stringtranslate.com

Сельскохозяйственные отходы

Сельскохозяйственные отходы – это растительные остатки сельского хозяйства . Эти потоки отходов происходят из пахотных земель и садоводства . Сельскохозяйственные отходы – это все части сельскохозяйственных культур , которые не используются в пищу людям или животным. Пожнивные остатки состоят в основном из стеблей , ветвей (при обрезке ) и листьев. [1] Подсчитано, что в среднем 80% растений таких культур состоит из сельскохозяйственных отходов. [2]

Четырьмя наиболее часто выращиваемыми сельскохозяйственными культурами в мире являются сахарный тростник, кукуруза, зерновые и рис. [3] Общий вес всех этих культур составляет более 16,500 миллиардов килограммов в год. [4] Поскольку 80% этих отходов составляют сельскохозяйственные отходы, во всем мире остаются многие десятки тысяч миллиардов килограммов сельскохозяйственных отходов. [5] Ежегодно в ЕС производится около 700 миллионов тонн сельскохозяйственных отходов. [6]

Переработка сельскохозяйственных отходов

Сжигание остатков риса на юго-востоке Пенджаба, Индия, перед сезоном пшеницы.

Сельскохозяйственные отходы состоят в основном из целлюлозы , гемицеллюлозы и лигнина . [7] Сельскохозяйственные отходы плохо перевариваются и в непереработанном виде малопригодны в качестве корма для животных. [8]

Иногда сельскохозяйственные отходы сжигают либо в виде биомассы на электростанциях, либо просто на земле. [9] Сжигание сельскохозяйственных отходов на земле называется сжиганием стерни и до сих пор распространено в таких странах, как Китай и Индия, где проживает треть населения мира . [10] [11] Тогда вместо повторного использования для производства новых продуктов ценные вещества сельскохозяйственных отходов превращаются в CO₂, смог , твердые частицы и золу. [12]

Сегодня сжигание сельскохозяйственных отходов все чаще запрещается, а биомасса из обрезков используется для различных целей, в том числе для измельчения древесины для подстилки почвы. Из сельскохозяйственных отходов в основном извлекаются три категории веществ: белки, материалы, содержащие целлюлозу, и биологически активные вещества, такие как эфирные масла и каротиноиды . [13] [14] Растущая способность выделять такие ценные вещества в чистом виде увеличивает экономическую ценность сельскохозяйственных отходов. [15]

Фермеры сжигают в больших масштабах обрезки и сельскохозяйственные отходы, что, среди прочего, приводит к смогу и потере органических веществ.

Влияние сельскохозяйственных отходов на окружающую среду

Численность населения и поголовья мира растет, и именно отсюда возникает растущий спрос на продукты питания. Ожидается, что среднестатистический европеец будет потреблять 165 граммов мяса на человека в день. [16] Люди во всем мире потребляют в среднем 75 фунтов мяса на человека в год. [17] Мировое потребление мяса увеличилось более чем вдвое с 1990 года. [18] Для производства 1 кг (2,2 фунта) говядины требуется в среднем 25 кг (55 фунтов) урожая. [19] Производство всех этих продуктов питания также приводит к увеличению количества сельскохозяйственных отходов.

В больших количествах сельскохозяйственные отходы могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду и среду обитания, например, за счет выбросов парниковых газов , создания неприятных запахов и токсичных жидкостей, которые могут проникнуть в источники воды. [20] [21]

Частое и крупномасштабное сжигание сельскохозяйственных отходов также оказывает негативное воздействие на здоровье людей, которые подвергаются воздействию токсичного смога в результате пожаров. Масштабное сжигание сельскохозяйственных отходов во всем мире, особенно ранней осенью, приводит к частому образованию смога. [22]

Всемирная организация здравоохранения ( ВОЗ ) определяет смог, возникающий в результате сжигания сельскохозяйственных отходов, как один из крупнейших источников загрязнения окружающего воздуха . Все формы загрязнения воздуха в совокупности являются причиной 7 миллионов смертей ежегодно, в том числе 650 000 детей. [23]

Схематическое изображение иерархии отходов , стандарта обращения с отходами.

