بازيافت زايعات گياهي در اكوپاركها و پاركهاي ملي با استفاده از روش كمپوست

پروژه كلاسي درس: آلودگي مواد زائد جامد و روش هاي كنترول آن

تهيه كننده : فروزان مصباح ايراندوست دانشجوي كارشناسي ارشد محيط زيست- آلودگي هوا

خرداد ماه سال 1381

منابع و معادن مصرف شده توسط انسان از سال 1950 تاكنون تقريبا برابر است با منابع و معادن مصرفي از شروع تاريخ تا سال 1950. علت افزايش در مصرف منابع را مي توان پيشرفت سريع تكنولوژي در پنج دهه گذشته دانست اين افزايش باعث گرديده است تا با مصرف بيشتر منابع و معادن ميزان مواد زائد و زباله ناشي از اين منابع و توليدات و مشتقات آن از افزايش چمشگيري بر خوردار باشد و عدم برخورد صحيح و با زايعات و زباله ها دنياي سلامت  انساني را  به مخاطره مي اندازد. افزايش به يك باره ميزان مواد زائد و زباله ها انسان را بر آن داشت كه به نحو مطلوبي با خطر چنين معظلي به روشهاي منطقي مبارزه نمايد. براي چنين مبارزه اي دو روش معرفي شده است، روش اول آنكه همچون گذشته به روش سنتي اقدام به ساخت مكانهاي دفن زباله نمايند و مواد زائد و زباله هاي عملا دفن شوند و روش دوم كه در دو دهه اخير بيشتر مد نظر واقع شده است استفاده از تكنولوژي جديد در بازيافت اين موا د براي استفاده مجدد از آن و عملا حركت در مسير از بين بردن زباله با توجه به بازيافت آن.

در كشورهاي مختلف پرداختن به دو موضوع فوق از درجه اهميت متفاوتي برخوردار بوده است. در آمريكا بعلت وجود مقدار بسيار زياد زمين بيشترين متد استفاده شده در دفع زباله متد دفن است. به همين دليل در مناطقي همچون ايالات هاي نودا،اتا، ويومينگ، نورس داكتوا، مونتنا و آيدوهو بيشتر از روش سنتي براي از بين بردن مواد زائد خود استفاده مي كنندعلت بارز آن هم سرمايه گذاري بسيار محدود اين ايالاتها در بازيافت كه بطور سرجمع  در سال 97 تا 98 تنها 497000  دلار جهت بازيافت زباله سرمايه گذاري نموده اند حال اينكه در ايالت واشنگتن به تنهايي اين سرمايه گذاري بالغ بر 12 ميليون دلار بوده است. چنين سرمايه گذاري جهت بازيافت 40 درصدي ميزان زباله هاي اين ايالت بوده است. اين در حالي است كه در اروپا بخصوص در كشورهاي اسكانديناوي وآلمان استفاده از تكنولوژي بازيافت را در اولويت خاص برنامه هاي اقتصادي و سرمايه گذاري كشور هاي خود قرار داده است و روش  دفن زباله در اين كشورهاي بسيار مورد مذموم و جهت جلوگيري از توسعه آن چنين كشورهايي با بكارگيري مالياتهاي سنگين براي  محل دفن زباله ها ( لندفيل ها) سعي در كنترول و كاهش آن نموده است. در كشور دانمارك هدف اصلي و سياست گذاري اصولي در مواد زائد و زباله ها، كاهش آن بوده است به نحوي كه اولويت  خاص را در جهت بوجود آوردن استراتژي جلوگيري و كاهش زباله و مواد زائد قرارداده است و سپس اولويت بعدي را به بازيافت اين زايعات و زباله ها به نحوي قرارداد كه در سال 2000 موفق شد  تا حد 50 درصد زايعات را بازيافت نمايد.

در سوئد 38 درصد زايعات و زباله ها جامد شهري سوزانده مي شود و و 32 درصد آن بازيافت و كمپوست  و نهايتا 30 درصد ما بقي دفن مي شود. سوئد در راستاي كاهش دفن زباله ها براي هر تن دفن زباله 30 دلار ماليات وضع نموده است.

در آلمان  وزارت محيط زيست در سال 1995 تخمين زده بود در ده  سال آينده با توجه به افزايش جمعيت ظرفيت مكانهاي دفن زباله تكميل  خواهد شد و عملا ديگر فضايي براي دفن آن وجود نخواهد داشت و وزارت خانه مذكور در سال 1991 قانوني را جهت توسعه سرمايه گذاري در بازيافت زباله به تصويب رساند. امروزه آشپزخانه يك شهروند آلماني داراي سطل زباله هايي است كه از هفت قسمت تشكيل و هر قسمت از رنگهاي مختلف براي جمع آوري زباله هاي مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد و عملا فرهنگ جمع آوري  نوعهاي مختلف زباله بطور مجزا بين شهروندان آلمان بخوبي جا افتاده است.

