Posibilitati de Valorificare In Agricultura a Compostului Obtinut din Gunoi Menajer Si Namol de Canalizare

Posibilități de valorificare în agricultură a compostului obținut din gunoi menajer și nămol de canalizare

Cap 1. Stadiul actual al cercetarilor privind utilizarea in agricultura a composturilor preparate din namol orasenesc si materiale reziduale menajere

[NUME_REDACTAT] organice reziduale provenind, in special, din activitatea urbana sunt recunoscute mai mult ca surse de poluare a mediului inconjurator decat de elemente nutritive cu efecte potential benefice asupra solului si productiei vegetale. Depozitarea, reciclarea si utilizarea unor astfel de material reziduale reprezinta una dintre cele mai dificile problem, in special marile aglomerari urbane, dar nu lipsita de importanta nici in comunitatea rurala. Una din solutiile posibile pentru a le elimina din zonele respective si de a le oferi o destinatie utila este aceea de a le introduce ce veriga in sistemele tehnologice de cultivare a solului din diferitele domenii ale agriculturii, in conditiile protectiei mediului inconjurator si a pastrarii unor costuri rezonabile.

. Aspecte introductive

Tipuri de deseuri urbane solide

Art.217. – (1) Deseurile  urbane solide (DUS) tipice sunt alcatuite din urmatoarele componente: sticla, hârtie, plastic, cauciuc, metale neferoase, cartoane multimaterial, substante organice, aparatura de uz casnic, mici deseuri chimice menajere:

a) sticla are cea mai lunga durata de viata, peste 4000 ani;

b) hârtia poate fi reciclata intergral; hârtia de ziar poate poate fi reciclata în carton, hârtie igienica sau tot în hârtie de ziar;

c) metale feroase:  fier, otel, pot fi reciclate;

d) metale grele (poluante pentru mediu si toxice pentru fauna-sub forma ionica): plumb, cadmiu, crom, cobalt, mercur, acestea putând fi gasite chiar sub forma de ambalaje sau în coloranti;

e) metale neferoase: aluminiu, staniu, cupru, nichel, alama; produsele din aluminiu (cutii pentru bauturi) se realizeaza cu un consum ridicat de energie si determina multe deseuri;

f) cartonul multimaterial se regaseste în cutii de carton pentru sucuri, lapte, produse alcoolice etc.;

g) bunurile de uz casnic: frigidere, masini de spalat, dispozitive casnice, echipamente electronice;

h) micile deseuri chimice menajere: vopsea, solutii de curatat, detergenti, acumulatoare pentru automobile, ulei de motor, baterii pentru echipamente electrice;

i) cauciucul/anvelopele:poate fi transformat în bare de protectie/amortizoare pentru vehicule, în izolatii contra interperiilor, talpi de încaltaminte, umplutura pentru pavaje cu asfalt, material izolator pentru conducte etc. – se degradeaza în aproximativ 100ani;

j) substantele organice: deseuri din curti, lemn , frunze, alimente s-ar putea transforma în compost care amelioreaza solurile si minimizeaza necesarul de fertilizatori chimici;

k) masele plastice se degradeaza între 100-1000 ani iar costul reciclarii este ridicat, incinerarea este ieftina dar foarte poluanta pentru atmosfera si are actiune negativa în special asupra stratului de ozon, din aceasta categorie fac parte:

i) PP (polipropilena) majoritatea provenind din carcasele de acumulatori, izolatii termice – poate fi reciclata în carcase noi de acumulatori;

ii) PE (polietilena): provine de la pungile de plastic, galeti de plastic, jucarii si folii pentru uz agricol si reciclata poate fi transformata în folii, lazi, recipienti sau amestecata cu rasini polietilenice noi;

iii) PVC (policlorura de vinil): este una din cele mai toxice mase plastice si ar trebui evitate articolele care o contin (capacele sticlelor cu bauturi carbogazoase, carti de credit, jucarii, discuri, perdele pentru cabine de dus, conducte, cutii de margarina etc );

iv) PS (polistiren): utilizat pentru produse de unica folosinta de stirospuma si materiale de ambalat;

v) PET (polietilentereftalat): îl gasim în recipientii pentru bauturi carbogazoase; poate fi reciclat si transformat în covoare, frânghii, tesaturi, amortizoare pentru autoturisme, pensule de vopsit;

vi) LDPE (polietilena de joasa densitate): constituie cea mai mare parte a maselor plastice aruncate (pungi, filme foto, folii-ambalaje  pentru alimente, alte ambalaje), este reciclata în pungi (sacose) noi pentru magazine alimentare, containere din plastic pentru uz alimentar sau nealimentar.

(2) Toate aceste materiale sunt gasite printre componentele ambalajelor din deseurile menajere; este vorba de ambalaje pentru consumator, pentru prezentare si pentru transport.

1.2. Modalități de eliminare și/sau valorificare a reziduurilor municipale solide

CAPITOLUL 4

PROIECTAREA PROCESELOR DE TRATARE

4.1.PROBLEME PRIVIND PROIECTAREA PROCESELOR PENTRU TRATAREA REZIDURILOR SOLIDE

4.1.1. [NUME_REDACTAT] solide sunt de o mare diversitate și nu există o soluție universală simplă, fiind necesară aplicarea unui spectru larg de soluții. Datorită dezvoltării orașelor, a activităților industriale, se adună o mare cantitate de reziduuri solide. Analiza problemei începe cu studiul fluxului de mase, pentru a vedea ce se poate reutiliza, recupera ca materii prime și ca sursă de energie (v. fig. 4.1.)

Fig.4.1

Depozitarea necesită cunoașterea efectelor asupra mediului, deoarece nu este posibilă descompunerea completă a deșeurilor în componente primare fără pericol.

4.1.2. Tratarea nămolurilor

Pentru reducerea conținutului de apă în nămoluri se folosesc 2-3 trepte de îmbogățire prin (gravitate) sedimentare, filtrare sau centrifugare, fără însă a polua aerul, apa sau solul. Cea mai importantă caracteristică a nămolurilor este concentrația, în tabel dându-se valori în g/m3 sau mg/l pentru unele cazuri industriale w/w %.

Viteza cu care poate fi scoasă apa din nămoluri prin filtrare este definită prin rezistența specifică, care se calculează după o relație empirică în funcție de aria filtrului și volumul de nămol filtrat. Dar rezistența specifică depinde de compresiunea nămolului. Această dependență este definită printr-o relație empirică prin care se calculează coeficientul de compresibilitate. Ca exemplu, în tabel se dau aceste caracteristici pentru diferite nămoluri:

Dacă nămolul este folosit drept conditioner pentru sol, atunci trebuie știută compoziția chimică a nămolului, a solului și cât nămol se folosește pe ha. În tabel se dau concentrațiile unor metale în grame la 1000kg de nămol:

Prin procesul de condiționare a nămolului, introducând coagulanți sau floculanți, se urmărește ușurarea evaporării apei. Prin încălzire, condiționarea distruge organismele patogene (30 min. la 150 °C).

Îmbogățirea nămolului se poate face prin filtrare în vid, folosind vid într-un vas poros (fig. 4.2..). Procesul de centrifugare este mai recent folosit pentru scoaterea apei din nămoluri. Pentru a folosi acest proces la debite mari de nămol se folosesc electroliți.

Fermentarea (digestia) nămolurilor se folosește când acestea conțin materii organice biodegradabile prin digestie aerobă sau anaeroba. Fermentația anaerobă are loc la 35 °C și produce CH4 și CO2, rezultând o biomasă bogată în nutrienți sub formă hibridă.

Microorganismele sunt "acid former" și "methane former", întâlniți în fermentația anaerobă. Un reactor pentru fermentație anaerobă are capac flotant. Fermentația de tip aerobică, necesită oxigen (deci energie consumată) și se folosește mai mult la ape uzate municipale, nu industriale. Un fermentator (digester), anaerobic este prezentat în fig. 4.3.

Fig.4.3.

Scopul uscării nămolurilor este de a le pregăti pentru conditioner, pentru sol sau pentru incinerare. Arderea este ultima variantă.

4.1.3. Reziduuri domestice

Compoziția reziduurilor domestice (cenușă, hârtie, materii organice, metale, sticlă) diferă de la o țară la alta și în funcție de aceasta se alege tehnologia de tratare.

Metoda separării reziduurilor solide se poate realiza într-o instalație centrală sau prin separarea individuală a hârtiei, metalelor etc. De exemplu în S.U.A. se recuperează hârtie în procent de G=22.7% din ce este aruncat în deșeuri, ei având prin aceasta un indicator I=57kg/locuitor/an hârtie recuperată, iar pentru Germania cifrele sunt G=30.1% și I=40kg/loc/an.

Metoda solurilor presate se folosește pentru orașe mici, unde reziduurile, după compresare pentru a li se reduce volumul (cu 60-80%) se depozitează în bazine ecologice, pentru a nu contamina apa freatică, a nu crea mirosuri neplăcute și a nu atrage rozătoare și muște. În aceste depozite are loc degradarea biologică, oxidarea chimică a compușilor anorganici, dizolvarea și spălarea unor materiale și procese de difuzie.

Metoda îngrășămintelor compuse (composting) constă în descompunerea biologică sub acțiunea microorganismelor a reziduurilor, prin procese aerobice (cu oxigen) și anaerobice, la temperaturi de 60 – 70 °C.

Conținutul de apă este de 30 – 40%, ceea ce determină condiții optime de funcționare. În fig. 4.4. se dă variația temperaturii în timp în compost.

Fig.4.4.

Metoda incinerării este atractivă din punct de vedere sanitar, dar este scumpă, poluând aerul, pierzându-se hârtia, dar ceva se poate recupera pentru încălzire. Arderea are loc la temperatura de 800-1050 °C.

Metoda pirolizei constă în descompunerea substanțelor organice în absența oxigenului, la temperatura de 850 – 1000°C, rezultând gaze și cenușă, din care sunt extrase metalele. De obicei, dintr-o tonă de reziduuri rezultă 500 m3 de gaze, cu o compoziție apropiată de a gazului de cărbune, dar din această cantitate 300 – 400 m3 se folosesc pentru menținerea procesului de piroliză.

4.1.4. Reziduurile industriale , de mină și spitale

Aceste reziduri reprezintă o mare problemă deoarece pot conține substanțe toxice în concentrații mari, iar cele de spital pot conține agenți patogeni și substanțe radioactive, din care cauză acestea sunt incinerate. Reziduurile cu substanțe toxice sunt tratate separat. Compușii organici toxici sunt incinerați. Însă unele substanțe pot necesita mult oxigen, deși nu sunt toxice, de exemplu acetona.

(CH3)2CO+4O2 –> 3CO2+3H2O

Alte exemple: reziduurile de petrol pot fi purificate și se extrage petrolul, reziduurile cu metale prețioase sau cu mercur se oxidează și precipită deoarece sunt insolubile.

4.1.5. Reziduuri din agricultura

În special reziduurile animaliere cauzează mari probleme prin fermele intensive, deoarece conțin o mare concentrație de azot (5-10%), care poate fi folosit ca fertilizator sau să se piardă ca amoniac în ape de adâncime sau să se evapore.

Metodele de tratare a reziduurilor animaliere cele mai indicate sunt bazate pe tratarea anaerobă pentru obținerea biogazului și a utilizării ulterioare a compostului ca fertilizator.

O altă metodă modernă constă în tratarea chimică a reziduurilor agricole, pentru a obține amoniac și a crește concentrația de solide, reducându-se astfel capacitatea necesară pentru depozitare.

Ca exemplu, în fig. 4.5 se prezintă schița simplificată a unei instalații de incinerare cu boiler și grătar, D, cu o capacitate de 12.5 t/h. Alte variante de instalații de incinerare diferă prin amplasarea tubulaturii schimbătorului de căldură, prin sistemul de evacuare a cenușei, prin tehnica de recuperare a gazelor de ardere și prin gradul de automatizare al instalației. În desen s-au notat:

S1 – schimbător de căldură pentru abur

S2 – schimbător de căldură pentru apa calda

Fig. 4.5

Schimbătoarele de căldură S1 și S2 servesc pentru recuperarea căldurii rezultate din procesul de ardere.

4.2. PROBLEME PRIVIND PROIECTAREA PROCESELOR PENTRU TRATAREA AERULUI POLUAT

4.2.1. Particularitățile problemei

În prezent trebuie stabilite nivele prag mai mici pentru plumb în benzină, pentru sulfuri în combustibil și CO în gazele de ardere.

Metodele pentru controlul poluării aerului se clasifică după tehnologia aplicată:

prin schimbarea distribuției poluării

prin folosirea de tehnologii alternative pentru eliminarea problemei

prin înlăturarea poluanților

Prin emisie se înțelege sursa de poluare, care se indică în (volum/timp) sau (volum/ producție), sau în mg/m3, indicând numărul de m3 deversat în unitatea de timp sau (m3/unit. producție).

Imisia (sau răspândirea) unui poluant pe o suprafață este numărul de (mg/m2*timp) sau concentrația pentru un poluant gazos.

4.2.2. Poluarea cu particule

Prin particule inerte se înțeleg acele suspensii care nu reacționează cu mediul și care nu prezintă schimbări morfologice în urma combustiei sau a altui proces. Materia solidă activă este cea care se poate oxida sau care poate reacționa chimic cu mediul.

O grupă aparte o formează aerosolii, care sunt picături de lichid cu diametrul sub 5 microni și care pot fi de ulei sau alt poluant (de ex. freon) sau prin condensare în atmosfera. Funiginea (fumul) sunt oxizi formați prin ardere. În prezent, emisia globală de particule pe glob este de 107 t/an.

Poluarea cu particule este definită prin toxicitate și prin aria de distribuție. Multe particule sunt extrem de toxice, ca de exemplu azbestul și metalele grele (Be, Pb, Cr, Hg, Ni, Mn). Dimensiunea particulelor este foarte importantă, pentru că ele pot fi adsorbante.

Din acest motiv se dau în procente concentrațiile admisibile de particule sub o anumită dimensiune. Particulele de dimensiuni mici pot fi în suspensie mult timp în aer. Metodele de control a poluării cu particule sunt: camere de depunere, cicloane (centrifuge), filtre, precipitări electrostatice, perii umede și modificarea caracteristicilor particulelor.

Dispersia atmosferică depinde de transportul vertical și orizontal, ceea ce depinde de direcția și viteza vântului și de relief (văi, dealuri). Transportul vertical depinde și de temperatura aerului. Distribuția concentrației de particule depinde de înălțimea terenului, pentru condiții constante, cu aproximație, concentrația la sol este proporțională cu emisia Q, adică

unde H este înălțimea turnului, fig. 4.6.:

Camerele de sedimentare, cele mai simple sunt de tip gravitațional, fig. 4.7. Eficiența lor depinde de viteza gazului și densitate (), de dimensiunile particulelor și vâscozitate ().

Cicloanele separă particulele de materie dintr-un curent de gaz prin crearea de vârtejuri, fig. 4.8. Se notează prin D50 acel diametru al particulelor care pentru un ciclon dat, 50% se depun, vezi figura.

Însă eficiența este mai bună la cicloane mici, motiv pentru care se folosesc cicloane multiple, adică baterii de cicloane.

Filtrele separă particulele materiale după principiile:

datorită greutății mari a acestora ele se opresc pe fibrele filtrului și nu pot urma curentul de gaz

sunt mai mici și particulele se ciocnesc de fibrele filtrului

sunt foarte mici și are loc o difuzie moleculară.

Permeabilitatea unui filtru este definită prin volumul de aer ce poate trece prin 1 m2 de filtru la o cădere de presiune de 1 cm coloană de apă. Pentru a nu se forma "cheaguri" pe filtru, aerul trebuie să fie uscat și la temperatură înaltă.

Precipitatorii electrostatici, fig. 4.9.,sunt formați din doi electrozi, între care se creează o diferență de potențial electric de 20-70 kV c.c. Particulele de praf preiau electroni de la electrodul negativ și, fiind încărcate cu sarcină electrică negativă, sunt atrase de electrodul pozitiv de captare, de unde, prin vibrarea acestuia sunt colectate.

Periile umede folosesc lichidul pentru periat particulele din gaze sau aerosoli. Au eficiența optimă pentru particule cu d=0.2 microni. Există mai multe variante constructive, precum: a) camere de periat, fig. 4.10., cu pulverizatoare de apă contra curentului de gaz; b) cicloane de periaj; c) periaj printr-un orificiu pe suprafața apei și d) periaj pe paturi suprapuse ca în fig.4.11.