Помимо воздействия на качество воздуха, сжигание сельскохозяйственных отходов на полях также оказывает негативное влияние на плодородие почвы, экономическое развитие и климат. [24] Отсутствие экологически безопасного управления сельскохозяйственными отходами приводит, среди прочего, к страданиям животных, загрязнению воды, удобрению удобрений и сокращению биоразнообразия. [25]

Согласно иерархии отходов , сжигание сельскохозяйственных отходов ради производства энергии является менее экологически чистым методом переработки, чем их переработка или повторное использование. Более того, сжигание для производства энергии можно произвести один раз, а потребительские товары (например, бумагу, изготовленную из сельскохозяйственных отходов) можно переработать еще семь раз. [26] После этого его, возможно, все еще можно будет сжигать для получения энергии или даже превращать в биогаз или компост посредством ферментации. [27]

Стремясь снизить негативное воздействие сельскохозяйственных отходов на землю, некоторые компании сосредоточились на разработке новых технологий, которые позволяют рационально использовать сельскохозяйственные отходы и вернуться к традиционному использованию без сжигания.

Сельскохозяйственное горение в Калифорнии

Калифорния принимает сжигание как инструмент для удаления сорняков, предотвращения болезней и борьбы с вредителями, особенно риса и груш. Сжигание разрешено в Дни разрешенного сжигания. [28]

Приложения

Несколько компаний по всему миру используют остатки сельскохозяйственных отходов для производства новой продукции. [29] Повторное использование сельскохозяйственных отходов соответствует желаемой экономике замкнутого цикла . В современной экономике в основном используется первичное сырье . [30] С другой стороны, сельскохозяйственные отходы являются вторичным сырьем. Это остаточные (отходные) потоки существующей промышленности, которые могут служить сырьем для новых применений. Все более широкое повторное использование материалов в качестве сырья для производственного процесса способствует достижению цели ЕС по созданию экономики замкнутого цикла к 2050 году. [31]

ДВП

Компания CalFibre из США разработала и построила первый в мире завод по производству древесноволокнистых плит средней плотности (МДФ) на основе рисовой соломы, расположенный в Уиллоусе, Калифорния. Используя рисовую солому вместо древесины, CalFibre избавляет от лесозаготовок площадь, эквивалентную 4200 акрам леса (примерно 180 000 метрических тонн древесины), при этом их заготовка и транспортировка выбрасывают в атмосферу 150 000 тонн CO2-экв. Кроме того, предотвращение разложения рисовой соломы ежегодно устраняет 66 000 тонн метана, что эквивалентно примерно 1,848 миллионам тонн CO2. Этот подход также экономит до 18 миллиардов галлонов воды ежегодно (удовлетворяя ежегодную потребность в воде 500 000 жителей района Залива) и сокращает выбросы CO2 на 1,4 миллиона тонн, связанные с управлением водными ресурсами. Второй завод сейчас строится в Египте.

Бумага и картон

Компания PaperWise использует сельскохозяйственные отходы в качестве сырья для производства экологически чистой бумаги и картона . Стебли и листья, оставшиеся после сбора урожая, перерабатываются в сырье для бумаги и картона. С помощью PaperWise целлюлоза , необходимая для производства бумаги, извлекается из сельскохозяйственных отходов. Это заменяет долю целлюлозных волокон деревьев, а это означает, что эти деревья не нужно вырубать для производства бумаги, а можно оставить для поглощения CO₂ и преобразования его в кислород. Эта бумага и картон, изготовленные из сельскохозяйственных отходов, соответствуют высоким стандартам качества и доступны, среди прочего, как бумага для печати. [32] Он также используется для производства экологически чистой упаковки и офисной продукции.

Биологическое масло

Vertoro — это результат государственно-частного партнерства между Brightlands Chemelot Campus, DSM, Chemelot InSciTe, Маастрихтским университетом (UM) и Эйндховенским технологическим университетом (TU/e), которые производят 100% био-масло из сельскохозяйственных отходов. , среди прочего, как альтернатива ископаемому маслу. [33]

Кожа

Компания Fruitleather Rotterdam производит сумки и обувь на основе выброшенных фруктов. Поскольку 40% не соответствует требованиям сетей супермаркетов, например, кривой огурец или слегка деформированный помидор, много фруктов пропадает. [34] Компания Fruitleather Rotterdam разработала экологически чистый производственный процесс, который превращает фруктовые отходы в экологически чистый материал, похожий на кожу.

Одноразовые товары для общественного питания

Компания Eco-Products из США продает одноразовые товары для общественного питания, изготовленные на основе различных сельскохозяйственных отходов. [35] Эти одноразовые предметы используются для мероприятий, вечеринок и одноразовых мероприятий.

