sa dá ušetriť v niektorých prípadoch až polovica poplatkov za odvoz a likvidáciu odpadov. Ďalším prínosom je ušetrenie financií za nákup hnojív alebo pestovateľských substrátov, či už na zazeleňovacie práce v obci, pestovanie v záhrade alebo v domácnosti.
Rovnako je kompostovanie považované za najoptimálnejšie riešenie v nakladaní s kalmi z ČOV (splňujúcimi limity STN 46 5735 Priemyselné komposty) a hnojnými odpadmi z poľnohospodárskej výroby, ktoré sú potencionálne rizikové z mikrobiologického hľadiska a z hľadiska eutrofizácie vôd. Správnymi kompostovacími postupmi je možné tieto riziká účinne eliminovať.
Pre tieto, ale i ďalšie dôvody je v súčasnosti pre životné prostredie, zdravie a peňaženku ľudí jedným zo známych a overených spôsobov využitia bioodpadu jeho triedenie u zdroja vzniku a nasledovné aeróbne kompostovanie.
Čo je to kompostovanie?
Kompostovanie je pravdepodobne najstaršou a najpoužívanejšou recyklačnou technológiou, ktorá bola vedecky popísaná. Kompostovanie je riadený prevažne aeróbny mikrobiálny proces, v priebehu ktorého sú organické odpady premieňané na organo-minerálne hnojivo – kompost.
Vyzretý kompost je vysoko stabilné hnojivo, čo znamená, že živiny v ňom obsiahnuté sú do pôdy uvoľňované len veľmi pomaly, takže nehrozí ich vylúhovanie do podzemných vôd. Táto premena organických látok prebieha rovnakým spôsobom ako v pôde, ale môžeme ju technologicky ovládať s cieľom získať čo najväčšie množstvo humusu v čo najkratšom čase. Cieľom kompostovania je premeniť organický odpad z domácností, zo živností a priemyslu, poľnohospodársky odpad ako aj čistiarenské kaly z komunálnych čistiarní odpadových vôd pomocou prirodzeného pochodu rozkladu do formy, ktorá je silne redukovaná čo do objemu a hmotnosti, je neškodná, hygienicky a esteticky nezávadná, pričom konečný produkt - kompost môže byť použitý pri pestovaní rastlín ako humusové hnojivo. Pri správnom použití kompostov predovšetkým :
a.) zabezpečujeme rastlinám dostatok živín počas celej vegetácie v takej forme a v takom pomere, ktorý im veľmi dobre vyhovuje,
b.) udržujeme a vylepšujeme mechanicko-fyzikálne vlastnosti pôdy, jej pórovitosť a predovšetkým jej schopnosť udržiavať vlahu,
c.) aktivizujeme biologickú činnosť v pôde tým, že zvyšujeme počet pôdnych mikroorganizmov,
d.) vylepšujeme chemické a fyzikálno-chemické vlastnosti pôdy,
e.) obohacujeme pôdu o organické látky a humus.
Potrebné podmienky sa dajú dosiahnuť predovšetkým:
- úpravou pomeru uhlíka a dusíka (C:N) v čerstvom komposte v rozmedzí 30 – 35 :1
- úpravou vlhkosti
- zabezpečením minimálnej prítomnosti fosforu (cca 0,2% suš.)
- úpravou pH
- úpravou zrnitosti a homogenity substrátu
- prevzdušňovaním substrátu
- reguláciou teploty v priebehu kompostovania
O úspešnom priebehu kompostovania a o výslednej kvalite kompostu rozhoduje zostavenie správnej surovinovej skladby čerstvého kompostu, čo je výber odpadov a stanovenie ich hmotnostného pomeru. Vzájomným pomerom rôznych druhov biodegradovateľných odpadov musíme dosiahnuť požadovaných akostných znakov vyzretého kompostu vrátane neprekročenia maximálneho prípustného množstva cudzorodých látok, ale zároveň musíme zabezpečiť optimálne parametre pre fermentáciu z hľadiska fyzikálneho, chemického i biologického. O intenzite fermentačného procesu pri kompostovaní rozhoduje viacero faktorov. Predovšetkým to je pomer C:N (uhlíka k dusíka) v kompostovanom substráte, ktorý by mal dosahovať hodnotu 30-35:1. Obsah dusíka by nemal presahovať metabolickú potrebu mikroorganizmov a všetok dusík by mal byť v priebehu kompostovania imobilizovaný do organických väzieb. Vlhkosť čerstvo namiešaného kompostu optimalizujeme na hodnotu, pri ktorej je 70% objemu pórov zaplnených vodou.
Nedostatočná vlhkosť spôsobuje vývoj nekompletnej mikroflóry s prevahou pliesní a aktinomycét, nadbytočná vlhkosť navádza anaeróbne podmienky fermentácie a dochádza ku skysnutiu kompostu.