Fig. 9.5

Figura 9.6

Fig.4.11

4.2.3. Problema poluării aerului cu CO, CO2, CH

CO2 provine din arderea combustibililor fosili și este toxic în concentrații mari în atmosferă, absorbind radiațiile infraroșii. Arderea incompletă are ca rezultat emisia de CO și deci trebuie oxigen pentru o ardere completă. Sursa principală o reprezintă vehiculele cu motor. CO este periculos pentru că reacționează cu hemoglobina și reduce capacitatea sângelui de a transporta oxigen, fiind deci toxic. Controlul poluării cu CO, CO2 și CHx se face prin perfecționarea tehnică a motoarelor, prin arzătoare termice după ardere (gazele sunt ridicate la o temperatură la care are loc autoaprinderea până la arderea completă) și cu surse alternative de energie (vehicule cu motor electric).

4.2.4. Problema poluarii aerului cu SO2

Combustibilii fosili conțin 2-5% sulf care prin ardere dă SO2, poluant care mai rezultă din minerit și industria hârtiei. Acest gaz este coroziv pentru că

SO2 + O, aer –> SO3

SO3 + H2O –> H2SO4

iar H2SO4 este un acid puternic. Desulfurizarea gazelor și lichidelor are la bază reacția cu hidrogenul:

S+H2=H2S

iar H2S este absorbit de alcanolamină. Gazul de ardere SO2 este trecut printr-un convertor cu catalizator în care are loc reacția

2H2S + SO2 –> 3S + 2H2O

iar sulful S este folosit în producția de H2SO4.

4.2.5. Problema poluării aerului cu azot

Exista șapte compuși de oxigen și azot: N2O, NO, NO2, NO3, N2O3, N2O4, N2O5, care sunt însumate prin NOx, cele mai importante fiind NO și NO2, care provin din gazele de ardere a combustibililor fosili. Limitarea acestor gaze se face ca și la compușii cu carbon. Pericolul lor este ca formează cu apa nitrați, care prin ploi sunt duși în lacuri.

4.2.6. Poluarea aerului în industrie

Poluarea aerului în industrie nu a crescut în ultimii ani în aceeași proporție cu creșterea industriei, datorită măsurilor. Cele mai importante surse de poluare industrială sunt la producția de H2SO4 (emisii de SO2, SO3), la HCl (emisii de Cl2, SO2, SO3), de amoniu NH4 (emisii de SO2, SO3, NH3, NOx), de acid nitric (NOx), de celuloză (emisii de SO2), de fier, ciment și asfalt (emisii de particule). Gazele nocive condensabile pot fi înlăturate prin absorbție, adsorbție și combustie, iar cele necondensabile prin incinerare.

Absorbția este un proces de difuzie ce implică transfer de masă, transferul de molecule din stare gazoasă în stare lichidă. Ca exemplu se dă CO2, SH2 și fenol, absorbiți în soluții alcaline:

CO2 + 2NaOH –> 2Na+ + CO32-

H2S + 2NaOH –> 2Na+ + S2- + 2H2O

C6H5OH + NOH –> C6H5O- + Na+ + H2O

și amoniacul absorbit de H2SO4:

2NH3 + H2SO4 –> 2NH4+ + SO42-

Adsorbția este un proces de reținere a absorbantului din forma gazoasă pe suprafața solidului adsorbant, care trebuie să fie selectiv, ușor și economic de regenerat, accesibil în cantitatea necesară și la preț scăzut. Desorbția se face prin creșterea temperaturii, prin stropirea cu abur fierbinte, prin vacuum, prin oxidarea absorbantului pe suprafața adsorbantului etc.

Combustia este o oxidare la temperatură înaltă, având ca scop oxidarea completă a unor contaminanți.

Poluarea aerului în industrie este specifică proceselor de fabricație și necesită studii separate pentru fiecare caz.

Valoare agronomică și comercială, caracteristici ale diferitelor materiale

organice reziduale urbane

1. PROBLEMA DEȘEURILOR SUB ASPECT ECONOMIC

ȘI ECOLOGIC

Deșeurile apar ca rezultat al activității omului, iar reciclarea, tratarea și depozitarea lor reprezintă una dintre cele mai actuale probleme economice și ecologice ale societății contemporane.

Societatea umană are ca sursă primordială de existență munca, în al cărei proces omul transformă materii prime sau produse de nivel calitativ inferior în produse de nivel calitativ superior. Pentru aceasta el are nevoie de energie. Obligatoriu însă din această activitate apar

produse secundare, inutile, de cele mai multe ori toxice. Aceste deșeuri, noxe, poluanți pun în pericol, prin acumulare, nu numai activitatea creatoare de bunuri, ci chiar confortul și sănătatea speciei umane.

Actualul flux de materiale este nedurabil, datorită distrugerii ambientale, extracției, prelucrării și depozitării deșeurilor. Cererea de produse din lemn și hârtie, de exemplu, continuă să se răsfrângă asupra pădurilor având consecințe ambientale grave. Tăierile realizate pentru obținerea produselor din lemn amenință peste 70% din pădurile virgine mari rămase pe planetă, iar în multe părți ale lumii, plantațiile forestiere cu o singură specie au înlocuit codrii seculari, ceea ce a redus diversitatea speciilor, făcând necesară aplicarea insecticidelor. Pădurile

sănătoase asigură servicii vitale în cadrul ecosistemelor: de pildă stăvilesc eroziunea, acumulează apa pe care o furnizează în anotimpurile secetoase și reglează regimul pluviometric. Pădurile reprezintă habitatul unei game diverse de organisme vegetale și animale, găzduind peste 50 % din speciile de pe glob.

Unitățile miniere folosesc chimicale toxice, ca: cianură, mercur și acid sulfuric pentru a separa metalul din minereu. Sterilul, respectiv restul de minereu îmbibat cu substanțe toxice care rămâne după separarea metalului, este descărcat, adesea, direct în lacuri sau râuri, cu

consecințe devastatoare. Proporții catastrofale au luat deversările industriale în râul Rein; în lacurile din America s-au acumulat munți de deșeuri industriale și doar măsurile excepționale au permis ameliorarea situației ecologice.

În 1983, în urma ruperii barajului de la Stebnic (Ucraina), în râul Nistru au nimerit sute de mii m 3 de ape toxice industriale. Ca urmare a 5 acestei catastrofe ecologice a pierit majoritatea viețuitoarelor din râul Nistru.

Activitatea industrială din secolul XX a fost însoțită de transferarea către ambient a milioane de tone de plumb, zinc și cupru; emisiile industriale globale de plumb depășesc acum nivelurile naturale de 27 de ori. Impactul acestei poluări este grav: ca urmare a contaminării cu metale grele, de exemplu, vegetația lipsește pe o rază de 15 km în jurul vechilor topitorii din fosta [NUME_REDACTAT]. Expunerea la mercur, larg răspândiră printre mineri, mărește riscul cancerului și poate afecta rinichii și sistemul nervos, iar plumbul – o substanță neuro toxică – este cunoscut și prin faptul că afectează dezvoltarea intelectuală a copiilor.

Depozitarea necondiționată a deșeurilor industriale constituie o problemă globală. Aproape două treimi din deșeuri sunt depozitate în locuri neamenajate, iar un sfert din acestea sunt deversate în ocean. Tratarea cu neglijență a reziduurilor industriale are urmări medicale, ambientale și economice teribile în multe regiuni ale lumii. Se spune că un sfert din populația Rusiei, de exemplu, trăiește în zone unde poluarea depășește de 10 ori nivelul admis. [NUME_REDACTAT] Unite circa 40 000 amplasamente au fost catalogate ca locuri cu deșeuri periculoase.

Dezvoltarea industrială și ridicarea standardelor de viață a unei părți a populației a impus utilizarea unor substanțe chimice periculoase pentru om, viețuitoare și mediu. Deșeurile periculoase sunt formate, în cea mai mare parte, în industria chimică, rafinării, industria metalurgică, ateliere auto, benzinării etc. Chimia modernă a pus în folosință noi chimicale

sintetice, adesea cu consecințe necunoscute, care nu sunt atât de omniprezente pe cât sunt de persistente. Produșii organici persistenți (POP), printre care se numără pesticidele, materiile plastice, dioxina etc.,se mențin activ în mediu mulți ani. Deoarece se degradează încet,

POP se adună în țesuturile grase când trec în lanțul alimentar, provocând perturbări în sistemele endocrin și reproducător.

Cele mai importante volume de deșeuri toxice în țările UE revin Germaniei, Franței și Angliei (42 mln. t/an). Rusiei îi revin circa 20 mln. t/an, iar celorlalte țări ale [NUME_REDACTAT] și de Est (ECE), cât și [NUME_REDACTAT] Independente (NSI) – încă 10 mln. t/an.

Deșeurile solide menajere de asemenea provoacă o gamă de probleme specifice. Cantitatea de deșeuri solide produsă de țările 6 dezvoltate este foarte mare (430 – 800 kg/an pe cap de locuitor) și în continuă creștere. În țările în curs de dezvoltare acest material este deversat, adesea, în locuri din apropierea orașelor sau pe raza unor periferii aglomerate, unde face să prolifereze șobolanii și insectele transmițătoare de diferite boli parazitare. În țările industrializate deșeurile menajere solide, de obicei, sunt îngropate sau incinerate, având urmări ambientale. De exemplu, dacă nu sunt căptușite bine gropile de gunoi permit scurgeri descendente care contaminează sursele de apă subterane, iar prin putrezirea materiei organice se formează metan – un gaz de seră cu o capacitate de încălzire globală de 21 de ori mai mare decât al dioxidului de carbon.

Doar în ultimii ani viteza de creștere a cantităților de deșeuri pe cap de locuitor a început să scadă în țările dezvoltate, pe de o parte datorită campaniilor de informare a populației (conștientizarea necesității reducerii, refolosirii și reciclării) și pe de altă parte, datorită costurilor în continuă creștere a depozitelor de deșeuri.

Azi în țările dezvoltate se acumulează în jurul a 800 – 1000 kg deșeuri pe cap de locuitor anual, în R. Moldova – 340, Chișinău – 400kg.

Gestionarea corectă a deșeurilor, care prin natura lor reprezintă atât o sursă de poluare, cât și un izvor de materii prime seculare, trebuie realizată în mod integrat, cu înțelegerea consecințelor pe termen lung a deciziilor adoptate. În legătură cu aceasta, tendințele actuale privind abordarea problemei deșeurilor trebuie să țină cont de următoarele aspecte:

– micșorarea cantității de deșeuri;

– evitarea poluării mediului.

Din experiența altor țări s–a constatat că una din modalitățile de reducere a cantităților de deșeuri generate este înlocuirea taxelor fixe cu taxele pe unitate de volum sau masă. Această măsură va stimula și recuperarea de la populație a materialelor reciclabile. În acest context va apărea o tendință normală de reducere a cantităților de deșeuri depozitate, va necesita introducerea colectării separate a deșeurilor de la populație. Materialele utile din deșeuri reprezintă o sursă valoroasă care nu trebuie irosită. 7

Dezvoltarea economică și socială durabilă fără deteriorarea calității mediului impune un management adecvat al deșeurilor fără epuizarea resurselor naturale.

Preocupările la nivel global privind eliminarea finală a deșeurilor și conceptul unei societăți durabile sunt din ce în ce mai pregnante. Există un consens general privind resursele limitate ale planetei și creșterile continue ale costurilor gestiunii deșeurilor.

6.4. COMPOSTAREA

Metoda cea mai bună de valorificare a reziduurilor organice de tot felul o reprezintă compostarea.

6.4.1 Ce este compostul?

Biroul de standardizare din Quebec definește compostul astfel: un produs matur solid rezultat din compostare, care este un proces condus de bio-oxidare a substratului organic heterogen solid incluzând o fază termofilă.

Prin compost se înțelege un produs obținut printr-un proces aerob, termofil, de descompunere și sinteză microbiană a substanțelor organice din produsele reziduale, care conține peste 25 % humus relativ stabil format predominant din biomasă microbiană și care în continuare este supus unei slabe descompuneri fiind suficient de stabil pentru a nu se reîncălzi ori determina probleme de miros sau de înmulțire a insectelor și are raportul C:N = 10-15

Indiferent de originea și natura ei, materia organică, în funcție de condițiile de aerație și umiditate, evoluează câtre o stare calitativ nouă, relativ stabilă față de biodegradare, caracterizată printr-un raport C:N similar humusului.

Compostarea poate fi deci definită ca o metodă de management al procesului de oxidare biologică care convertește materiile organice heterogene în altele mai omogene, cu particule fine asemănătoare humusului.

Prin compostare se înțelege totalitatea transformărilor microbiene, biochimice, chimice și fizice pe care le suferă deșeurile organice, vegetale și animale, de la starea lor inițială și până ajung în diferite stadii de humificare, stare calitativ deosebită de cea inițială, caracteristică produsului nou format, denumit compost.

Pentru fermierii ce nu dispun de suprafețe suficiente pentru distribuirea produselor reziduale compostarea constituie una din metodele de tratare și degajare a dejecțiilor în condițiile protejării mediului ambiant Pentru aceasta ei trebuie să opteze pentru un sistem intensiv de aerare a grămezii și să dispună de echipamentele necesare pentru amestecul grămezii.

6.4.2 Fazele procesului de compostare.

S-au identificat trei faze principale ale procesului de compostare:

faza 1, stadiul de fermentare mezofilă, care este caracterizat prin creștearea bacteriilor și temperaturi între 25 și 400C;

faza 2, stadiul termofil în care sunt prezente bacteriile, ciupercile și actinomicetele (primul nivel al consumatorilor) la o temperatură de 50-600C, descompunînd celuloza, lignina și alte materiale rezistente; limita superioară a stadiului termofil poate fi la 700C și este necesar să se mențină temperatura ridicată cel puțin o zi pentru a asigura distrugerea patogenilor și contaminanților;

faza 3, îl constituie stadiul de maturare, unde temperaturile se stabilizează și se continuă unele fermentații, convertind materialul degradat în humus prin reacții de condensare și polimerizare; ultimul obiectiv este de a produce un material care este stabil și poate fi judecat cu privire la raportul C:N; materialele bine compostate au un raport C:N redus; de ex. raportul C:N poate scădea de la 30 la începutul procesului de compostare la 15 în compostul matur.

În timpul compostării active, descompunerea aerobă generează bioxid de carbon și vapori de apă. Descompunerea anaerobă activă generează bioxid de carbon, metan și alte produse de fermentație care creează mirosuri neplăcute, pH redus în grămada de compostare și inhibă creșterea plantelor. Numeroși factori afectează generarea de mirosuri: cantitatea de oxigen din grămadă, caracteristicile materialelor supuse compostării, pH –ul inițial al amestecului și materialele utilizate ca aditivi. Chiar dacă există o aprovizionare bună cu oxigen (obținut prin difuzie, remaniere ori aerare forțată) în grămada de compostare tot rămân unele pungi mai mici ori mai mari în care procesul se desfășoară în condiții anaerobe. Produsele din aceste pungi anaerobe se vor descompune în momentul în care ele ajung în condiții aerobe în grămada de compostare. La condiții de pH în jur de 4,5 sau mai mici, microorganismele aerobe mor, se corodează echipamentele de lucru și apar mirosuri. pH-ul coborât și apariția mirosurilor sunt cei mai buni indicatori ai nevoii de oxigen. O grămadă de compostare este predominant aerobă dacă concentrația oxigenului în grămada de compostare este distribuită uniform și are valori peste 5-6 %. La valori ale oxigenului sub 3 % apar mirosurile și începe procesul de anaerobioză. Dacă se întrerupe fluxul de aer în grămadă chiar și numai 2 minute atunci când activitatea microbiană este ridicată în grămadă pot să apară procese anaerobe. În condiții anaerobe, apar mirosuri generate de alcolii și acizii organici volatili formați rapid, care coboară pH-ul grămezii. Restabilirea condițiilor aerobe printr-o aerare și porozitate corespunzătoare poate lua de la 2 la 6 zile.