Топливо

В Финляндии производитель молочной продукции Valio и энергетическая компания St1 создали совместное предприятие Suomen Lantakaasu для производства экологически чистого транспортного топлива. Здесь используется биогазовая установка, питаемая навозом и сельскохозяйственными отходами из Финляндии. [36]

Пластик

PlasticFri — шведский стартап, производящий экологически чистые биокомпозиты . Запатентованная технология стартапа извлекает волокнистые материалы из сельскохозяйственных отходов и несъедобных растений для создания экологически чистой альтернативы пластику. Материал PlasticFri не содержит вредных веществ и полностью биоразлагаем . [37]

Осведомленность

Большинство фермеров в развивающихся странах не знают об альтернативных способах применения и поэтому считают сжигание лучшим вариантом. [38] Поэтому необходимы крупномасштабные программы повышения осведомленности;

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Мохите, Джагтап, Авхад, Мор (сентябрь 2022 г.). «Переработка остатков основных сельскохозяйственных культур и ее применение в полимерной промышленности: обзор в контексте связи отходов с энергетикой». Энергетический Нексус . 7 : 100134. дои : 10.1016/j.nexus.2022.100134 . S2CID  251708592.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ «Часто задаваемые вопросы». PaperWise . Проверено 28 ноября 2022 г.
  3. ^ Статистический ежегодник «Мировое продовольствие и сельское хозяйство». 2021. doi : 10.4060/CB4477EN. ISBN 978-92-5-134332-6. S2CID  240163091 . Проверено 28 ноября 2022 г.
  4. ^ «Часто задаваемые вопросы». PaperWise . Проверено 2 ноября 2022 г.
  5. ^ «PaperWise – разумно обращаться с отходами» . Проверено 10 ноября 2022 г.
  6. ^ Фрич, Кэролайн; Штеблер, Андреас; Хаппель, Антон; Куберо Маркес, Мигель Анхель; Агило-Агуайо, Ингрид; Абадиас, Марибель; Галлур, Мириам; Чигоньини, Илария Мария; Монтанари, Анджела; Лопес, Мария Хосе; Суарес-Эстрелья, Франциска; Брантон, Найджел; Луенго, Элиза; Систи, Лаура; Ферри, Маура; Белотти, Джанлука (август 2017 г.). «Устойчивое развитие в цепочке поставок продуктов питания и пищевой промышленности». Устойчивость . 9 (8): 1492. дои : 10.3390/su9081492 . hdl : 20.500.12327/1725 .
  7. ↑ Авогбеми, Ванди фон Каллон (декабрь 2022 г.). «Методы предварительной обработки сельскохозяйственных отходов». Тематические исследования в области химической и экологической инженерии . 6 : 100229. doi : 10.1016/j.cscee.2022.100229 . S2CID  250272032.
  8. ^ Конус, Джон. «Грибы превращают солому в легкоусвояемый корм». Вагенингенский университет и исследования . Проверено 20 ноября 2022 г.
  9. ^ Шафер (2020). «Глобальное сжигание отходов сельскохозяйственных культур - микробиоуголь; как небольшая организация общественного развития на опыте научилась решать огромную проблему на одном крошечном поле за раз». Устойчивая Земля . 3 . дои : 10.1186/s42055-020-00037-y . S2CID  227122083.
  10. ^ Джайн, Бхатия, Патхак (2014). «Выбросы загрязнителей воздуха в результате сжигания пожнивных остатков в Индии». Исследование аэрозолей и качества воздуха . 14 : 422–430. дои : 10.4209/aaqr.2013.01.0031 . Проверено 23 декабря 2022 г.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ Сунь, Пэн, Чен, Ван, Вэй, Ли, Ян, Чжан, Ван, Меллоуки (2016). «Оценка выбросов CO2 в результате сжигания остатков сельскохозяйственных культур в открытом грунте в Китае с 1996 по 2013 год». Журнал чистого производства . 112 : 2625–2631. дои : 10.1016/j.jclepro.2015.09.112 . Проверено 23 декабря 2022 г.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  12. ↑ Сингх Ядав (4 июня 2019 г.). «Сжигание стерни: проблема для окружающей среды, сельского хозяйства и человека». Приземленный . Проверено 23 декабря 2022 г.
  13. ^ Гомеш-Араужо, Рафаэль; Мартинес-Васкес, Долорес Габриэла; Шарль-Родригес, Ана Вероника; Ранхель-Ортега, Сарахи; Робледо-Оливо, Армандо (2021). «Биоактивные соединения из сельскохозяйственных отходов, способы их получения и антимикробное действие в качестве послеуборочных добавок». Международный журнал пищевой науки . 2021 : 1–13. дои : 10.1155/2021/9936722 . ПМЦ 8463193 . ПМИД  34568485. 
