Биоразлагаемые отходы включают в себя любые органические вещества в отходах , которые могут быть разложены на углекислый газ , воду , метан , компост , гумус и простые органические молекулы микроорганизмами и другими живыми существами путем компостирования , аэробного сбраживания , анаэробного сбраживания или подобных процессов. В основном это кухонные отходы (испорченная еда, обрезки, несъедобные части), зола, почва, навоз и другие растительные вещества. В управлении отходами это также включает некоторые неорганические материалы, которые могут разлагаться бактериями. Такие материалы включают гипс и его продукты, такие как гипсокартон и другие простые сульфаты , которые могут разлагаться сульфатредуцирующими бактериями с образованием сероводорода в анаэробных условиях свалки. [1] [2]
При сборе бытовых отходов объем биоразлагаемых отходов может быть сужен, чтобы включать только те разлагаемые отходы, которые могут быть обработаны на местных предприятиях по переработке отходов. [3] Для решения этой проблемы многие местные округа по управлению отходами интегрируют программы, связанные с сортировкой биоразлагаемых отходов для компостирования или других стратегий валоризации отходов , в которых биоразлагаемые отходы повторно используются для получения других продуктов, например, сельскохозяйственных отходов для производства волокна или биоугля .
Биоразлагаемые отходы, если с ними не обращаться должным образом, могут оказать огромное влияние на изменение климата, особенно за счет выбросов метана в результате анаэробной ферментации, которая производит свалочный газ . Другие подходы к снижению воздействия включают сокращение количества производимых отходов, например, за счет сокращения пищевых отходов .
Биоразлагаемые отходы можно найти в твердых бытовых отходах (иногда называемых биоразлагаемыми бытовыми отходами или зелеными отходами , пищевыми отходами , бумажными отходами и биоразлагаемыми пластиками ). Другие биоразлагаемые отходы включают человеческие отходы , навоз , сточные воды , канализационный ил и отходы скотобоен . При отсутствии кислорода большая часть этих отходов будет разлагаться до метана путем анаэробного сбраживания . [4]
В Великобритании в 2018 году на свалку было отправлено 7,4 млн тонн биоразлагаемых отходов , что меньше, чем в 2017 году, когда этот показатель составлял 7,8 млн тонн . [5]
Во многих частях развитого мира биоразлагаемые отходы отделяются от остального потока отходов либо путем отдельного сбора на обочине дороги, либо путем сортировки отходов после сбора. В месте сбора такие отходы часто называют зелеными отходами . [6] Удаление таких отходов из остального потока отходов существенно сокращает объемы отходов для утилизации, а также позволяет компостировать биоразлагаемые отходы .
Биоразлагаемые отходы могут быть использованы для компостирования или в качестве источника тепла, электроэнергии и топлива путем сжигания или анаэробного сбраживания . [7] Швейцарская компания Kompogas и датский процесс AIKAN являются примерами анаэробного сбраживания биоразлагаемых отходов. [8] [9] В то время как сжигание может извлечь большую часть энергии, установки анаэробного сбраживания сохраняют питательные вещества и производят компост для улучшения почвы и по-прежнему извлекают часть содержащейся энергии в виде биогаза . Компания Kompogas произвела 27 миллионов кВт· ч электроэнергии и биогаза в 2009 году. Самый старый из грузовиков компании проехал 1 000 000 километров на биогазе из бытовых отходов за последние 15 лет. [10]
Одной из наиболее плодотворных областей работы являются пищевые отходы — при захоронении на свалках пищевые отходы производят парниковый газ метан и другие токсичные соединения, которые могут быть опасны для людей и местных экосистем. [11] Утилизация свалочного газа и муниципальное компостирование могут улавливать и использовать органические питательные вещества. [11] Пищевые отходы, собранные из непромышленных источников, сложнее использовать, потому что они часто имеют гораздо большее разнообразие, чем другие источники отходов — разные места и разные временные интервалы производят очень разные составы материала, что затрудняет их использование в промышленных процессах. [11] [12]
Преобразование пищевых отходов в пищевые продукты, кормовые продукты или преобразование их в или извлечение пищевых или кормовых ингредиентов называется валоризацией пищевых отходов. Валоризация пищевых отходов предлагает экономическую и экологическую возможность, которая может уменьшить проблемы их обычной утилизации. Было показано, что пищевые отходы являются ценными биоресурсами, которые могут быть использованы для получения ряда полезных продуктов, включая биоудобрения , биопластики , биотопливо , химикаты и нутрицевтики. Существует большой потенциал для переработки пищевых отходов путем преобразования в белок насекомых . [13]
Повторное использование человеческих экскрементов — это безопасное и полезное использование обработанных человеческих экскрементов после применения соответствующих этапов обработки и подходов к управлению рисками, которые адаптированы для предполагаемого повторного использования. Полезное использование обработанных экскрементов может быть сосредоточено на использовании доступных для растений питательных веществ (в основном азота, фосфора и калия), которые содержатся в обработанных экскрементах. Они также могут использовать органические вещества и энергию, содержащиеся в экскрементах. В меньшей степени может также иметь место повторное использование водного содержимого экскрементов, хотя это более известно как рекультивация воды из муниципальных сточных вод . Предполагаемые повторные применения для содержания питательных веществ могут включать: кондиционер почвы или удобрение в сельском хозяйстве или садоводстве . Другие приложения повторного использования, которые больше сосредоточены на содержании органических веществ в экскрементах, включают использование в качестве источника топлива или источника энергии в виде биогаза .