Organismele microbiene necesare pentru compostare apar natural în multe materiale organice. Totuși, sunt numeroși proprietari de produse vandabile pentru a activa ori a fi folosite ca starter în compostare. Adăugarea de culturi bacteriene ori alte produse se referă la inoculare ori însămânțare. Cu toate că folosirea stimulatorilor poate stimula compostarea (în special a subproduselor care sunt relativ sterile), cei mai mulți producători de compost le consideră rareori necesare. Cele mai obișnuite tipuri de aditivi folosiți pentru dirijarea compostării și îmbunătățirea calității produsului final sunt:

folosirea compostului care nu și-a terminat maturarea și este încă bogat în microorganisme ca inocul (până la 10 % din masa grămezii de compostare);

folosirea carbonatului de calciu pentru corectarea deficitului de calciu și corectarea reacției acide;

folosirea sîngelui și făinii de coarne pentru a asigura azotul în absența gunoiului de grajd;

făina de oase este utilizată pentru corectarea deficitului de fosfor și calciu;

solul argilos sau argila pură sunt folosite pentru a îmbunătăți formarea compușilor argilo-humați, în special pentru composturile ce se vor folosi pe solurile nisipoase;

gipsul este recomandat pentru îmbunătățirea texturii solului;

roca fosfatică măcinată se adaugă pentru eliberarea lentă a fosforului accesibil;

nisipul și pulberea grosieră de granit (în cantități mici) au rolul de reducere a texturii prea argiloase și îmbunătățire a drenajului;

făină de alge marine se recomandă ca sursă de potasiu și microelemente;

organisme specifice ori preparate biodinamice, și

roci măcinate ori pudră aplicate pentru asigurarea microelementelor ori argilei; deasemenea acestea reduc mirosurile neplăcute, îmbunătățesc formarea humusului și drenajul.

Municipalitatea din Calgary, Canada, a folosit ureea ca amendament cu azot și prin aceasta a mărit viteza de compostare și a obținut temperaturi mai ridicate decât în variantele fără uree. Ca sursă de azot pot fi folosite și ierburile, asfel că un amestec de frunze și ierburi compostează în bune condiții.

6.4.3 Avantajele și dezavantajele compostării.

Principalele avantaje ale compostării produselor reziduale zootehnice constau în:

asigură protecția mediului ambiant din apropierea complexelor zootehnice și în tot arealul în care acesta se aplică;

constituie o metodă eficientă de reciclare pentru reziduurile culturilor, reziduurile și mortalitățile din complexele zootehnice;

se înlocuiește un produs voluminos, cu umiditate ridicată, greu transportabil și pe o rază mică în jurul complexului cu un produs concentrat, ușor transportabil la orice distanță, fără miros, liber de agenți patogeni, capabil să controleze dezvoltarea unor boli și dăunători din sol, ușor de depozitat, nu creează probleme cu muștele sau cu buruienile, putând fi aplicat pe teren la momentul cel mai convenabil;

conservă elementele nutritive din gunoi; compostul conține o formă organică mai stabilă a azotului, care este mai puțin spălat în apele freatice;

produsul final cedează mai greu elementele nutritive accesibile pentru plante și poate fi aplicat pe teren o perioadă mai îndelungată;

se obține un îngrășământ valoros pentru agricultură, mai ales pentru sectoarele legumicol și floricol, care poate substitui mari cantități de îngrășăminte chimice:

se obține un produs capabil să reducă deficitul de materie organică și microelemente în solurile agricole, să amelioreze caracteristicile fizice, chimice și biologice ale solurilor și să cresacă indicii de valorificare a elementelor nutritive din îngrășămintele minerale aplicate;

poate substitui așternutul;

se îmbină degajarea reziduurilor cu ameliorarea solului într-o manieră ‘’naturală’’, care nu cere un consum foarte mare de energie, dar solicită cel puțin la fel de multă atenție ca operațiile de muls, mânuirea ouălor, controlul bolilor, etc.: compostarea nu înseamnă numai punerea în grămadă a unor produse reziduale și apoi să aștepți să ai compost peste câteva săptămâni;

constituie o metodă de îndepărtare a excesului de elemente nutritive din

fermă și de reducere a suprafeței ocupate cu depunerea reziduurilor;

compostul se împrăștie uniform pe terenul agricol cu mașinile existente în dotarea unităților;

compostul este un excelent condiționator de sol, îmbunătățește structura solului, are un aport important de materie organică și reduce potențialul pentru eroziunea solului; este fertilizantul ideal pentru grădină și este recomandat în special pentru răsad; compostul are un potențial antifungic;

existența unei piețe a compostului face din acesta un produs foarte atractiv; principalii cumpărători sunt grădinarii, legumicultorii, cei ce se ocupă cu agricultura peisajeră, cultivatorii de plante ornamentale, cei ce întrețin terenurile de golf, etc.; prețul variază considerabil deoarece este privit uneori ca un produs rezidual, dar se obține cu 5-10 $ pe m3 și se vinde cu 50 $ fiind mult dependent de piața locală, calitatea compostului și materiile prime utilizate; poate să aducă profit;

compostul poate fi folosit ca material pentru biofiltre;

compostarea oferă posibilitatea reutilizării elementelor nutritive și a fracției organice din reziduurile din fermă și conduce la obținerea unui produs nou, vandabil, solicitat pe piață, capabil să mărească cantitatea și calitatea prodicției agricole.

Ca la orice altă activitate și în cazul compostării pot să existe și dezavantaje. Acestea constau în:

necesită timp și bani; compostarea necesită echipament, muncă și management; dacă s-ar folosi numai echipamentele din fermă ar crește consumul de forță de muncă; se impune deci pentru fermele mijlocii și mari să se procure echipamente speciale pentru compostare al căror cost variază de la minimum 10.000 $ la peste 100.000 $ pentru a putea începe operațiunile de compostare;

necesită teren pentru desfășurarea activității; suprafețele necesare pentru depozitarea materiilor prime, a compostului finit și pentru desfășurarea procesului de compostare pot fi foarte mari;

este posibil să apară mirosuri, cel puțin în prima fază a procesului; produsele supuse compostării emană deseori mirosuri neplăcute, mai ales dacă sunt depozitate pentru un timp înainte de pornirea procesului, unele locuri pot cere măsuri de reducere a mirosurilor; mirosurile pot fi generate și printr-un management necorespunzător;

vremea poate afecta sau prelungi compostarea; vremea rece și umedă poate prelungi procesul de compostare prin reducerea temperaturii în grămada de compostare și prin creșterea umidității; zăpada în cantitate mare și pe termen lung poate chiar bloca procesul de compostare;

este nevoie de un studiu de marcheting și de aplicare a acestuia; aceasta inplică un inventar al potențialilor cumpărători, reclamă, însăcuire, transport la punctele de vânzare, un management al echipamentelor și menținerea calității produsului;

sunt îndepărtate de la producția agricolă gunoiul de grajd și resturile vegetale și orientate în alte direcții;

sunt posibile pierderi potențiale de azot din gunoiul de grajd; deseori compostul conține mai puțin de jumătate din azotul prezent în gunoiul de grajd proaspăt;

compostul cedează lent elementele nutritive pentru plante;

există riscul ca activitatea să fie tratată ca o intreprindere comercială.

Atât gunoiul de grajd cât și compostul sunt buni condiționatori de sol și au o anumită valoare fertilizantă. De obicei gunoiul de grajd se aplică direct pe teren asigurând ameliorarea calităților solului la fel ca și compostul. Acest lucru face să pară nejustificat procesul de compostare. Totuși sunt unele avantaje care impun compostarea:

compostarea convertește conținutul de azot din gunoiul de grajd în forme organice mai stabile; chiar dacă acest lucru presupune unele pierderi de azot, ceea ce rămâne este mai puțin susceptibil la spălare și pierdere sub formă de amoniac;

gunoiul cu un strat gros de așternut (așa cum se întâmplă astăzi în complexele de taurine) are un raport C:N ridicat, ceea ce face ca atunci când este aplicat pe teren să provoace foame de azot (excesul de carbon din gunoi conduce la utilizarea de către microorganisme a rezervelor de azot asimilabil din sol, acesta nemaifiind accesibil pentru plantele de cultură); procesul de compostare a acestor amestecuri de gunoi cu așernut cu raport C:N ridicat conduce la reducerea raportului C:N până la un nivel acceptabil pentru a putea fi aplicat pe teren fără a produce foame de azot;

generarea de căldură în timpul procesului de compostare reduce numărul semințelor de buruieni din gunoiul de grajd;

într-un număr din ce în ce mai mare de ferme zootehnice, gunoiul este mai mult o povară decât un lucru valoros; depunerea gunoiului provoacă mari probleme mai ales fermelor ce cumpără o mare parte din hrană, sau acolo unde numărul de animale este necorelat cu suprafața de teren disponibil pentru aplicarea gunoiului, sau în zonele cu o densitate mare a populației; multe griji sunt provocate de scurgerile de gunoi de pe terenul înghețat și contaminarea cu nitrați a apelor din fântâni; compostarea are posibilitatea să reducă aceste probleme; compostarea convertește elementele nutritive în forme ce sunt mai greu levigate către apa freatică sau sunt mai greu antrenate de scurgerile de suprafață;

utilizarea compostului conduce la reducerea poluării difuze din agricultură;

solurile fertilizate numai cu compost oferă un surplus de elemente nutritive plantelor în lunile mai-septembrie și un deficit în restul timpului, ceea ce impune aplicarea împreună cu îngrășămintele minerale.

Compostul constituie cel mai bun mulci și amendament natural al solului și el poate fi folosit în locul fertilizanților comerciali. Dar cel mai important lucru este că este un produs ieftin. Folosirea compostului conduce la îmbunătățirea structurii solului, ameliorarea texturilor excesive, îmbunătățirea aerării și creșterea capacității de inmagazinare a apei, crește fertilitatea solului și stimulează dezvoltarea unui sistem radicular sănătos al plantelor. Materia organică aplicată prin compost asigură hrana pentru microorganisme, care păstrează solul în condiții de sănătate. Azotul, potasiul și fosforul vor fi produse natural prin hrănirea microorganismelor, deci nu va fi necesară aplicarea de amendamente pentru sol sau acestea vor fi puține.

6.4.4 Metode de compostare.

În SUA se practică cel puțin 5 metode de compostare:

compostarea pasivă în grămadă deschisă;

compostarea pe platformă, în șire sau în grămezi folosind un încărcător pentru întoarcere, amestec și mânuire ;

compostarea pe platformă folosind echipamente speciale de remaniere a grămezii;

sisteme de grămezi statice aerate folosind conducte perforate;

sistem de compostare în container.

Primele trei metode se practică de obicei în aer liber, iar ultimele două în spații închise pentru a avea un mai bun control al umidității, tratamentului și captării mirosurilor.

A) Compostarea pasivă în grămadă deschisă este pretabilă pentru fermele de dimensiuni mici sau moderate, cu un management mai redus. Metoda implică formarea grămezii de materiale organice și lăsarea ei nederanjată până când materialele sunt descompuse în produse stabilizate. Aceste grămezi mici au avantajul mișcării naturale a aerului. Datorită fermentării active grămada se încălzește în interior, aerul cald se ridică și se pierde la suprafața superioară a grămezii, fiind înlocuit cu aerul rece ce pătrunde pe la baza grămezii.și pe lateral, împrospătând astfel aerul în grămadă. În funcție de mărimea grămezii curenții de aer pot împrospăta mai repede sau mai încet aerul din grămadă activând procesul de fermentație. Pentru un schimb eficient de aer mai ales în perioada de vară și dacă se compostează materiale ce dagajă mai multă căldură cum este cazul gunoiului de la cabaline, înălțimea grămezii va fi de numai 0,9 – 1,2 m. Costul muncii și echipamentului necesar pentru a forma și amesteca grămada constituie cheltuielile operaționale cele mai mari. Încărcătoarele din fermă și mașinile de împrăștiat gunoi sunt de obicei cele folosite în fermă. Compostarea pasivă or nederanjată este de obicei folosită pentru compostarea carcaselor animalelor din fermă. Dezavantajul acestei metode constă în faptul că grămada devine de negospodărit fiind prea umedă, prea uscată, prea compactată, putând deveni repede anaerobă și foarte mirositoare.

B) Compostarea pe platformă în șiruri și grămezi este cea mai comună formă de compostare. Pentru un management activ al procesului șirurile și grămezile sunt remaniate cu ajutorul unei mașini speciale ceea ce evită compactarea grămezii, îmbunătățește schimbul de aer, aduce la suprafața grămezii materialul din interior și introduce în grămadă materialul de la suprafața grămezii. În acest mod pot fi distruse prin compostare semințele de buruieni, agenții patogeni și larvele de muște, ele ajungând în mijlocul grămezii unde temperatura este foarte mare. Întorcând și amestecând din nou cu ocazia remanierilor materialele supuse compostării acestea se fragmentează în particule mai mici și le crește suprafața activă biologică de contact. Excesul de remanieri poate conduce la reducerea porozității grămezii dacă mărimea particulelor devine prea mică. Mărimea grămezii (a șirului) este dată de caracteristicile echipamentului ce realizează remanierea grămezii. La noi în țară au deținut astfel de utillaje numai unii cultivatori de ciuperci. Este timpul să se importe astfel de echipamente dacă vrem să avansăm în acest domeniu. Modul nostru de lucru, pe care îl recomandăm și acum este foarte greoi și se apropie mai mult de prima variantă de compostare decât de aceasta, din lipsă de echipamente specifice. Este de preferat ca platforma de compostare să fie înconjurată de un șanț pentru colectarea scurgerilor. Lichidul colectat poate fi folosit pentru umectarea grămezii la remaniere dacă acest lucru este necesar sau se poate aplica pe terenul agricol ca fertilizant lichid.

În cazul unor întreprinderi mici și medii, ce compostează de la câteva sute la câteva mii de metri cubi, în lipsa echipamentului specific de remaniere a grămezii se poate utiliza un tractor cu cupă de încărcare (tip fadroma) și benzi transportoare pentru a se putea realiza amestecul. Mașinile de distribuție a gunoiului pot fi utilizate și pentru distribuția compostului. Un echipament pentru remaniere poate amesteca între 400 și 4000 t pe oră. Chiar dacă se dispune de acest echipament pentru remaniere tot este necesar un încărcător tip fadroma pentru organizarea inițială a grămezii, pentru încărcarea compostului în mașinile de transportat sau de împrăștiat, etc.

C) Compostarea pe platformă folosind echipamente de remaniere specializate se practică în unitățile mari producătoare de compost. Este identică ca mod de organizare cu metoda B – compostare pe platformă în șiruri și grămezi, dar este obligatorie prezențe echipamentului special de remaniere.

D) Sistemul de grămadă statică aerată cu conducte perforate – se poate dezvolta în spații deschise sau închise. În grămadă sunt încorporate către bază conducte perforate pentru aerare. Gazele fierbinți din interiorul grămezii se ridică, iar aerul rece pătrunde prin conducte în interiorul grămezii. Se poate practica și aerarea forțată folosindu-se un suflător de aer în conductele de la baza grămezii care face ca circulația aerului să fie mai rapidă. Sistemul de forțare a aerării permite creșterea grămezii și un control mai bun al procesului de compostare. Aranjamentele de presiune negativă (în interiorul conductelor perforate) permit exaustarea aerului direct prin filtre biologice dacă mirosurile devin o problemă. Grămezile statice aerate au la bază așchii de lemn, paie tocate ori alte materiale poroase. Materialul poros de la bază încorporează și conductele perforate pentru aerare. Selectarea și amestecul inițial al materiilor prime supuse compostării sunt esențiale, deoarece trebuie să aibe o structură bună pentru a-și menține porozitatea pe întrega perioadă de compostare. Această cerință generală este asigurată prin folosirea unui agent de menținere a densității, cum sunt paiele sau așchiile de lemn. Înălțimea inițială a grămezii statice aerată este de 1,5-2,5 m. În iarnă grămezile mai mari ajută la menținerea căldurii . Un strat de compost finisat acoperă grămada de compost. Lungimea grămezii statice aerate este limitată de distribuția aerului prin conductele de aerare. Pentru grămezile statice aerate amestecul materialelor depuse în grămadă este esențial deoarece grămada se formează o singură dată. Amestecarea grămezii se face cu ajutorul unui încărcător frontal de tip fadroma prin amestecare de câteva ori într-o altă grămadă și depunere apoi în grămada finală a materialelor amestecate. Se recomandă ca amestecarea și formarea grămezii să se facă pe o suprafață betonată.

E) Sistemul de compostare în (vas) container implică închiderea materialelor de compostare activă într-un container, clădire, etc. Sistemul în (vas) container are cel mai agresiv management și în general cel cu investiția cea mai mare de capital, dar oferă cel mai bun control al procesului de compostare. Cele mai multe metode în container implică o varietate de sisteme de aerare forțată și tehnici de întoarcere mecanică conducând la intensificarea procesului de compostare. Unele sisteme de compostare în containere (un sac enorm) include materialele de compostare fără întoarcere. Sistemul de compostare în containere mici care sunt instalate pentru folosirea timp de circa un an sunt accesibile pentru compostare într-o varietate de ferme ce generează materiale organice inclusiv păsări moarte și gunoi de grajd. Multe din aceste sisteme combină atributele platformei cu echipament de întoarcere și pe cele ale metodel pilei statice aerate.