  14. ^ Джин, Ян, По, Хуан (2018). «Комплексная переработка отходов растительного происхождения для производства продукции с добавленной стоимостью на основе концепции биопереработки». Тенденции в пищевой науке и технологиях . Проверено 23 декабря 2022 г.{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ↑ Юстира, Харахап, Насутион, Праната (24 августа 2021 г.). «Выделение целлюлозы из сельскохозяйственных отходов с использованием различных методов обработки». Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде . 912 (1): 012020. Бибкод : 2021E&ES..912a2020Y. дои : 10.1088/1755-1315/912/1/012020 . S2CID  244772567.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ^ «Суточная норма потребления мяса на человека, 2019 г.» . Наш мир в данных . Проверено 20 ноября 2022 г.
  17. ^ «Сельскохозяйственный прогноз ОЭСР-ФАО, 2015» . Библиотека ОЭСР . Проверено 22 ноября 2022 г.
  18. ^ «Потребление мяса в мире с 1990 по 2021 год по типам мяса» . Статистика . Проверено 23 ноября 2022 г.
  19. ^ «Корма, необходимые для производства одного килограмма мясного или молочного продукта» . Наш мир в данных . Проверено 24 ноября 2022 г.
  20. ^ Рапперт, Мюллер (2005). «Соединения запахов в выбросах отходящих газов сельскохозяйственных предприятий и пищевой промышленности». Управление отходами (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк) . 25 (9): 887–907. Бибкод : 2005WaMan..25..887R. doi :10.1016/j.wasman.2005.07.008. ПМИД  16129591 . Проверено 22 декабря 2022 г.
  21. ^ «Выбросы парниковых газов от сельского хозяйства в Европе». Европейское агентство по окружающей среде . 26 октября 2022 г. Проверено 22 декабря 2022 г.
  22. ^ «Токсическое пламя: истинная цена сжигания урожая». Программа ООН по окружающей среде . 16 августа 2021 г. Проверено 20 ноября 2022 г.
  23. ^ «Загрязнение воздуха». Всемирная организация здравоохранения . Проверено 18 ноября 2022 г.
  24. ^ Абдуррахман, Мухаммад Иса; Чаки, Сукалпаа; Шайни, Гаурав (декабрь 2020 г.). «Сжигание стерни: влияние на здоровье и окружающую среду, правила и методы управления». Экологические достижения . 2 : 100011. doi : 10.1016/j.envadv.2020.100011 . S2CID  226315102.
  25. ^ Кукрея, Ринкеш. «Причины, последствия и пути решения сельскохозяйственного загрязнения нашей окружающей среды». Сохранение энергии в будущем . Проверено 20 ноября 2022 г.
  26. ^ «Почему бумагу нельзя перерабатывать бесконечно». Это Эко . 28 ноября 2020 г. Проверено 20 ноября 2022 г.
  27. ^ Кокиева, Г.Э.; Протодьяконова, Г.П.; Дондоков, УЗ; Шалбуев Д.В.; Войнаш, С.А. (2020). «Производство биогаза методом ферментации сельскохозяйственных отходов». Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия . 941 (1): 012019. Бибкод : 2020MS&E..941a2019K. дои : 10.1088/1757-899X/941/1/012019 . S2CID  234430421.
  28. ^ Совет по сжиганию воздуха в сельском хозяйстве Калифорнии
  29. ^ «От сельскохозяйственных отходов к товарной продукции» . Европейская комиссия . 11 июля 2019 года . Проверено 22 декабря 2022 г.
  30. ^ «Сырье». Европейская комиссия . Проверено 24 декабря 2022 г.
  31. ^ «План действий по экономике замкнутого цикла». Департамент окружающей среды ЕС . Проверено 2 декабря 2022 г.
  32. ^ «Высококачественная и экологически чистая бумага и картон» . PaperWise . Проверено 3 декабря 2022 г.
  33. ^ «Наша технология». Верторо . Проверено 3 декабря 2022 г.
  34. ^ «Введение». Фруктовая кожа Роттердама . Проверено 1 декабря 2022 г.
  35. ^ "Раскладушки из пшеничной соломы" . Эко продукты . Проверено 2 декабря 2022 г.
  36. ^ «Совместное предприятие Valio и St1, Suomen Lantakaasu Oy, готово увеличить производство биогаза внутри страны» . Валио . Проверено 2 декабря 2022 г.
  37. ^ «Технология». ПластикПт . 13 мая 2022 г. Проверено 2 декабря 2022 г.
  38. ^ Олусеун Адехумо, Исаак; Адебукола Адебии, Олуфеми (2021). Твердые сельскохозяйственные отходы: причины, последствия и эффективное управление. doi : 10.5772/intechopen.93601. ISBN 978-1-83962-559-6. S2CID  230572722 . Проверено 3 декабря 2022 г. {{cite book}}: |website=игнорируется ( помощь )