تحقيقات بعمل آمده نشان مي دهد كه بازيافت نتنها باعث جلوگيري آلودگي محيط زيست مي شود بلكه باعث دست نخوردن منابع طبيعي و همچنين توليد انرژي بازيافت را به همراه خواهد داشت. اين نكته رانيز مي بايستي مد نظر نظر داشت كه ايجاد اشتغال و پايين آوردن هزينه هاي توليد در بخش اقتصاد بواسطه استفاده از تكنولوژي بازيافت از درجه اهميت خاصي بر خوردار است به نحوي كه بسياري از اقتصاد دان ها معتقداند كه سرمايه گذاري در بازيافت به مراتب از هزينه هاي دفن زباله كمتر است.

در سال 1996 هزينه ايجاد محل دفن زباله ( لند فيل) بين 3 تا 4 ميليون دلار در كشورهاي صنعتي هزينه در بر داشته است و مسدود كردن محل دفن و ايجاد محل دفن جديد هزينه بالاسري بالغ بر 2 ميليون دلار ديگر به هزينه هاي فوق اضافه نموده است.

در كشور هاي اروپايي در سال 1999 جهت جلوگيري از توسعه مكانهاي دفن زباله مالياتهاي آن را از 33 دلار در هر تن به 42 دلار و در سال 2000 به 60 دلار در هر تن افزايش داده است اين دولتها با بالا بردن ماليات دفن زباله دو استراتژي مهم را دنبال ميكنند اولا كاهش دفن زباله ها كه سلامت محيط زيست را به مخاطره خواهد افكند و دوم ايجاد سرمايه لازم از محل اخذ مالياتهاي فوق در سرمايه گذاري ايجاد تكنولوژي بازيافت.

اصولا بررسي موضوع و عنوان زباله و مواد زائد  خود بخود يك ديدگاه اقتصادي ايجاد مي نمايد. وقتي كارخانجات  مقدار بسيار زيادي از توليدات خود را به دلائل مختلف از رده خارج و عمدتا  بعنوان  دور ريز آن كارخانه را تشكيل مي دهد، به جهت اقتصادي بودن توليدات خود  مي بايستي براي اين محصولات بازاريابي  مجدد نمايند و يا اينكه از توليد آنها حلوگيري نمايند.  لذا در صورت عدم بازريابي مناسب براي اين قبيل توليدات بازيافت مواد شايد بعنوان راه حل مناسبي براي جبران بخشي از ضرر و زيان ها مطرح شود.

اصولا وقتي كه مجامع در مي يابند كه براي جمع آوري زباله هاي شهري  و زباله هاي تجاري هزينه هاي آنچناني بايد پرداخت كنند كه زباله ها را دفن كنند آنگاه به اين فكر مي افتند كه بجاي پرداخت اين هزينه هاي گزاف براي دفع زباله به دنبال موقعيت استراتژيكي براي بازيافت آنها خواهند بود لذا براي رسيدن به چنين استراتژي در بازيافت مواد زائد و زباله سيستمي تحت عنوان  Eco Industerial Park را مد نظر قرار داده اند.

EIP ( Eco Industerial Park)

EIP يك مجموعه از كارخانجات توليدي و خدمات تجاري است كه به دنبال جلوگيري از آلودگي محيط زيست و بهينه نمودن اقتصاد بوسيله  كاليبره كردن مديريت محيط زيست و منابع موجود همچون انرژي ، آب و مواد است. هدف EIP بهينه كردن كارآيي اقتصادي شركتهايي و كارخانجات بازيافتي است كه در اين مجموعه با ايجاد ارتباط همزيستي  متناسب، توليد يكي بعنوان خوراك ديگري مورد استفاده قرار مي گيرد.

عملا ايجاد سيستم EIP اهداف زير را دنبال مي كند.

      1.         توسعه  كارخانجات و ايجاد تجارت محلي

      2.         توسعه اشتغال زايي با ايجاد حرفه هاي مهارتي جديد

      3.         بازيافت ارزش اقتصادي مواد از بين رفته بجاي دفن آن

      4.         جدا كردن مواد دور ريختني رستورانها و محصولات كشاورزي و بازيافت آنها براي استفاده مجدد آن در كشاورزي.

      5.         تجزيه زايعات صنايع و بازيافت آن وبكارگيري آن در ايجاد انرژي

روش ايجاد   EIP

در ايجاد ساختار EIP مواد ذيل مي بايستي مد نظر واقع گردد.