Indiferent de metoda de compostare practicată, abilitatea grămezii de compostare de a se încălzi și a menține o temperatură ridicată este dependentă de 7 factori:

compoziția fizică și biologică a materialelor supuse compostării;

accesibilitatea elementelor nutritive, inclusiv a carbonului pentru microorganismele ce produc compostarea;

nivelul umidității în materialele supuse compostării;

structura grămezii (mărimea particulelor, textura și densitatea aparentă);

rata de aerare în grămadă ori în șiră;

mărimea grămezii de compostare, și

condițiile mediului ambiant (temperatură, vânt, umiditate, etc.).

În tabelul 1 sunt prezentate caracteristicile proceselor de compostare, care sunt dependente de caracteristicile materiilor prime utilizate, mărimea grămezii de compostare și /ori condițiile climatice.

Tabelul 1 Caracteristicile dorite pentru procesele de compostare.

Pentru realizarea unei stații de compostare este necesar să avem în vedere:

panta terenului să fie între 2-4 %;

panta terenului să fie către bazinul de colectare a scurgerilor lichide;

terenul să fie pavat sub grămada de compostare;

să se construiască berme în jurul grămezii de compostare pentru a controla scurgerile în afara perimetruluisau spre interiorul perimetrului;

să exista suprafețe plane pentru stocarea materiilor prime, procesare, compostare, mutare, stocare, amestecare și comercializare a produsului final;

păstrarea echipamentelor într-o locație convenabilă pentru procesul de compostare;

construirea pereților de reținere pentru grămada de stocare;

dezvoltare unei perdele de protecție în jurul locului (gard din scândură, plante, arbuști, arbori);

construcția unui gard și a unei porți de acces în stația de compostare;

instalarea utilităților necesare în funcție de metodă și procese (un debit minim de 5 cm de apă , stocare și instrumente de construcții, oficii și laboratoare, șoproane de protecție);

obținerea permiselor necesare (acestea sunt obligatorii):

local, zonal, construcție, folosirea terenului;

statal: descărcarea apelor, compostare, transport , aer, departamentul de sănătate.

6.4.5 Prezentarea unei metode de compostare.

6.4.5.1 Materia primă pentru prepararea compostului.

Toate produsele reziduale în stare solidă provenite din complexele zootehnice și fermă pot fi utilizate ca materie primă pentru compostare. Ele se vor composta împreună cu resturi vegetale tocate, raportul dintre acestea fiind în funcție de umiditatea produsului rezidual.

Fiecare tip de reziduu zootehnic are propriile caracteristici fizice, chimice și biologice. Gunoiul de la bovine și cabaline, atunci când este amestecat cu așternut are calități bune pentru compostare. Nămolul de porc, care este foarte umed și de obicei neamestecat cu așternut necesită amestecare cu paie sau alt material energetic. Gunoiul de pasăre necesită deasemenea să fie amestecat cu materiale bogate în carbon, de preferat cu conținut mic de azot cum ar fi rumegușul și paiele. În general, descompunerea rapidă și temperaturile ridicate în timpul compostării produc produse libere de miros, ușor de mânuit, omogene și stabile biologic.

6.4.5.2 Materialul energetic.

Utilizarea unui material energetic în procesul de compostare are trei scopuri principale: reducerea umidității produsului rezidual zootehnic, aerarea grămezii de compostare și realizarea unui raport C:N optim pentru fermentare.

Ca material energetic se pot folosi paie, coceni de porumb, vreji de soia, fasole sau mazăre, tulpini de floarea soarelui, etc. tocate la dimensiuni de 2-5 cm astfel încât să se poată amesteca cât mai bine cu produsul rezidual, să aibă suprafața de contact cât mai mare, să aereze bine grămada. Unele materiale pot necesita un proces de sortare ori de măcinare. În grămada de compostare trebuie să intre toate resturile organice din fermă, ce nu își găsesc utilizare în hrana animalelor. Folosirea unor produse umede, furaje cu conținut ridicat de azot, mere, tescovină, și reziduuri de cartofi, poate cere aplicarea unui amendament din cenușă de lemn, zgură măcinată ori alte produse de amendare cu var pentru a crește pH-ul inițial al amestecului. Unele materiale ce trebuie compostate care au un conținut ridicat de carbonat de calciu ori conținut alcalin cum sunt unele așternuturi de la animale (taurine) acționează ca tampon la nivele coborâte de pH ale furajelor.

Pentru realizarea unei umidități optime se determină umiditatea produsului rezidual zootehnic și a materialului energetic. Se calculează un amestec care să dea umiditatea optimă de 65 %(cu variații de la 60 la 70 %).

Pentru obținerea unui compost de calitate este necesar ca raportul produs rezidual:material energetic să fie de 3-9:1 la cantitatea brută.

Obținerea unui compost de calitate este dependentă de realizarea în grămada de compostare a unui raport C:N optm (20-40:1) care să favorizeze nu numai pornirea și desfășurarea fermentației în așa fel încât să se obțină o descompunere rapidă a amaterialelor supuse compostării, ci să se realizaze și o sinteză de materii humice, care constiotuie de fapt partea valoroasă a compostului.

Un raport C:N mai mare de 40:1 creează condițiile pierderii carbonului prin degajare de CO2, iar la o valoare mai mică de 20 se produc pierderi de amoniac prin volatilizare, lipsind carbonul necesar sintezei proteinei microbiene.

În tabelul 2 sunt prezentate rapoartele C:N medii pentru câteva materiale supuse compostării ce prezintă valori mai mari ale azotului sau ale carbonului.

Tabelul 2 Valori ale raportului C:N în materilele supuse compostării.

Este strict necesar să se mențină o aerare corespunzătoare în grămadă, cu un conținut optim de oxigen pentru a asigura activitate biologică aerobă. Dacă aerația este insuficientă în orice etapă a procesului de compostare, se vor dezvolta condiții anaerobe și pH-ul va scădea până la aproximativ 4,5 deranjând procesul de compostare. În cele mai multe cazuri aerarea sau remanierea grămezii poate preveni condițiile anaerobe pH-ul ajungând la valori aproape neutre.

Adaosul de resturi vegetale asigură totodată și suportul fizic care să permită construirea de grămezi înalte (pentru economie de teren în stația de compostare și pentru a reduce influiența factorilor climatici externi).

Cele mai bune rezultate s-au obținut prin folosirea ca material energetic a paielor tocate.

În figura 1 se prezintă o schemă a unei stații de compostare.

6.4.5.3 [NUME_REDACTAT] vederea intrării rapide în fermentație și a ridicării bruște a temperaturii peste 600 C pentru a surprinde unii agenți patogeni în formă vegetativă este necesar să se trateze cu biopreparate. Biopreparatele sunt culturi microbiene selecționate în acest scop și cuprind specii bacteriene din familia Enterobacteriacee, Pseudomonadaceae, Bacillaceae și Actinomicete, mezo și termofile.

Rezultate bune s-au obținut prin utilizarea unor culturi microbiene aparținând genurilor: Pseudomonas, Escherichia, Micrococcus, Bacillus și Streptomyces obținute pe medii de cultură sintetice. Rolul acestor culturi este și acela de a hidroliza rapid o parte din substraturi pregătind astfel condiții favorabile dezvoltării unor microorganisme active în procese fiziologice speciale cum ar fi: fixarea azotului, degradarea celulozei, etc. Pentru obținerea de substanțe humice se introduc și unele culturi de Arthrobacter sp. și Bacillus megaterium care devin active într-un stadiu mai avansat al compostării.

6.4.5.4 Obținerea maielei pentru inoculare

Culturile microbiene sunt trecute într-un macerat de urzică pregătit după metoda prezentată în cele ce urmează. Pentru pregătirea unei grămezi mame de 2 t se pune la macerat o cantitate de 10-15 kg urzică proaspătă (sau 1,5-2 kg urzică uscată) în 100 l apă curată. Fermentarea se face la umbră, de preferință în butoaie de lemn sau material plastic. Se agită zilnic. După 4-5 zile soluția degajă un miros caracteristic indicând că este bună de folosit. Atunci se adaugă 10 l lapte degresat (sau zer sau lapte sintetic) și se lasă până a doua zi. În ziua următoare se diluează totul cu 100 l apă (volum total realizat =200 l), se introduc culturile bacteriene, inclusiv mediile de cultură agarizate și se agită circular, schimbând din când în când sensul girator, timp de o jumătate de oră.

6.4.5.5 Executarea grămezii mamă.

Mărimea grămezii mamă este de 10-15 % din greutatea grămezii de compostare. La cantități mai mici (sub 10 t) se poate practica așezarea manuală în straturi succesive a componentelor: materialul energetic 2/3, produsul rezidual 1/3 din greutatea totală a grămezii și maiaua. La cantități mai mari (peste 10 t) se folosesc benzi transportoare, maiaua fiind aplicată prin stropire cu ajutorul unei pompe cu furtun. Grămada mamă are forma prismatică cu lățimea la bază de circa 2 m, înălțimea de circa 2 m și lungimea după nevoi.

Microorganismele introduse în grămadă încep să se dezvolte pe suprafețele resturilor vegetale, iar temperatura crește. Umiditatea trebuie astfel reglată încât să nu depășească 60 %, în caz contrar grămada se remaniază și se adaugă cantități mici de apă sau material energetic uscat. Remanierea se face, de obicei, după 3-4 zile, cu ajutorul unui încărcător hidraulic TIH-445. Durata grămezii mamă este de 6-10 zile după care ea poate fi folosită pentru inocularea grămezii propriu-zise de compostare.

Cercetările au arătat că biopreparatele încorporate în grămada de compostare accelerează și mențin totodată la un nivel superior procesele vitale de descompunere și humificare a materiilor organice supuse compostării.

Dacă microorganismele termofile celulolitice și ligninolitice pot fi făcute să predomine, viteza de compostare este mai mare și temperatura mai înaltă, temperaturile peste 550 C timp de 24 de ore ducând la o distrugere aproape completă a agenților patogeni.

6.4.5.6 Executarea grămezii de compostare

Grămada de compostare propriu-zisă are forma unei șire cu o coamă teșită cu lățimea la bază de 3-6 m, înălțimea de 2 – 3 m și lungimea după nevoie și cuprinde un amestec cât mai omogen de reziduu zootehnic, material energetic și compost din grămada mamă.

Durata fermentării este de minimum 3 luni în sezonul cald și 4-5 luni în sezonul rece. În acest timp se practică remanieri din 30 în 30 de zile. Remanierea se execută cu mașina de pregătit compost pentru ciupercării, cu încărcătorul TIH sau cu alt utilaj specializat. În această etapă ar fi timpul să cumpărăm un set de mașini specializate pentru compostare pentru a face mai atractivă această activitate.

De fiecare dată când se face remanierea se fac observații asupra nivelului de umiditate a materialului ce se compostează, asupra mersului biodegradării materialelor și în caz că umiditatea a scăzut sub 50 % se procedează la stropirea materialelor cu apă, de preferință apă uzată, până ce umiditatea ajunge la 60-70 %. La remaniere se va avea grijă ca materialul de la suprafața grămezii să ajungă în mijlocul grămezii iar cel din mijloc către suprafață. Mașina cu care se face remanierea trebuie să asigure o omogenizare cât mai bună a materialului supus compostării. Dacă sezonul este prea ploios se vor lua măsuri de acoperire a grămezilor pe coame pentru a se evita impregnarea cu apă și trecerea la compostarea anaerobă, care se recunoaște după dezvoltarea unei temperaturi inferioare (sub 500 C) în masa compostului. Temperatura în masa compostului se ridică încă din primele zile la peste 55-600 C și este permisă până la 700 C. Dacă tinde să depășească acest plafon se umezește.

O umiditate prea ridicată poate conduce la condiții anaerobe în grămadă și aceasta va genera mirosuri neplăcute, întârzieri în încălzirea grămezii și scurgeri nedorite. Accesibilitatea carbonului în diferite materii prime este diferită, în funcție de suprafața de contact, determinată de mărimea particulelor și gradul de lignificare. Lignina datorită structurii sale complexe și varietății legăturilor chimice este rezistentă la descompunere. În consecință carbonul din așchii sau rumeguș este mai puțin accesibil decât cel din paie, chiar dacă raportul C:N este similar. Porozitatea este esențială, deoarece determină cît de mult aer va intra și difuza în grămadă. Porozitatea este în strânsă legătură cu umiditatea. O aprovizionare bună cu materiale energetice și de creștere a volumului grămezii este importantă, mai ales atunci cînd se compostează cantități mari de nămoluri umede. Densitatea aparentă inițială a grămezii nu trebuie să depășească 600 kg/m3. O densitate aparentă mai mare poate fi un semnal că amestecul este prea umed sau conține materiale prea dense ceea ce conduce la compactarea grămezii și la lipsa de aerare. Ca materiale folosite pentru afânarea grămezii se pot utiliza și așchiile de lemn, rumgușul or surcelele de lemn, fânul, etc.

Un compost de calitate se obține în perioada martie–octombrie. Dacă se pornește la compostare cel mai târziu la 1 octombrie, se execută o singură remaniere la 1 noiembrie (dacă vremea este bună, cu temperaturi peste 100 C, apoi nu se mai remaniază datorită temperaturilor prea coborâte.

Ultima fază a procesului de compostare, care diferă ca perioadă de la o metodă la alta în funcție de intensitatea metodei alese, o constituie definitivarea compsotului sau maturarea acestuia.

Mirosurile pot fi minimizate prin pornirea compostării materialelor cât mai repede posibil și prin menținerea compostării în condiții aerobe. Următoarele recomandări vor ajuta la minimizarea mirosurilor:

recepționarea unor bune materiale pentru compostare și menținerea lor bine amestacate;

stocarea materiilor prime pentru cel puțin unitatea de timp necesară pentru procesul de compostare,

ținerea grămezii la o înălțime de circa 1,5 m;

menținerea umidității în grămadă la circa 55%;

remanierea grămezii de două ori pe săptămână;

preveniți băltirea și stagnarea apei (locuri de activitate anaerobă);

minimizați praful (el transportă mirosurile);

păstrați grămezile de stocare acoperite și uscate;

păstrați toate facilitățile curate.

Mirosurile pot fi controlate prin alegerea materiei prime sau prin acoperirea grămezii cu un material capabil să absoarbă aceste mirosuri. De exemplu, amplasarea la suprafața grămezii aerate de compostare a unui strat de compost finit sau a unui strat de turbă va permite captarea mirosurilor neplăcute. De asemenea, amestecul cu o mare cantitate de rumeguș, compost finit ori turbă va absorbi mirosurile venite de la alte ingrediente. Controlul mirosurilor se poate face mai ușor în unitățile ce folosesc aerarea forțată. Aerul exhaustat părăsește grămada și este direcționat într-un filtru de adsorbție a mirosurilor. Deseori o grămadă de compost finit sau o grămadă de turbă poate fi folosită ca filtru.

6.4.5.7 Sitarea compostului

După încheierea perioadei de fermentare se execută o prelucrare finală care constă în eliminarea materialelor grosiere (fragmente de tulpini nedescompuse, materiale străine întâmplătoare, materiale inerte cum sunt cele de sticlă, plastic, metal, etc., materiale cu dimensiuni mari) prin cernere. Materialele organice eliminate pot fi trecute la compostare într-o altă grămadă. Înainte de cernere, uneori este nevoie de o umectare a compostului printr-o stropire fină pentru a reduce la minim degajarea prafului care ar putea să provoace neplăceri, să stânjenească operațiile potențiale, să descrească eficiența mașinilor șau să afecteze sănătatea operatorilor. Trebuie însă evitat excesul de apă ce ar putea conduce la reducerea eficienței sitării. Umiditatea optimă de sitare este între 35 și 45 % în funcție de tipul de sită folosit.

Sunt accesibile (în SUA) 4 tipuri de site: staționare, vibratoare, disc și rotative. În alegerea tipului de sită este necesar să se țină cont de: mărimea ochiurilor, capacitatea, costul, compatibilitatea cu echipamentele existente, eficiența în asigurarea nivelului dorit de separare și susceptibilitatea la blocare (astuparea ochilor sitei cu materialul de cernere). Sitele obișnuite au dimensiunile de 0,6 – 1,2 cm, în funcție de materialul ce trebuie sitat și folosirea compostului. Sitele cu dimensiuni mai mici au un risc mai mare de blocare.