Požiadavka na minimálnu prítomnosť fosforu v substráte (aspoň 0,2% P205 v sušine) je nutná pre vznik energeticky bohatých väzieb pri premene organických látok. Pre kompostovanie je výhodná neutrálna výmenná reakcia substrátu.
Kompostovaním je možné využiť odpady potravín, pochutín a krmív, poľnohospodárske odpady, hlavne zvieracie fekálie a rastlinný odpad, drevný odpad, hlavne stromovú kôru, piliny a štiepky, primárne a biologické papierenské kaly, textilný odpad, bioodpad vytriedený pri zdroji z domového odpadu, stabilizované čistiarenské kaly, odpady zo septikov a žúmp a pod.
Mikroorganizmy pôsobiace pri kompostovaní
Kompostovací proces je výsledkom činnosti živých organizmov, na ktorom sa zúčastňujú dážďovky, hmyz, ale predovšetkým baktérie a huby. baktérie prevažujú, tvoria 80 – 90 % zo všetkých mikroorganizmov nájdených v komposte.
Kompostovanie sa skladá z niekoľkých fáz, na ktorých sa zúčastňujú rôzne mikroorganizmy. Prvá fáza trvá niekoľko dní po pridaní nového odpadu do kompostovacieho sila a nazýva sa mezofilnou, keďže prebieha za miernych teplôt. Na začiatku mezofilné mikroorganizmy rozkladajú zložky ľahko rozpustné vo vode. Rozklad je rýchly a spôsobuje nárast teploty. Mikroorganizmy zúčastňujúce sa tejto fázy sú prevažne tie isté, ktoré prevládajú v pôde. Sú to aktinomycéty, ktoré dodávajú pôde typickú zemitú vôňu. Enzýmy aktinomycét sú schopné rozkladať trávu, kôru a aj novinový papier. Aktívnymi mikroorganizmami v tejto fáze sú aj niektoré druhy húb a Protozoa.
Mikrobiálnou aktivitou sa vytvárajú bočné produkty vrátane tepla a nastupuje termofilná fáza. Dominantnými mikroorganizmami sa stávajú tie, ktoré sú adaptované na vyššie teploty, t.j. sú termofilné. Patria sem – z baktérii Bacillus stearothermophilus, z húb Rhizomucor thermophile, Humicola insolens, Humicola langginosus, Thermoascus aurabtiacus, Aspergillus fumigatus. V roku 1996 boli objavené v komposte aj autotrofné baktérie Hydrogenobacter, ktoré boli dovtedy známe len z geotermálnych prameňov.
Termofilná fáza trvá niekoľko dní až mesiacov. Postupne rozkladná aktivita mikroorganizmov klesá a nastupuje fáza ochladenia, ktorá trvá niekoľko mesiacov. Po tom, ako teplota presiahne 40°C, mezofily hynú a sú nahradené termofilnými mikróbmi. Ideálna teplota je okolo 55°C, ktorá je letálnou pre väčšinu humánnych a živočíšnych mikrobiálnych patogénov. Kompostovanie je tak zároveň aj sterilizačným procesom. Pokiaľ však teplota prevýši túto hodnotu, môže zahubiť aj mikróby zúčastňujúce sa na rozklade.
Z tohoto dôvodu sa doporučuje obsah kompostovacieho sila občas premiešať, aby sa zabezpečilo prevzdušnenie materiálu (rozklad vyžaduje prítomnosť kyslíka) a rozloženie tepla. Ideálna zmes mikroorganizmov môže byť zabezpečovaná pravidelným prísunom nového organického materiálu, aby nezačal prevažovať v komposte uhlík alebo kyslík. Ideálnym pomerom je 30 dielov uhlíka na 1 kompostný diel dusíka.
Zdroje:
[1] J.T. Houghton, G.J. Jenkins and J.J. Ephraums (Eds.): ´Climate Change, the IPCC Scientific Assessment´, IPCC, Cambridge University Press, Cambridge, UK (1990). - [2] J. Ladomerský, D. Samešová, B. Kapustová : Skládkovanie odpadov v systéme odpadového hospodárstva. Technická univerzita Zvolen, Fakulta Ekológie a environmentalistiky, Katedra environmentálneho inžinierstva (1998). - [3] Projekt "Zlepšenie odpadového hospodárstva v regióne Prešov" realizovaného v mestách Prešov, Poprad a Humenné v rokoch 1998 - 2000, koordinovaného holandskou poradenskou spoločnosťou SWC, prostredníctvom lokálnej kancelárie v Prešove REPP-SWC. -
Linky:
http://helios.bto.ed.ac.uk/bto/microbes/thermo.htm - helios.bto.ed.ac.uk/bto/microbes/thermo.htm http://www.gale.com/ - www.gale.com/
|