Существует большое и растущее число вариантов обработки, позволяющих сделать экскременты безопасными и управляемыми для предполагаемого варианта повторного использования. [14] Варианты включают отвод мочи и дегидратацию фекалий ( сухие туалеты с отводом мочи ), компостирование ( компостирующие туалеты или внешние процессы компостирования ), технологии обработки осадка сточных вод и ряд процессов обработки фекального осадка . Все они достигают различной степени удаления патогенов и снижения содержания воды для более легкой обработки. Патогенами, вызывающими беспокойство, являются кишечные бактерии, вирусы, простейшие и яйца гельминтов в фекалиях. [15] Поскольку яйца гельминтов являются патогенами, которые труднее всего уничтожить с помощью процессов обработки, их обычно используют в качестве индикаторного организма в схемах повторного использования. Другие риски для здоровья и аспекты загрязнения окружающей среды, которые необходимо учитывать, включают распространение микрозагрязнителей, остатков фармацевтических препаратов и нитратов в окружающей среде, что может вызвать загрязнение грунтовых вод и, таким образом, потенциально повлиять на качество питьевой воды .
Свалочный газ представляет собой смесь различных газов, образующихся в результате деятельности микроорганизмов на свалке , поскольку они разлагают органические отходы, включая, например, пищевые отходы и бумажные отходы . Свалочный газ состоит примерно на сорок-шестьдесят процентов из метана , а остальное в основном из углекислого газа . Остаток (<1%) составляют следовые количества других летучих органических соединений (ЛОС). Эти следовые газы включают в себя большой массив видов, в основном простых углеводородов . [16]
Свалочные газы оказывают влияние на изменение климата . Основными компонентами являются CO2 и метан , оба из которых являются парниковыми газами . Метан в атмосфере является гораздо более мощным парниковым газом, каждая молекула которого оказывает в двадцать пять раз большее воздействие, чем молекула углекислого газа. Однако сам метан составляет меньшую часть состава атмосферы, чем углекислый газ. Свалки являются третьим по величине источником метана в США. [17]
Из-за значительного негативного воздействия этих газов были созданы нормативные режимы для мониторинга свалочного газа , снижения количества биоразлагаемого содержимого в городских отходах и разработки стратегий утилизации свалочного газа , которые включают сжигание газа в факелах или его улавливание для выработки электроэнергии.
.jpg/1280px-Food_Waste_Fiasco_(15819007150).jpg)
Потери и отходы продовольствия — это продукты , которые не съедаются. Причины пищевых отходов или потерь многочисленны и происходят во всей продовольственной системе , во время производства , переработки , распределения , розничной торговли и продажи продуктов питания, а также потребления . В целом, около трети продуктов питания в мире выбрасывается. [19] [20] Аналогичное количество теряется в дополнение к этому при кормлении сельскохозяйственных животных пищей, пригодной для употребления человеком (чистый эффект составляет около 1144 ккал/человек/день). Метаанализ 2021 года , который не включал продукты питания, потерянные во время производства, проведенный Программой ООН по окружающей среде, показал, что пищевые отходы являются проблемой во всех странах на всех уровнях экономического развития . [21] Анализ показал, что глобальные пищевые отходы составляют 931 миллион тонн пищевых отходов (около 121 кг на душу населения) в трех секторах: 61 процент из домохозяйств , 26 процентов из сферы общественного питания и 13 процентов из розничной торговли . [21]
Потери и отходы продовольствия являются основной частью воздействия сельского хозяйства на изменение климата (они составляют 3,3 миллиарда тонн выбросов CO2 в год [22] [23] ) и другие экологические проблемы , такие как землепользование , водопользование и потеря биоразнообразия . Предотвращение пищевых отходов является наивысшим приоритетом, и когда предотвращение невозможно, иерархия пищевых отходов ранжирует варианты обработки пищевых отходов от предпочтительных до наименее предпочтительных на основе их негативного воздействия на окружающую среду. [24] Пути повторного использования излишков продовольствия, предназначенных для потребления человеком, такие как пожертвование продовольствия, являются следующей лучшей стратегией после предотвращения, за которыми следуют корм для животных , переработка питательных веществ и энергия, а затем наименее предпочтительный вариант — захоронение , которое является основным источником парникового газа метана . [25] Другие соображения включают неутилизированный фосфор в пищевых отходах, что приводит к дальнейшей добыче фосфата . Более того, сокращение пищевых отходов во всех частях продовольственной системы является важной частью снижения воздействия сельского хозяйства на окружающую среду за счет сокращения общего количества используемых воды, земли и других ресурсов.
Цель 12.3 в области устойчивого развития ООН направлена на «сокращение вдвое глобальных пищевых отходов на душу населения на уровне розничной торговли и потребления и сокращение потерь продовольствия в цепочках производства и поставок, включая потери после сбора урожая» к 2030 году. [26] Стратегии смягчения последствий изменения климата занимают видное место в сокращении пищевых отходов. [27] На Конференции Организации Объединенных Наций по биоразнообразию 2022 года страны соглашаются сократить пищевые отходы на 50% к 2030 году. [28]