6.4.5.8 Stocarea compostului

Compostul astfel obținut se depozitează în grămezi mari și se acoperă pentru a fi ferit de umditate sau uscăciune excesivă.

Stocarea este necesară pentru a armoniza timpul dintre momentul terminării compostării și momentul de folosire. Pentru fermele tipice perioada de stocare este de 3 sau mai multe luni. Stocarea se poate face în grămezi mai mari decât cele utilizate pentru compostare ori pentru maturare. Chiar și compostul finit care a fost produs și maturat în condiții bune mai are încă o slabă activitate biologică. Aceasta impune ca grămezile de stocare să nu fie ignorate și trebuie să se adopte un management care să evite recontaminarea, contaminarea cu buruieni și pericolul de foc. Pentru evitarea autocombustiei este necesar ca grămada să nu depășească 3,5 m înălțime.

Evitarea contaminării cu agenți patogeni sau cu semințe de buruieni în timul stocării se poate face dacă se asigură protecția grămezii împotriva animalelor cum sunt păsările. Acest lucru poate fi realizat prin acoperirea grămezii cu materilale textile care să permită respirația în grămadă. În permanență se va monitoriza evoluția temperaturii în grămadă și dacă aceasta crește se va trece la remanierea grămezii. Toate spațiile de depozitare a compostului vor fi bine drenate, cu suprafața de scurgere canalizată în afara grămezii. Adăposturile deschise sunt ideale pentru păstrarea compostului.

Pentru păstrare timp îndelungat umiditatea redusă este cea mai indicată deoarece se reduc mult procesele biologice.

Stocarea unui compost imatur fără aerare suficientă conduce la apariția de mirosuri neplăcute. Dacă se aplică la un mediu de creștere (ex. cuburi nutritive, substraturi de cultură, ghivece, etc.) compostul imatur va interfera cu creșterea plantelor prin imobilizarea azotului și producerea de toxicitate amoniacală ori producând deficiență de oxigen în solurile plantate. Compostul ce urmează a fi folosit în ghivece trebuie să fie mai stabil decât cel ce este destinat amestecului cu solul. În timpul stocării umiditatea nu va depăși 45-50 %, iar aceasta se va menține prin întoarcere, amestecare și adaosuri de lichide dacă este necesar. Dacă pentru însăcuire sau împrăștiere se solicită un compost cu umiditate redusă trebuie evitat adaosul de apă în timpul perioadei de definitivare (maturare). Înainte de folosire cu câteva săptămâni se recomandă să se restocheze compostul din grămada mare în grămezi mai mici. Aceasta permite să se stocheze compostul în condiții de aerare naturală și să se disipeze și compușii toxici ce pot fi prezenți.

6.4.5.9 Însăcuirea compostului

Compostul însăcuit se vinde la un preț mai mare decât cel în vrac. Însăcuirea trebuie practicată numai când volumul vândut justifică cheltuielile făcute cu echipamentul de însăcuire și cu forța de muncă. Compostul va fi depus în box-paleți pentru stocare mai ușoară înainte de livrare și pentru transport.

Însăcuirea necesită un compost foarte stabil, cu un conținut de apă de 40-45 %. Sitarea se va face prin sita de dimensiuni mai mici pentru compostul ce se însăcuiește. Deoarece compostul respiră, se recomandă ca însăcuirea să se facă chiar înainte de trimiterea compostului.

6.4.5.10 Calitatea compostului

Compostul este considerat bun dacă are următoarele caracteristici:

Se prezintă ca un produs omogen de culoare brun închis sau negru.

Mirosul este de pământ reavăn fără alte mirosuri neplăcute.

Mărimea particulelor este mai mică de 1,2 cm.

Este un produs stabil (capabil să fie stocat pentru o perioadă rezonabilă de timp fără să își piardă eficiența ca amendament al solului).

Nu conține semințe viabile de buruieni.

Nu conține fitotoxine ori contaminanți vizibili, și

Are pH-ul între 6,0 – 7,8.

În vederea livrării compostul trebuie să fie însoțit de un certificat care trebuie să cuprindă cel puțin următoarele:

umiditatea ( sub 50%);

conținutul de azot total ( peste 1,5% la s.u.);

raportul C:N ( 10-18);

pH (6,0 -7,8).

Pe etichetă se va trece numele și adresa producătorului, materialele ce au stat la baza pregătirii compostului și recomandări pentru utilizare.

În ultimii ani interesul pentru compostare ca o alternativă pentru managementul părții organice din produsele reziduale a crescut semnificativ în Canada. Ca rezultat, prin comitetul național, [NUME_REDACTAT] al Ministerelor de Mediu a început dezvoltarea unor ghiduri naționale pentru producerea și utilizarea compostului pentru toate provinciile și teritoriile. Obiectivele specifice ale acestor ghiduri sunt:

protejarea mediului ambiant și sănătății publice în țară;

încurajarea separării surselor de reziduuri solide municipale în scopul producerii unui compost de calitate;

dezvoltarea armonizată, la nivel național a standardelor compostului care vor armoniza diferite grupuri și diferite interese;

asigurarea încrederii consumatorilor prin stabilirea unor criterii de calitate la nivel național pentru compost; și

siguranța că metoda de compostare este permisă să se dezvolte ca o soluție de management a reziduurilor/resurselor și ca o industrie conștienă a mediului care deviază reziduurile organice de la depunerea în haldă și incinerare. Biroul de standardizare eliberează un certificat de conformitate care atestă că produsul fabricat de o anumită uzină este conform tuturor exigențelor normelor aplicabile. În plus,certificatul recunoaște în final capacitatea producătorului de a produce permanent și constant un astfel de produs conform standardelor. Certificatul de conformitate este valabil 2 ani. Procesul de recunoaștere a conformității comportă următoarele etape:

cererea de recunoaștere a conformității depusă de întreprindere, ce conduce la deschiderea dosarului de către biroul de standardizare;

pregătirea de către intreprindere a planului său de inspecție și recoltarea de probe pentru controlul său de calitate necesare pentru raportul privind respectarea normelor și transmiterea la biroul de standardizare a ’’Listei de verificare a calității’’;

prima vizită a inspectorului de la biroul de standardizare la uzină, pentru verificarea locului, sistemului și registrului de control a calității și trecerea la eșantionarea produselor pentru certificare;

recoltarea de probe printr-un laborator acreditat cum se cuvine, și eșantioanele recoltate de Biroul de standardizare, la sfârșitul analizelor, vor caracteriza produsul față de cerințele normelor;

studierea primului raport de evaluare și dacă acest lucru este necesar, cererea de măsuri corective;

eliberarea certificatului de conformitate, dacă toate exigențele programului de certificare au fost respectate;

verificarea periodică (la 2 ani) a intreprinderii de către biroul de standardizare, pentru a se asigura că toate condițiile prezentate în momentul certificării au rămas constante în timp (materii prime, procedeul adoptat, frecvența controlului de calitate, etc.). La stabilirea limitelor de calitate acceptabile s-au luat în considerație:

existența reglementărilor, politicilor, legilor și ghidurilor Canadiene;

existența literaturii științifice și informațiilor tehnice;

siguranța compostului;

valoarea agronomică a compostului;

analizele composturilor produse în Canada;

necesitatea, constrângerile și interesele producătorilor de compost;

compatibilitatea modului de abordare a folosirii de către diferiții participanți;

cererile organizațiilor de mediu, diferiților experți și a multor grupuri de propietari exprimate în timpul consultării publice.

Deși nu există standarde curente pentru aprecierea calității compostului, au fost folosiți mulți parametri convenționali, inclusiv următorii:

În general, compostul trebuie să fie bogat în materie organică, cu conținut redus de săruri solubile, să îndeplinească toate standardele ce reglementează utilizarea lui în agricultură, să nu conțină semințe de buruieni, să nu aibe miros respingător, să aibe pH-ul în zona neutră și să aibă umiditatea sub 50%.

6.4.5.11 Aprecierea momentului terminării compostării

Dacă după remaniere temperatura în grămada de compostare nu mai crește se poate aprecia că procesul de compostare este încheiat și compostul poate merge la locul de depozitare unde se maturează. În acest timp activitatea biologică în grămadă a scăzut suficient pentru a permite păstrarea îndelungată în grămadă fără o mânuire semnificativă. Dacă procesul de compostare a fost condus corect materialul este liber de agenți patogeni și inofensiv. Timpul suplimentar adăugat prin procesul de maturare permite o mai bună stabilizare a materialului și descompunerea acizilor organici urât mirositori și a fitotoxinelor ce au putut fi generate în timpul compostării inițiale.

Grămezile cu compostare activă pot fi gata pentru trecere la maturare după 3 săptămâni. Totuși cele mai multe recomandări sunt de 3 luni, și uneori mai mult. O atenție deosebită trebuie acordată descreșterii temperaturii în grămada activă și verificării dacă nu cumva acesta este rezultatul unor limitări cum ar fi umiditatea insuficientă sau excesivă. O metodă simplă de verificare a finalității procesului de compostare constă în recoltarea într-o pungă de plastic a unei probe de compost ce apreciem că este gata pentru trimitere la maturare, umectarea ușoară a acesteia și păstrarea acestei probe închisă la temperatura camerei (20 – 300 C). Dacă după o săptămână la deschiderea pungii aceasta nu degajă miros neplăcut se poate considera că acest compost poate fi trimis la maturare. Maturarea este menținută atât cât este necesar pentru a atinge nivelul dorit de stabilitate a compostului. Aceata poate dura de la câteva săptămâni la 8 luni sau mai mult.

Terminarea procesului util de compostare este marcat de apariția nitraților (în jur de 200 ppm) consecință a reactivării microflorei aerobe mineralizatoare a materiei humificate.

Imediat după perioada de compostare activă, cea mai mare parte din azotul accesibil din compost este sub formă de amoniu. Deși multe plante horticole absorb azotul sub formă amoniacală, multe pot fi afectate de concentrațiile ridicate de amoniu.

Cromatografia specifică reprezintă un alt test pentru stabilirea stadiului de compostare. Totuși determinarea raportului C:N rămâne în continuare un test care stabilește gradul de compostare. După 3 luni de compostare acest raport, în cazul compostului din nămol de porc sau de pasăre devine similar celui din sol având valori de 10-14.

Utilizarea în agricultură ca fertilizant a unor composturi cu un raport C:N prea ridicat, de ordinul 20-25, duce la apariția fenomenului numit de agronomi ‘’blocarea azotului’’ sau ‘’efectul depresiv’’ care se datorează intrării în concurență pentru azot a microorganismelor (ce mineralizează materia organică administrată) cu plantele de cultură. Se ajunge astfel, ca în locul unui spor de producție să se obțină o reducere a ei. Utilizarea unui compost cu raportul C:N sub 10 permite o mineralizare rapidă a azotului, care riscă să fie spălat de către apă din precipitații sau de irigare. Compostul cu un raport C:N între 10 –14 corespunde unui mediu stabil, acest raport fiind caracteristic atât pentru sol cât și pentru compostul evoluat.

Microfauna crește numeric după prima lună de compostare odată cu scăderea temperaturii. La începutul fermentării materialele din compostr sunt populate cu Amoeba limax, Cercobo agila, Amoeba gracila, Colpoda steini, Colpoda maupasi, Colpoda fastigata. După 3 luni acestea dispar fiind înlocuite de Bodo sp., Bodo augustus, Oicomonas termo, Cercobo longicauda, Vorticella microstoma, Colpoda inflata, Eonostomium affina, Vorticella putrina, acestea fiind un indice al terminării procesului de compostare.

Se demonstreză că procesele respiratorii descresc pe măsura avansării compostării, fapt ce se corelează și cu evoluția numărului de bacterii. Asupra numărului de ciuperci microscopice (fungi) care crește spre sfârșitul stagiului de compostare trebuie să menționăm dificultățile de metodă care duc la falsificarea realității în anumite stadii de dezvoltare a fungilor. Ciupercile microscopice având două stări sub care se prezintă (miceliu și spori) determină posibilitatea ca în plină expansiune vegetativă numărul de unități biologice să fie mic și totuși să reprezinte o biomasă puternic dezvoltată, iar în cazul unor condiții neprielnice de viață să producă spori, care în cazul numărătorii pe plăci cu mediu nutritiv să dea impresia unui număr mare de unități biologice, după numărul sporilor care germinează, dar care nu numai că reprezintă o biomasă infimă, dar se prezintă în același timp și inactivă din punct de vedere biologic.

Din punct de vedere calitativ zonele bine aerate din grămada de compostare au fost populate cu specii de Arthrobacter cu pigment galben și cu actinomicete , lipsind în totalitate bacteriile intestinale și Pseudomonas aeruginosa cunoscută ca patogenă. Această dinamică a microflorei aerobe este normală și oglindește de fapt procesele de transformare a materiei organice. Descompunerea materiei organice și formarea biomasei microbiene ca și sinteza simultană a substanțelor humice se produc cu intensitate descrescândă până la stabiliorea unui echilibru dat de noua calitatea a materiei organice – compost matur și finit. Peste această fază apare un proces nou de mineralizare, raportzul C:N scăzând sub 10.

În timpul procesului de compostare conținutul de substanță organică a scăzut de la 74 % la 41 %. A scăzut de asemenea conținutul de carbon, a crescut cel de azot, iar concentrația acizilor humici exprimată prin raportul acizi humici/acizi fulvici a crescut de la 0,8 la 3,0. Prin compostare densitatea aparentă a crescut cu 1/3. La terminarea compostării densitatea aparentă este în jur de 635-706 kg/m3.

Următoarele metode ar putea fi folosite pentru apecierea maturității compostării:

Consumul de oxigen – va avea valori mici în compostul matur.

CO2 respirat – va avea valori mici în compostul matur.

Abilitatea de autoîncălzire – va fi coborâtă în compostul matur.

Potențialul redox – va avea o valoare mare a raportului oxidare/reducere.

Raportul NO3 / NH3 – va avea valori mai mari de 1.

Testul humusului – va evidenția o proporție relativ ridicată a compușilor humusului cu greutate mică la mare.

Testul de creștere – semințele de creson (Lepidium sativum), orz, mazăre verde ori ridichi vor germina în compostul matur în timp normal și vor produce plante viguroase și sănătoase;

Testele de nitrat și amoniu – valorile nitraților nu vor fi mai mari decât 200 ppm, și nu se vor putea detecta valori semnificative ale amoniului în compostul matur.

6.4.5.12 Caracteristicile compostului

Compostul are miros de pământ reavăn și este bine structurat. Multe companii din SUA au extins vânzarea compostului după amestecarea cu alte materiale pentru vânzare cu amănuntul cu o valoare mai ridicată, pentru un scop specific. Echipamentul de sitare existent poate fi echipat cu pulverizator sau mixer, aplicînd astfel în mod uniform amendamente, îngrășăminte, nisip, etc. În general amestecurile de compost au următoarele caracteristici:

au caracteristici uniforme și predictibile (necesită cerințe specifice de aplicare);

conțin ingrediente mult mai scumpe (cum sunt nutrienți specifici ori microelemente), și

conduc la un preț de vânzare mai ridicat.

Amestecarea este deseori aplicată pentru a înbunătăți caracteristicile fizice și crește conținutul de materie organică a compostului vândut. S-au produs amestecuri de compost pentru pepiniere, terenuri de golf și amenajări peisagistice.

6.4.5.12.1 Caracteristicile biologice ale compostului.

Organismele patogene pot fi prezente în produsele supuse compostării ceea ce face ca însăși compostul să poată conține agenți patogeni și să constituie un risc pentru sănătate. Pentru o reducere adecvată a riscului pentru sănătate, compostul se va conforma criteriilor prezentate în secțiunile A și B în funcție de sursa de materii prime pentru compost.

Când compostul nu conține materii prime cunoscute ca având o încărcătură ridicată de patogeni umani, vor fi luate în considerare următoarele criterii:

Compostul va urma tratamentul următor ori alte procese recunoscute ca fiind echivalente de către autoritatea recunoscută (importantă).

În cazul folosirii metodei de compostare în container, reziduurile solide vor fi menținute în condiții operaționale la temperaturi de 550 C sau mai mari timp de 3 zile.

În condițiile folosirii metodei de compostare pe platformă utilizând echipamente speciale pentru remanierea grămezii, reziduurile solide vor fi menținute la o temperatură de 550 C sau mai mare pentru cel puțin 15 zile în timpul perioadei de compostare. De asemenea, în timpul perioadelor cu temperatură ridicată, grămada va fi remaniată cel puțin de 5 ori.

În cazul folosirii metodei de compostare în grămezi statice aerate, reziduurile solide vor fi menținute în condiții operaționale la o temperatură de 550 C sau mai mare pentru trei zile. Practica preferabilă este să se acopere grămada cu un strat de material izolator, cum ar fi compostul matur ori așchiile de lemn, pentru a se asigura că toată suprafața de material supus compostării este supusă la temperatura cerută.

Organismele patogene nu vor depăși următoarele:

coloformi fecali <1000 cel mai probabil număr/g de solide total calculat pe bază de greutate uscat, și

Salmonella sp. < 3 cel mai probabil număr /g solide total calculat pe bază de greutate uscat.

Acolo unde compostul conține materii prime cunoscute ca având un număr mare de agenți patogeni umani se vor lua în considerare următoarele criterii:

Trece prin tratamentul descris în secțiunea A deasupra ori alte procese recunoscute ca echivalente de autoritatea relevantă (importantă) a provinciei ori teritoriului.

Organismele patogene nu vor depăși următoarele valori:

coliformi fecali < 1000 cel mai probabil număr / g total solide calculat pe baza greutății uscat;

Salmonella sp. < 3 cel mai probabil număr / 4 g total solide calculat pe bază de greutate uscat.

Pentru poluanții organici, cu excepția PCBs (0,5 mg/kg), ghidurile nu au stabilit limite.

În grămezile de compost se realizează condiții pentru dezvoltarea multor specii. Protozoarele sunt reprezentate prin 77 specii, iar comunitatea nevertebratelor este completată de 10 genuri de colembole cu rol în descompunerea materiei organice, micetofage și coprofage. Larvele și insectele aparțin în general grupurilor de Coleoptere și Diptere. Râmele sunt foarte frecvente.

În sistemele de compostare bine conduse temperaturile cele mai mari sunt produse în stadiul inițial, cu descreșterea gradată a temperaturii spre sfârșit. Aceste temperaturi inițiale ridicate sunt de asemenea importante în asigurarea distrugerii tuturor agenților patogeni și degradării materialelor grosiere. Cei mai mulți agenți patogeni sunt omorâți în mai puțin de 3 zile cînd sunt introduși în compost. Urmărind influiența compostării asupra microorganismelor patogene s-a ajuns la următoarele concluzii:

Reacțiile termice împreună cu procesele biologice petrecute în reziduul zootehnic în timpul prelucrării lui prin compostare duc la o diminuare temporară sau definitivă a numărului total de bacterii aerobe mezofile, distrugerea într-un timp scurt (până la 7 zile) a salmonelelor și într-un interval mai lung (până la 60 zile) a lui Escherichia coli, fără a influiența sensibil Clostridium perfringens și numărul probabil de bacterii coliforme.

Procesul de compostare, deși nu are efect sterilizant pentru toate bacteriile potențial patogene, poate fi totuși considerat ca una dintre cele mai eficiente metode de decontaminare a produselor reziduale destinate fertilizării solului.

Rareori agenții patogeni umani sunt o grijă deosebită pentru reziduurile generate în fermă. Totuși specii de Giardia și Cryptosporidium parvum au fost raportate în complexele zootehnice. Acestea sunt protozoare care pot cauza diareea la om și animale, în special la cei cu un sistem imunitar scăzut. Protozoarele sunt transmise de la animalele infectate ca ciști dorminzi în materiile fecale. Ciștii persistă în mediul ambint chiar în condiții de mediu adverse. Complexele pot fi infectate cu acești paraziți prin ingerarea hranei ori a apei contaminate de către fecalele provenite de la animalele infectate, domestice sau sălbatice. Animalele tinere sunt mai susceptibile la infecție datorită practicilor curente de management care grupează animalele tinere în țarcuri. Totodată ele prezintă mai greu semnele clinice ale infecției. Când animalele au diaree datorită protozoarelor gunoiul are un mare număr de ciști de protozoare. Animalele care nu prezintă semne de infecție pot transporta protozoarele și depune ciștii în fecalele lor. Aceste protozoare sunt distruse prin expunere la temperaturi de 600 C în 30 minute. În timp ce temperatura în grămada de compostare poate depăși 600 C, în materialul de la suprafața grămezii acest lucru nu se întâmplă. Întoarcerea (remanierea) grămezii îmbunătățește potențialul pentru ca tot materialul supus compostării să atingă această temperatură. Literatura sugerează că expunerea protozoarelor la temperaturi sub 600C pentru câteva zile conduce la moartea acestor organisme.

Cercetările efectuate au arătat că prin compostarea dirijată a nămolului de porc se asigură distrugerea tuturor germenilor patogeni, microbieni și parazitari, în condițiile realizării și menținerii temperaturii de 600 C timp de o lună.

Menținerea timp de 6 zile a unor temperaturi de peste 60o C conduce la inactivarea virușilor din compost.

Testele efectuate pentru urmărirea viabilității ouălor de Ascaris suun au arătat inhibarea evoluției acestora și chiar distrugerea dacă s-au realizat temperaturi de 50-60 0 C timp de 30 zile.

În ceea ce privește calitatea biologică, compostul realizat prin fermentare dirijată este superior celui obținut prin fermentație spontană; compostul realizat prin fermentație dirijată cu biopreparate reprezintă și o soluție practică pentru evitarea poluării solului, aerului și apelor, prin înlăturarea efectelor negative: miros pestilențial, focar de răspândire a agenților patogeni pentru om și animale, datorită acumulării sau folosirii directe pe sol a nămolului (Răuță și colab., 1980).

6.4.5.12.2 Caracteristicile chimice ale compostului.

Compoziția chimică a compostului este în funcție de compoziția chimică a materialelor supuse compostării, raportul dintre aceste materiale și modul de desfășurare a procesului de compostare.

Cercetările efectuate au arătat că un compost obținut din dejecții de pasăre a avut un conținut de azot total de 6,2%, iar cantitatea de azot organic mineralizat a fost între 33,7% și 39,3%. Pentru alte tipuri de compost cantitatea de N organic mineralizat într-un ciclu experimental de 150 zile variază între 12 și 15%. Cuplarea acestei informații cu faptul că în compost există 0,04% azot accesibil (tot ca nitrat) și 0,8% azot organic, sugerează că acest produs nu constituie o sursă abundentă de azot.

Pentru aprecierea calității compostului s-au stabilit limitele de încărcare cu metale grele care pot fi folosite ca specificații pentru piață pentru orice compost sau amendament de sol destinat folosirii publice –tabelul 3. Dacă concentrațiile de metale din compost nu depășesc aceste limite compostul este apreciat ca fiind de calitate ridicată.

Tabelul 3 Limite de încărcare cu metale grele a composturilor (în s.u).

Semnificații:

Cantitatea maximă de metale grele în composturi este considerată sigură pentru culturi și animale, inclusiv omul.

Cantitatea maximă cumulativă de metale care poate fi în siguranță aplicată pe teren. Composturile care depășesc concentrația în metale pentru compostul de ’’înaltă calitate’’ (3) dar nu depășesc concentrația maximă de metale grele (1) nu trebuie să fie aplicate în exces –nu se poate depăși doza totală de încărcare cu metale (2).

Concentrația maximă de metale permisă pentru composturile aplicate pe pajiște și grădina casei, ori vîndută ori însăcuită pentru piață.

Cantitatea maximă de metale care pot fi aplicate în siguranță pe teren într-un an. Composturile care sunt vîndute sau însăcuite și depășesc concentrațiile de metale pentru ’’calitate înaltă’’ (3) dar nu depășesc concentrațiile maxime de metale grele (1) nu trebuie aplicate în exces – nu se poate depăși doza totală de încărcare anuală cu metale grele (4).

6.4.5.13 Valorificarea compostului

Compostul este gata de a fi folosit dacă temperatura din masa de compostare se stabilizează aproape de cea a mediului ambiant și concentrația de oxigen din mijlocul grămezii rămâne la valori peste 5% pentru câteva zile. Aceste măsurători trebuie făcute cînd masa de compost are umiditatea cel mult 50% și suficient volum pentru ca încălzirea să poată apară. Pentru a se putea aplica culturilor în timpul sezonului de creștere compostul trebuie să fie descompus corespunzător. Materia organică cu un raport C:N ridicat intră in competiție cu rădăcinile plantelor pentru azotul accesibil din sol. Microorganismele care minerealizează carbonul din materia organică au o afinitate mai mare pentru azot decât rădăcinile plantelor. Acesta poate fi mai dăunător când se aplică în jurul plantelor tinere, plantelor ce au fost recent transplantate ori al semințelor ce au germinat recent. Plantele crescute în soluri ori vase de ghivece ce au fost amendate cu material impropriu compostat se opresc din creștere iar butonii florali devin în general mai galbeni și mor. Problema poate fi corectată uneori prin aplicarea suplimentară de îngrășăminte cu azot în momentul aplicării compostului, simptomele trecând deseori neobservate până ce plantele rămân pipernicite.Tratarea problemei după apariția simptomelor este în general prea târzie.

[NUME_REDACTAT] din Canada apreciază compostul ca fiind un amendament valoros pentru sol și o șansă de valorificare a tuturor reziduurilor organice. Compostul are un conținut ridicat de materie organică și ajută la refacerea multor proprietăți ale solului care s-au pierdut sau deteriorat în timpul folosirii. Deși compostul nu este considerat un fertilizant el conține elemente nutritive ce îmbunătățesc creșterea plantelor. Când se folosește în combinație cu fertilizanții, compostul acționează ca un fertilizant ce asigură plantelor elementele nutritive necesare pentru o perioadă de timp mai lungă decât prin aplicarea fertilizanților singuri.

Principalele efecte benefice ale compostului sunt:

Îmbunătățirea creșterii plantelor și a rădăcinilor – s-a constatat că acolo unde compostul ia parte la formarea mediului de cultură plantele cresc mai puternic și au o producție mai ridicată; compostul aduce nu numai materie organică și elemente nutritive ci și microelementele esențiale necesare creșterii plantelor;

Reduce viteza de cedare a elementelor nutritive – compostul leagă elementele nutritive, asigurând cedarea și utilizarea lor într-o perioadă mai lungă de timp; fixarea elementelor nutritive reduce spălarea lor către apa freatică și de suprafață în timpul ploilor;

Îmbunătățește porozitatea solului – activitatea microbiologică este esnțială pentru solurile fertile; microorganismele descompun materia organică și pun la dispoziția plantelor elementele nutritive necesare dar acest lucru se petrece mai bine în solurile poroase, aerate; aportul ridicat de materie organică conduce la creșterea porozității solului;

Îmbunătățește capacitatea de înmagazinare pentru apă – atât prin creșterea porozității solului cât și prin capacitatea compostului de a absorbi apa;

Îmbunătățește rezistența solului la eroziunea prin apă și vânt – prin ameliorarea caracteristicilor fizice ale solului și creșterea mai rapidă a plantelor datorită accesibilității apei și elementelor nutritive; acoperirea mai rapidă a terenului reduce eroziunea solului prin apă și vânt;

Reduce bolile plantelor – s-a demonstrat că aplicarea compostului inhibă incidența bolilor plantelor.

S-a crescut orz (Hordeum vulgare var. Leger), trifoi (Trifolium repens var. [NUME_REDACTAT]) și canola (Brassica napus var.argentine) pe nisip amendat cu 4 tipuri de materiale organice și fertilizanți minerali timp de 6 săptămâni în casa de vegetație pentru a evalua performanțele acestor amendamente organice cu privire la creșterea și sănătatea plantelor. Cele 9 tratamente testate includ brichete de lucernă rehidratată, aplicată în 4 doze (10 %, 30%, 50% și 100% din volum), compost din lucernă, compost din gunoi de taurine și gunoi de taurine necompostat folosit ca standard 30% doza de amendare; fertilizarea normală a nisipului (20-20-20) și nisip neamendat (martor). Sau observat diferențe semnificative în germinarea semințelor, creșterea în înălțime și producția de biomasă pentru cele trei specii. Folosirea amendamentului din compost a îmbunătățit sănătatea plantelor și producția de biomasă (cu 317 % la 4970 %, în funcție de specie) comparativ cu nisipul netratat și a dat producții similare sau mai bune decât aplicarea regulată de fertilizanți organici.

Plantele crescute pe compost apar viguroase și prezintă numai simptome minime de stres de săruri și elemente nutritive. Tratamentul cu 10 % brichete de lucernă a produs plante cu o biomasă ușor mai redusă decât cele crescute pe compost și plantele fertilizate mineral, dar ele apar mai sănătoase, cu un foliaj de culoare verde închis și nu prezintă simptome de stres de săruri. În ciuda creșterii vegetative favorabile, se observă o întârziere și reducere a înfloritului , dintre care plantele de canola sugerează că doza de amendament de 10% poate produce un exces de elemente nutritive accesibile. Brichetele de lucernă rehidratate și folosite ca amendament în doză mai mare de 10% au inhibat germinația ori creșterea la toate cele trei specii. Folosirea gunoiului de grajd necompostat reduce semnificativ germinația la semințele de trifoi și canola.Semințele ce au reușit să germineze în acest tratament au produs plante semnificativ mai mari decât martorul, dar acestea au fost clorotice și au avut o parte importantă cu arsuri.

Rezultatele unei anchete au arătat că în Canada 59,2 % dintre utilizatorii de compost îl folosesc în grădini, cei care au pepiniere îl folosesc în proporție de 52,4%, iar cei ce amenajează peisajul în proporție de 35,7%. 35,7% din utilizatori îl folosesc în 2 sau mai multe direcții.

4. PROCEDEE DE TRATARE A REZIDUURILOR

MENAJERE SOLIDE

Pentru tratarea importantelor cantități de reziduuri menajere până acum au fost studiate, cercetate, experimentate și chiar aplicate patru procedee și anume:

• fermentarea (compostarea), parțială sau în masă, având ca subprodus principal compostul pentru agricultură;

• arderea (incinerarea), având ca subprodus principal energia termică sau electrică;

• piroliza (degazarea sau degradarea termică), având ca subprodus principal combustibilul solid sau lichid;

• reducerea chimica și biologică, având ca subprodus etanolul sau gazul metan.

Este important de a se putea stabili care din cele patru procedee (fermentarea, incinerarea, piroliza și reducerea chimică) vor sta la baza înființării unor unități industriale capabile de a trata în condiții ecologice și de eficiență economică 500-1000 t/zi de materii organice solide.

4.1. Tratarea deșeurilor prin fermentare (compostare)

Depozitarea și neutralizarea rezidiurilor menajere prin compostare este considerată cea mai veche metodă, chiar dacă în faza incipientă operația era făcută la o scară redusă, reziduurile fiind împrăștiate în stare brută în câmp cu scopul principal de neutralizare. În prezent locurile de depozitare a reziduurilor menajere mai poartă denumirea de rampe sau hale, iar depozitarea reziduurilor, după modul în care se asigură protecția mediului înconjurător, poartă denumirea de depozitare simplă sau depozitare controlată.

Depozitarea simplă a reziduurilor menajere constă în descărcarea simplă, neorganizată a gunoaielor pe maidane în diverse gropi, foste cariere sau alte terenuri, fără a se lua unele măsuri speciale pentru protecția mediului înconjurător. Acest sistem de depozitare a fost în trecut cel mai larg folosit, pentru că este cel mai ieftin, mai comod, dar nu și cel mai igienic. Substanțele organice existente în componența reziduurilor menajere constituie locul prielnic de adăpostire și înmulțire a tot felul de infecții, muște, rozătoare, câini vagabonzi etc., de la care se poate îmbolnăvi populația. Acest sistem de depozitare simplă este unanim recunoscut ca periculos pentru igiena publică.

Depozitarea controlată a deșeurilor (fig.7,8) cu asigurarea condițiilor de fermentare aerobă permit transformarea lor, în condiții igienice, într-un compost stabil, utilizabil ca amendament în agricultură.

Analizele tehnico-economice au stabilit că aceasta este metoda optimă pentru reziduurile colectate din așezări mici și mijlocii.

Figura 7. Rampa de depozitare controlată a deșeurilor solide de la

Țânțăreni.

Figura 8. Modul de organizare a rampelor de depozitare controlată a

reziduurilor menajere: 1 – autogunoieră; 2 – cântar basculă; 3 – grup de exploatare (portar, cantaragiu, buldozerist); 4 – șopron remiză; 5 – depozit carburanți; 6 – W.C.; 7 – tractor pe șenile cu lamă buldozer; 8 – drum de acces la rampă.

Compostarea permite diferite niveluri de amenajare tehnică de la simpla depozitare controlată până la instalațiile perfecționate, de mare productivitate, în care se realizează prelucrarea mecanică (mărunțirea) și fermentarea intensivă în flux continuu cu culturi speciale de bacterii. Compostul obținut este comerciabil. Astfel de instalații s-au dovedit competitive cu incineratoarele, căpătând răspândire în Italia, Elveția, Franța.

Compostarea amestecului de deșeuri solide cu nămoluri de la stațiile de epurare a apelor uzate este o idee promițătoare, concretizată în instalația ,,Biostabilizator” (fig. 9) unde, sub acțiunea unor culturi speciale de bacterii, se instalează fermentarea aerobă timp de 24 ore la temperaturi până la 70-80°C.

În aceste condiții sunt distruși germenii patogeni, iar compostul după maturizare în halde timp de 20-30de zile poate fi folosit fără nici un pericol. Acesta reprezintă un amendament echilibrat după conținutul elementelor nutritive de potasiu, fosfor și azot.

Tehnologia depozitării controlate a reziduurilor menajere trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

a) Înainte de începerea depozitării reziduurilor se vor lua toate măsurile indicate în studiul hidrologic privind protecția apelor subterane și de suprafață (îndiguiri, impermeabilizarea fundului rampei cu argilă sau alt material conform recomandărilor studiului hidrologic, drenarea terenului, șanțuri de gardă pentru protecția depozitului de scurgere a apelor de ploaie etc.). Însă, ca primă operație, se decopertează stratul vegetal, care va fi folosit la acoperirea finală a depozitului după

umplere.

b) Reziduurile colectate zilnic din localității sunt aduse cu autogunoiere și depozitate în straturi cu o grosime de cca. 1,5-2,0 m, utilizând diferite metode de umplere (fig. 10).

c) După operațiile de împrăștiere și compactare cu buldozerul reziduurile se acoperă zilnic sau cel târziu la 48 ore cu un strat intermediar de separare de 20-30 cm din material inert (argilă, nisip sau

pământ).

d) Straturile noi de deșeuri nu vor fi depuse decât după ce temperatura stratului precedent, rezultată din fermentația aerobă, a scăzut până la valoarea temperaturii solului natural.

e) Compactarea trebuie făcută în așa fel ca să permită totuși aerarea reziduurilor și deci să asigure fermentarea aerobă, însă de a evita golurile mari de aer, care favorizează autoaprindere și deci riscul incendierii rampei de depozitare.

f) Rampele de depozitare trebuie să fie împrejmuite cu garduri demontabile. Exploatarea rampei este organizată de un grup alcătuit din portar, cantaragiu și buldozerist.

Figura 9. Schema de compostare a amestecului de deseuri solide si namoluri dela statiile de epurare a

apelor uzate ,,Biostabilizator”

Figura 10. Metode de umplere a gropilor de deșeuri.

4.2. Arderea (incinerarea) reziduurilor menajere

Arderea (incinerarea) reziduurilor menajere este o metodă termică de eliminare (denocizare) a acestora prin oxidarea completă la temperaturi înalte a materiilor organice prin folosirea, de regulă, a

energiei termice și a produselor de ardere rezultate. De la simple instalații de incinerare (fig. 11) s-a ajuns ca în prezent să existe în lume peste 1000 de uzine moderne de ardere a reziduurilor menajere.

În țările europene se prelucrează prin ardere 20-25% din volumul reziduurilor. Productivitatea celor mai mari uzine ajunge până la 2500 t/zi. Prin ardere se reduce volumul reziduurilor cu aproape 85%, iar pentru depozitarea unei tone arse este necesară o suprafață de numai 0,1 m2

Spre deosebire de incineratoarele vechi, noile uzine de ardere a reziduurilor menajere utilizează o metodă tehnică numită ardere ,,în masă”.

Figura 11. Schema instalației de incinerare a reziduurilor

Folosirea procedeelor de ardere ,,în masă” este acum admisă și de organizațiile ce se ocupă cu protecția mediului înconjurător pentru că s-a constatat că în condițiile funcționării incineratoare în mod curent și cu o ardere completă degajarea substanțelor toxice este redusă și se încadrează în limitele admise.

Este cu mult mai bine dacă se realizează și o selectare premergătoare arderii pentru excluderea arderii acelor componente care produc gaze nocive (dioxina) cum este cazul maselor plastice, precum și a celor materiale care îngreunează arderea cum sunt materiile organice, care pot fi folosite în alte scopuri (producerea de compost).

Dar în afara dioxinei, care constituie un pericol pentru sănătate, în gazele de evacuare ale uzinelor de ardere a reziduurilor menajere se mai găsesc și alte substanțe nocive ca: acizii clorhidric și fluorhidric, oxid de sulf și particule de compuși de zinc și plumb.

Pentru excluderea gazelor evacuate în timpul arderii reziduurilor menajere se mai folosește arderea suplimentară (rearderea) a componentelor combustibile nearse. Aceasta se realizează cu ajutorul gazelor naturale în prezența catalizatorului și absorbanților de hidrocarburi. În plus se mai folosesc și cicloane, electrofiltre, aparate de spălare precum și sisteme umede de curățirea gazelor. Toate acestea scumpesc simțitor instalațiile de incinerare a reziduurilor. De aceea se poate aprecia că nici cele mai moderne uzine de ardere a gunoaielor nu rezolvă total problema rentabilizării și motivării

investițiilor.

4.3. Piroliza (degazarea) reziduurilor menajere

Piroliza, ca și incinerarea, reprezintă un proces termic de tratare a reziduurilor menajere, prin care se obține o descompunere termică a produșilor chimici și în special a produșilor organici la o temperatură ridicată și în absența oxigenului.

În practică acest procedeu este denumit și degazare. Sub efectul temperaturii ridicate se produce o sciziune și o structură diferită a moleculelor organice, ceea ce face ca, după piroliza reziduurilor, acestea să se transforme în substanțe combustibile gazoase, lichide și solide.

Ca metodă de tratare și valorificare a reziduurilor menajere, piroliza este încă în faza inițială de aplicare. În S.U.A. și în Japonia s-au construit instalații de piroliză (fig.12) în care se încălzesc reziduurile menajere la cca. 700 °C într-un recipient ermetic spre a se obține următorii patru compuși:

– gaz comparabil cu gazul de iluminat;

– o parte condensabilă de hidrocarburi;

– cărbune solid din care se pot extrage uleiuri;

– metale și sticlă, care pot fi recuperate fără alterări însemnate.

Componentele gazoase de piroliză sunt formate în principal din: H2, CO, CO2, CH4, NH3 și au o putere calorică mai mică de 3000 kcal/m3N.

Figura 12. Schema unei instalații de piroliză a deșeurilor solide

Gazele care se formează în timpul pirolizei sunt supuse unei spălări în atmosfera umedă, în scopul eliberării parțiale a componentelor gazelor toxice.

Caracteristicile procedeului de piroliză sunt următoarele:

– se reduce volumul reziduurilor la 40%, față de 10-20% în cazul incinerării;

– proporția gazelor de piroliză ajunge până la 20% din cantitatea gazelor care rezultă la incinerarea reziduurilor, ceea ce este foarte important pentru epurarea gazelor;

– 1/3 din energia conținută în reziduurile netratate este disponibilă sub formă de gaz pentru utilizări ulterioare;

– piroliza are avantajul că produsele obținute pot fi stocate, deși combustibilii găzoși au anumite limite de înmagazinare.

4.4. Reducerea chimică și biologică a reziduurilor

Reducerea chimică și biologică a reziduurilor menajere sau transformarea în energie a acestora constă în conversia materiilor organice (celuloză, amidon ș.a.) în etanol sau biogaz (metan).

Datorită simplității tehnologiei de bază se apreciază că intr-un viitor apropiat prin conversia materiilor biologice (alge) și a reziduurilor organice se vor putea alimenta centrale electrice cu puteri cuprinse între 100-1000 MW.

În acest scop [NUME_REDACTAT] efectuează studii și experimentări pentru a găsi noi metode de producție a substanțelor chimice prin procedee fotochimice și fotobiologice precum și sisteme sintetice bazate pe cunoașterea aprofundată a proceselor biologice de fotosinteză.

Tehnologiile biologice de producere a gazelor combustibile, folosite în prezent în multe țări de pe glob, țin să dezvolte acțiunea unor microorganisme cu scopul de a se obține o biomasă bogată, convertibilă în metan, denumit și biogaz.

Biogazul este un produs al fermentării anaerobe a produselor organice. El se produce pe cale naturală pe fundul bălților și lacurilor, ieșind la suprafață sub formă de bule de CH4, de aceea în popor el mai poartă denumirea de gaz de baltă sau gaz de gunoaie, deoarece se formează și în timpul fermentării gunoaielor.

Metoda de fermentare biotermică a reziduurilor la început s-a folosit la valorificarea reziduurilor animaliere de la fermele zootehnice și apoi la reziduurile menajere.

Această metodă este destul de veche și se aplică cu succes în țările cu populații mari din Asia (China, India).

Prin valorificarea reziduurilor agrozootehnice existente în [NUME_REDACTAT] s-ar produce energie care ar acoperi în întregime necesitățile de energie ale agriculturii. Prin amestecarea reziduurilor

menajere cu mâlurile de la stațiile de epurare a apelor uzate se pot obține 400-600 m3N de biogaz la 1 t de acest amestec, cu o putere calorică de 2500-4500 kcal/m3 N.

Instalațiile pentru valorificarea complexă a reziduurilor menajere împreună cu nămolul de la stațiile de epurare a apelor uzate (fig.13, 14, 15) nu sunt foarte complicate și pot fi executate în întregime de către uzinele din țara noastră.

Cercetările existente arată că folosindu-se această metodă reziduurile pot fi valorificate în totalitate, practic devenind o sursăimportantă de materii prime și a unei ramuri noi de producere a energiei, deoarece în afară de biogaz, după terminarea fermentării rezultă și un produs solid care în cazul arderii are o putere calorică de 2500-3500 kcal/kg, deci superioară lihniților inferiori, folosiți în cea mai mare parte în centralele electrice.

Figura 13. Scheme ale unor instalații de producere a biogazului în

mediul rural

Aceste instalații au un viitor mai eficient în localitățile rurale, astfel reducându-se simțitor aducerea de combustibili din zone îndepărtate.

O posibilitate de mare eficiență a acestor instalații este și aceea că în jurul lor se pot construi sere ce pot fi alimentate cu îngrășământ natural, mult mai bun ca cel sintetic, din reziduurile rămase de la fermentare, iar încălzirea lor se poate face fie prin arderea acestor reziduuri, fie arzând biogaz rezultat de la fermentare.

Figura 14. Schema de proiect a unei instalații de producere a

biogazului de tip rural

După ultimele statistici, în etapa actuală omenirea consumă anual ≈ 9 000 000 000 t combustibil convențional, din care consumul de petrol, cărbune și gaze se menține încă la 84 %.

Din acest calcul sumar rezultă că pentru a asigura consumul actual de combustibil pe tot globul este suficient transformarea în gaz metan a doar circa 5% din cantitatea de biomasă anuală.

Figura 15. Vedere generală asupra unei instalații moderne de

producere a biogazului din nămolurile decantate de la apele menajere

Deocamdată construirea unor asemenea instalații necesităinvestiții însemnate, dar oricât de mari ar fi acestea ele sunt inferioare celor care se fac pentru construirea centralelor nucleare și nu prezintă pericol posibil pentru omenire ca acestea. Un alt avantaj este căaceastă biomasă se regenerează în fiecare an, pe când combustibilul nuclear oricât de lungă durată ar avea în exploatare el este totuși

epuizabil.

5. GESTIONAREA INTEGRALĂ A REZIDUURILOR MENAJERE

Inițial managementul deșeurilor avea drept obiectiv îndepărtarea deșeurilor și curățirea orașelor. Dezvoltarea economică și socialădurabilă, fără deteriorarea calității mediului, impune ca management adecvat al deșeurilor un sistem integrat de reciclare a acestora, bazat pe un număr mare de tehnologii.

Încă în secolul XIX au apărut preocupări pentru rezolvarea complexă a reziduurilor menajere atât din punct de vedere ecologic, privind salubrizarea localităților și a mediului înconjurător, cât și sub

aspect economic. Aceste preocupări urmăresc reducerea cheltuielilor de evacuare, transport și neutralizare a reziduurilor menajere și, mai ales, recuperarea și valorificarea materialelor refolosibile pe care le conțin (metale, hârtie, plastic, sticlă, materie organică etc.), precum și a unor subproduse ce pot rezulta prin prelucrarea reziduurilor menajere (energie termică sau electrică, compost, carburanți gazoși, lichizi sau solizi, materie furajeră).

La compostarea și arderea reziduurilor menajere se urmăresc și probleme de valorificare, însă scopul principal al acestor procedee este neutralizarea, iar valorificarea produsului obținut (compostul, energia termică etc.) reprezintă numai un scop secundar. La aceste procedee avem de a face și în continuare cu anumite materii reziduale (zgură, materiale reziduale de la compostare).

În ultimul deceniu asistăm la o evoluție accelerată a tehnicilor și tehnologiilor în domeniul salubrizării, cu referire fie la colectarea, evacuarea, neutralizarea și depozitarea sau revalorificarea deșeurilor de la producătorii menajeri, industriali sau comerciali.

Revalorificarea ( reciclarea) reziduurilor, ca un procedeu nou de neutralizare a acestora, are drept scop principal valorificarea integrală, fără rămășițe reziduale.

Din punct de vedere tehnic la stabilirea tipurilor de instalații, mijloace și mașini cerințele de bază sunt în general următoarele:

1) construcție simplă și durabilă;

2) instalații de acționare închise (acoperite);

3) dirijare în fluxul a materiilor;

4) utilajul și piesele să fie cu o mai mare rezistență corozivă și uzură mecanică;

5) este de dorit prelucrarea comună a materiilor solide și lichide (la obținerea compostului);

6) reziduurile care sunt transportate zilnic la uzină trebuie cântărite pe cântare basculă corespunzătoare.

În genere pentru dimensionarea instalațiilor de valorificare a reziduurilor menajere trebuie luată în calcul acea perioadă de timp când uzina primește cea mai mare cantitate de reziduuri.

Spațiul anterior al buncărelor de stocare trebuie să fie echipat cu instalații de aspirație pentru a preveni pătrunderea în exterior a prafului și a mirosului urât degajate de la descărcarea vehiculelor de

transport.

În instalațiile noi, realizate în ultima perioadă, pentru descărcarea buncărelor sunt utilizate macarale graifăr automatizate cu programare, astfel un singur operator, în funcție de necesitate, poate să conducă simultan mai multe macarale.

În interiorul uzinei deșeurile sunt transportate cu benzi transportoare de cauciuc cu înserare textilă, având lățimea de 1-2 m, a căror capacitate poate fi modificată prin schimbarea vitezelor de transport. Cel mai frecvent înălțimea stratului este de 30-40 cm.

În cazul distanțelor scurte de transport sunt utilizate și transportoare cu vibrații, cât și transportoare elicoidale.

Pentru transportul pe verticală sunt utilizate elevatoare cu cupe, benzi transportoare cu ecluze cremaliere sau benzi transportoare cu carcase.

Pregătirea materiilor prime pentru compostare are scopul de a accelera reacțiile biochimice care au loc în procesul de descompunere. În procesul de pregătire trebuie asigurată separarea prealabilă la

maximum posibil a materiilor care nu se descompun și a celor care pot fi utilizate direct ca materii prime (fier, sticlă, materii plastice etc.).

Una dintre cele mai importante operații ale fazei de pregătire o constituie ciuruirea, având ca scop sortarea după granulație a materiilor care urmează a fi prelucrate.

Ciururile sunt instalațiile de bază ale uzinelor de compost și asigură în general efectuarea următoarelor operații:

– separarea prealabilă a materialelor cu granulație fină;

– ciuruirea posterioară a deșeurilor mărunțite, cu scopul de separare de cele nefărâmițabile;

– ciuruirea posterioară a deșeurilor maturizate care nu se descompun sau se descompun greu;

– ciuruirea compostului final cu scopul de a obține un compost de calitate mai bună.

După ciuruirea prealabilă se recomandă ca materiile care pot fi utilizate ca materii prime, cât și materiile străine să fie separate, astfel preîntâmpinând încărcarea inutilă a instalațiilor de sfărâmare cu

acestea.

Pentru operația de ciuruire posterioară a deșeurilor sfărâmate sunt utilizate ciururi cu tambur rotativ sau ciururi oscilante, cu mărimea orificiilor de 25-40 mm.

Pentru extragerea materiilor fieroase din deșeuri sunt utilizate diverse tipuri de separatoare magnetice. Soluția cea mai des aplicatăeste montarea cilindrilor magnetici în tamburul superior de acționare a benzii de transport. Aceștia sunt montați în majoritatea cazurilor în drumul de cădere a materiilor de pe bandă, astfel că în timpul transportului materiile feroase se lipesc de tambur, iar cele

nemagnetizate vor cădea imediat. După rotirea cilindrului la 180º, la atingerea zonei nemagnetice, vor cădea și materiile fieroase (fig. 16).

Pentru extragerea fierului sunt utilizate și benzi magnetice. Aceasta reprezintă de fapt o scurtă bandă magnetică transportor montată deasupra benzii principale de transport a deșeurilor. În partea

de mijloc a benzii magnetice sunt montați niște magneți puternici. Banda magnetică extrage fierul din deșeurile transportate dedesubtul ei și în procesul rotirii în zona nemagnetică îl va arunca (fig. 17).

Fierul separat este presat în baloturi și transportat la întreprinderile respective pentru valorificare.

Figura 16. Magnet cilindric pentru separarea fierului.

Figura 17. Bandă magnetică pentru separarea fierului: a)amplasarea longitudinală; b) amplasarea transversală

Materiile dure (pietre, sticle, ceramică, metale nefieroase etc.) chiar și în formă sfărâmată înrăutățesc calitatea compostului. Prin ciuruire, din aceste materii pot fi eliminate numai cele cu dimensiuni relativ mari. Datorită acestui fapt a fost necesară realizarea unor instalații cu ajutorul cărora să fie extrase și fracțiunile mai mărunte nedorite ale acestor materii dure. O astfel de instalație este buncărul de separare, în care materiile sfărâmate sunt aruncate afară printr-un orificiu. Conform legilor balistice, reziduurile cu diferite greutăți și formă sunt aruncate la diverse distanțe, căzând în diferite

compartimente ale buncărului. Cel mai departe ajung materiile dure cu greutatea specifică mai mare și cel mai aproape cad cele mai ușoare (fig.18).

Pentru separarea materiilor dure sunt utilizate și alte tipuri de instalații, însă în nici una din acestea nu s-a reușit separarea completă a materiilor dure.

Pentru sfărâmare sunt utilizate diferite instalații de sfărâmaremăcinare folosite și în alte domenii industriale, însă au fost construite și instalații speciale.

Figura 18. Instalații pentru separarea materiilor dure: a) buncăr

de separare; b) separator aruncător; c) separator cu bandă înclinată

a – substanțe organice (ușoare); b – materii grele; 1 – rotor; 2 – bandă

de transport; 3 – placă de lovire; 4 – cilindru; 5 – bandă de separare

înclinată cu mișcare înceată.

STUDIU PRIVIND CROMATOGRAFIA APLICATÃ LA TESTAREA CALITÃȚII COMPOSTULUI

[NUME_REDACTAT] mari de deșeuri (în evoluție continuu crescătoare în ultimele două decenii și adeseori cu consecințe dramatice asupra factorilor mediului ambiant sau sănătății oamenilor) și gradul lor de periculozitate creează probleme dificile chiar și pentru țările dezvoltate ale lumii, probleme legate de spațiile necesare pentru depozitare, oprirea poluării factorilor mediului ambiant (depozite ecologice) și limitării stresului generat atât de existența deșeurilor cât și de impactul asupra sănătății comunităților.

Metoda optimă pentru procesarea deșeurilor este dependentă de compoziția acestora, de posibilitățile financiare, legislație, gradul de educație, condițiile (facilitățile) colectării selective, posibilitățile de reutilizare ale materialelor colectate selectiv, și de facilități aferente spațiilor de depozitare. Oricare dintre metodele de procesare a deșeurilor este destinată cu prioritate reducerii volumelor de depozitare sau altfel spus a folosirii cu maximum de eficiență a amplasamentelor, deci a prelungirii duratei de exploatare a depozitelor. Managementul deșeurilor cu cele mai utilizate metode de procesare cuprinde: depozitarea, presortarea/ sortarea și reciclarea, incinerarea, compostarea.

Compostarea este o metodă ecologică de procesare a deșeurilor agricole, dar și menajere, deoarece nu produce noxe în procesul tehnologic. Prin acest procedeu se obțin îngrășăminte organice concentrate, utilizabile în agricultură, horticultură sau grădinărit. Compostarea are următoarele avantaje: produsul final este un concentrat în totalitate de natură organică, care se obține dintr-un produs voluminos inițial, deci altfel greu și costisitor de transportat și depozitat; compostul este un produs în totalitate de natură organică, care poate înlocui mari cantități de îngrășăminte chimice; elimină poluarea produsă de depozitele de nămol ale stațiilor de epurare; este un procedeu tehnologic cu un consum energetic redus.

Compostarea poate fi realizată la diferite niveluri ale activității umane, de la grădinarul care își produce propriul “aur negru” (compost), până la instalațiile industriale de valorificare a deșeurilor prin compostare.

Procesul decurge în două faze distincte: mineralizarea și humificarea. Mineralizarea eate un proces foarte intens care implică degradarea substraturilor organice ușor fermentabile, cum ar fi glucide, aminoacizi, etc. Degradarea este însoțită de o intensă activitate microbiana prin care se produce caldură, dioxid de carbon și apă, ca și reziduuri organice parțial transformate și stabilizate.

Este evident faptul că analiza chimică a compostului cu privire la conținutul său în azot, fosfor și potasiu (NPK) oferă informații limitate și incomplete despre valoarea lui biologică. A cunoaște, a evalua corect valoarea biologică a unui compost este important pentru fermier, grădinar sau pomicultor, în așa fel încât specialistul să poată face alegerea cea mai bună în ceea ce privește tipul și cantitatea compostului ce trebuie aplicat ca să se obțină rezultatul optim la costul minim. Pentru a face diferențele între aceste valori calitative și biologice, a fost dezvoltată metoda care se bazează pe proprietatea unor hârtii de filtru speciale, prin care fracțiunile individuale pot fi separate și apoi pot fi făcute vizibile prin intermediul unui reactiv. Această metodă calitativă, cromatografică, nu înlocuiește analiza chimică, dar aceasta din urmă ar fi o procedură de mare durată și dificilă. Metoda descrisă în cele ce urmează, permite înterpretarea desenului cromatografic, care arată diferențe distincte în ceea ce privește culoarea și forma în relație directă cu valorile calitative și biologice. Separarea are loc datorită capilarității hârtiei de filtru. Aceasta trebuie să aibă o structură omogenă a fibrei în toate direcțiile. Se folosește marca Whatman, Filter nr. 1, cu diametru de 6".

Determinarea cromatografică a extractelor de humus din fracțiunile de compost

Analiza descrisă este una calitativă, în scopul de a separa diferite fracțiuni ale extractelor de humus, prin mijloacele de capilaritate ale unor hârtii de filtru potrivite. Hârtia de filtru este preparată cu o substanță foto-reactivă, de exemplu nitrat de argint, care reacționează și cu substanțele din extract. Precipitarea reacției are loc la distanțe variabile față de punctul aplicării substanței de analizat. Distanța, modelul, culoarea și forma zonei de reacție, sunt semnificative, referitor la substanțele din extract.

În această metodă, nu se face nici o încercare de identificare chimică a naturii substanțelor din reacție, devreme ce modelul obținut poate fi el însuși folosit ca metodă de diagnosticare. Dintre toate metodele cromatografice, metoda circulară a fost aleasă deoarece are rezultate ușor de obținut, cu echipament simplu și ușor de înterpretat.

Etapele metodei:

1. Faza preparatoare: se folosește hârtie de filtru circulară cu Ø=15 cm, se face o gaură în centru, se pregătesc fitile din aceeași hârtie de filtru, se rulează și se amplasează în gaura din centrul hârtiei circulare. Fitilul va ajunge pe ambele părți ale discului de hârtie, cu capătul inferior atingând vasul de porțelan de jos. Este important ca fitilul să atingă în mod egal circumferința centrului găurii din hârtia de filtru pentru a face un contact bun, omogen. Se realizează apoi, niște semne, cu creionul, față de centru, pentru a indica cât de departe ar trebui să penetreze soluția sau să fie absorbită.

Se pregătește o soluție în apa de nitrat de argint, de puritate testată. Soluția trebuie păstrată într-o sticlă de culoare verde sau maro închis, fără a fi expusă luminii directe și fără dop de plută. Soluția se poate prepara o dată pe săptămână, nu trebuie să fie prea veche și să nu aibă inele de culoare închisă sau orice fel de depuneri.

Se pune discul de hârtie de filtru cu fitilul pe un vas petri, centru pe centru. În interiorul vasului petri se va pune un vas de porțelan. Se toarnă 3-5 cm³ de azotat de argint, 0.5% în vasul de porțelan. Se scoate hârtia de filtru înainte de a turna soluția și apoi se pune la loc. Această cantitate de azotat de argint poate fi folosită la pregătirea a 3 hârtii de filtru, succesiv.

Soluția de azotat de argint se va împrăștia, prin fenomenul de capilaritate, pe discul de hârtie, în toate direcțiile. Când atinge primul semn făcut cu creionul, se scoate discul din vasul petri, se scoate fitilul și se pune discul pe alt vas petri pentru uscare. Se protejează de lumina directă și de praf, însă nu este necesară camera obscură. După ce discul s-a uscat, se pune într-o cutie închisă la culoare, și se menține într-o atmosferă uscată.

2. Procedura de analiză:

Se introduc vasele petri și cele de porțelan într-o cutie. Se toarnă extractul de compost, în vasul de porțelan. Se folosesc pentru testare 5 ml extract. Se pune hârtia de filtru cu fitilul nou peste soluția din vasul petri, în așa fel încât fitilul să atingă fundul vasului de porțelan. Se lasă soluția să se răspândească până atinge primul semn. Soluția nu trebuie să depășească semnul. Se scoate hârtia și filtrul și se pune din nou pe un alt vas petri pentru a se usca.

3. Faza de developare:

Developarea modelului ar trebui să se facă în lumină difuză, nu la soare, pentru a obține rezultate comparabile, developarea trebuie realizată la aceeași intensitate a luminii.

4. Evaluarea: se păstrează discurile de hârtie în loc uscat și întunecat (în plicuri), cu hârtie uscată între ele pentru a evita inter-reacții între ele.

Materiale ncesare: vase petri, 90 mm diametru și 15 mm înălțime; vase de porțelan, 40 mm diametru și 12 mm înălțime; hârtie de filtru, 15 cm Ø; cilindru gradat sau eprubete marcate la 5cm³.

Prepararea extractelor de sol și compost:

Se pun 5 g de compost sau sol într-un pahar Erlenmayer și se adaugă 50 cm³ de soluție de hidroxid de sodiu 1%, preparată din fulgi de hidroxid de sodiu. Se amestecă prin agitare ușoară a vasului și se lasă 15 minute, apoi se repetă agitarea. După o oră, se amestecă prin agitare ușoară a vasului. Se lasă vasul cu soluție în repaos. Se toarnă cu grijă lichidul de deasupra într-un vas cu cioc. Se folosesc 5 cm³ din acest extract pentru fiecare vas de porțelan.

Evaluarea cromatogramelor

În citirea unor cromatograme se au în vedere următoarele caracteristici:

● Numărul, lățimea și culoarea diferitelor zone, ca și forma sau umbrirea regulată și neregulată. În desenele cuprinse în lucrare, se disting 3 zone principale: o zonă exterioară și de mijloc, care se datorează materiei organice ce se dorește analizată; o zonă interioară care indică prezența sau absența mineralizării. Lățimea zonelor corespunde cantității substanțelor caracteristice.

● Formarea inelelor între zonele de mijloc și zona exterioară dar și la marginea zonei exterioare.

● Culoarea zonelor: maro deschis spre mediu, distribuit egal indică formarea unui humus bun, coloidal; maro închis indică substanțe acide din humus; iradieri violet indică mineralizare crescută și substanță organică scăzută.

● Radiațiile, numărul, culoarea și forma formațiunilor tip spic; iradierile de culoare violet în zona interioară indică din nou tendința de creștere a mineralizării. Diferitele faze ale fermentării (prima-descompunrea; a doua-formarea humusului; a treia-mineralizarea și descompunerea avansată) sunt indicate în mod clar în cromatogramele solului și compostului.

[NUME_REDACTAT] lucrare s-au realizat cromatograme pe diferite tipuri de compost, obținut din gunoi de oraș și gunoi de grajd cu și fără adaos de tratament de compostare. Se evidențiază astfel desene ale diferitelor composturi, unele obținute cu ajutorul starterului de compostare BD. Reproducerea 4, arată stadiul compostării industriale a gunoiului de pasăre. Procedura descrisă servește pentru controlul producției în uzina de compost.

Nr.1. Această cromatogramă indică un compost provenit din gunoi de oraș, de calitate slabă, cu conținut scăzut de reziduuri organice dar cu multă cenușă și praf. Gunoiul a fost pus în grămadă, fără să se folosească BD Starter de compostare pentru inițierea fermentației. Perioada de fermentare, la data când a fost luată mostra, era de câteva luni. Lipsa unei zone exterioare potrivite se poate observa pe cromatogramă. Zona de mijloc este gri-maro, cu iradiații sub formă de spic. Partea interioară este mare. Iradiațiile violacee indică un conținut ridicat de material mineral în acest compost.

Nr.2. În realizarea acestei cromatograme s-a utilizat același tip de gunoi ca cel descris la numărul 1 dar căruia i s-a aplicat BD [NUME_REDACTAT]; mostra s-a colectat în aceeași periodă de timp ca cea anterioară. Grămezile au fost manipulate în același fel. Mostrele s-au colectat la aceeași oră iar grămezile aveau aceeași vârstă. În această ilustrație putem observa existența unei zone exterioare, de culoare maro-deschis, care indică formarea unui humus bun. "Spicele " zonei de mijloc sunt formate în mod clar și arată o culoare brună, clară și nu brun-gri. Zona interioară, mineralizată, este mai mică și are o ușoară nuanță maronie peste iradiația violet, ceea ce indică faptul că mineralizarea nu este atât de avansată ca în cazul mostrei numărul 1.

Analiza pe bază uscată a probelor:

[NUME_REDACTAT] acest tabel, se poate evidenția că mostra nr.2 a conținut materie organică mai puțină, însă a conținut mai mult azot. Stadiul humusului, microorganismele și valoarea biologică au fost considerabil mai bune, ceea ce este indicat de numărul mai mare de actinomicete formatoare de humus. Cromatograma nr. 2 indică și faptul că acest compost a fermentat o periodă mult prea lungă, deoarece, când se adaugă BD [NUME_REDACTAT], fermentația se poate opri mult mai devreme, chiar înainte de faza a treia a fermentației. Aici însă se poate observa că a început faza de mineralizare. Dacă fermentația este întreruptă la timpul potrivit, cromatograma nu ar trebui să arate o zonă internă, violet.

În asemenea cazuri, se observă că metoda cromatografică circulară, relevă diferențe calitative biologice, acolo unde analiza chimică nu dă răspunsul corect. În urma experiențelor efectuate și de alți cercetători s-a ajuns la concluzia că compostul care pe cromatogramă prezintă o margine mai colorată, mai maro, la fel și în zona de mijloc, și mai puține iradiații violet în zona internă, este cel care produce cele mai bune recolte, chiar dacă s-a aplicat o cantitate mai mică/acru. Compostul care produce o cromatogramă mai palidă (indiferent de rezultatul analizei chimice) produce rezultate inferioare pe câmp.

Nr. 3. Cromatograma s-a realizat dintr-un compost cu aport de BD Starter, compus din 60% gunoi de hambar, 30% deșeuri de cafea și 10% sol, inclusiv o mică cantitate de gunoi. Se observă formarea unui humus aproape ideal, cu o margine și o zonă de mijloc intens colorate în maro și cu spice mici, bine formate; chiar și zona interioară este de culoare maro și nu prezintă iradieri violete. Faza de mineralizare a compostului încă nu a început. Analiza acestui compost indică un pH=7.1;materie organică 26.8%; azot total 2.04%;

Nr.4. Acest desen reprezintă cromatograma unui gunoi de pasăre. Acest gunoi a fost colectat de la mai multe ferme de păsări și mai conținea și cantități mari de coji de alune. Mostra colectată a fost măcinată și 5 g au fost extrase cu 50 cm³ de soluție 1% de hidroxid de sodiu, din care 5 cm³ s-au folosit pentru fiecare cromatogramă. Ilustrația arată prezența materiei organice crude și nu humus sau compost.