      1.         ديدگاه بسيار ويژه در ايجاد چنين سيستمي

      2.         رهبريت قوي در بخش تجارت و صنعت

      3.         دسترسي به اطلاعات در مورد مواد دور ريز منابع مختلف صنعتي و شهري و غيره

      4.         لزوم وجود قوانين و شرائط همسو در جهت ايجاد چنين سيستمي

      5.         اقدام مؤثر در آماده نمودن فرهنگ عام جامعه براي كمك به ايجاد چنين سيستمي

بحث  در خصوص EIP  نيازمند يك بررسي و مطالعه فراوان در بخشهاي مختلف است و دليل آن گستردگي چنين سيستمي جهت بازيافت انواع مختلف مواد زائد و زايعات اعم از صنعتي وكشاورزي و زباله هاي شهري  و غيره است كه در اين نوشتار تنها به يك بخش كوچكي از آن كه كمپوست كردن زايعات پاركها و جنگل هاست را مورد بحث و بررسي قرار مي دهيم.

Ecopark و  Natinal Park ها

پاركهاي طبيعي و پاركهاي ملي كه در كشورهاي بزرگ همچون آمريكا از اهميت توريستي خاصي برخوردار است و بعضا ساليانه ميليون ها نفر  در اين پاركها تردد مي نمايند  لزوم يك برنامه ريزي مناسب براي حفظ محيط زيست اين پاركها  به شدت احساس مي شود.

در جهت حفظ سلامت محيط زيست اين پاركها و استفاده بهينه از زباله ها و مواد زائد آن با تعريف سيستم بازيافت محدود  زباله و زايعات پاركي سعي در استفاده بهينه از اين منابع شده است به نحوي كه در پارك ملي يلو استون ساليانه  حدودا 340 تن مواد زائد و زباله در اين پارك  بازيافت مي شود. از ديگر موارد بازيافت در اين پارك، بازيافت بيش از دو نيم ميليون پوند آب مستهلكي  است كه پس از عبور از سيستم تسويه مجددا مورد استفاده قرار ميگيرد. ايجاد سيستم گرمايش و سرمايش  ساختمانهاي اين پارك با استفاده از انرژي ايجاد شده از چوبهاي  حرس شده شاخه درختان و زايعات چوبي پاركها كه بصورت تكه هاي مناسب  جهت سوزاندن درآمده اند بعنوان خوراك كوره هاي مخصوص چنين سيستمي بكار مي رود در اين پارك از چنين منبع سوختي خود كفايي ايجاد انرژي لازم حرارتي براي گرم كردن استخرها و خشك كن هاي تعبيه شده در پارك نيز استفاده مي شود.

در اين پاركها سطل هاي مخصوص بازيافت مواد به نحوي تعبيه شده است كه عموم مردم زباله هاي مختلف و متفاوت خود را بطور مجزا در اين سطلها قرار دهند.

عملا مسئولين پاركها با استفاده از ايجاد سيستم هاي  كاربرد مواد زائد و زايعات پاركها با قراردادن استراتژي ذيل كه شامل:

بازيافت

مديريت مواد زايعات

كمپوست كردن زايعات جنگها و پاركهاي ملي

و كاهش هزينه ها

به دنبال بكارگيري  منابع مواد زائد با روشهاي فوق براي رسيدن به امكانات توليد شده بازيافتي و بكارگيري اين امكانات براي رفاه و آسايش با هدف حفظ پاكيزگي محيط زيست و كاهش هزينه ها ست. يكي از مهمترين بازيافتها در پاركهاي ملي و اكوپاركها بازيافت زايعات گياهي  به روش كمپوست مي باشد كه در اين نوشتار  به اين نوع بازيافت بيشتر پرداخته مي شود.

بازياف زايعات گياهي به روش كمپوست در پاركها :

مواد زائد گياهي درون پاركها و جنگها ميزان بسيار زيادي از زايعات را تشكيل مي دهد. اين زايعات عبارتند از برگهاي درختان، بوته هاي قطع شده، چمن هاي زده شده و ساير اوركانيك هاي گياهي موجود در پاركها و باغها و جنگلهاست. كمپوست كردن زايعات پاركها يكي از بهترين روش هاي بازيافت در مقايسه با تكنيكهاي انهدام و يا دفن كردن آنها مي باشد. كمپوست، هم به لحاظ هزينه  اي و هم به لحاظ مديريتي بسيار كم هزينه و سهل و آسان تر است. توليدات حاصله از كمپوست ميتواند بعنوان كود گياهي، لايه بالايي خاك و به عنوان مواد حفظ كننده و نگهدارنده ريشه هاي گياهي و همچنين مواد عالي بسيار مناسبي كه بعنوان مواد افزودني به خاك مي توان استفاده كرد را نام برد.

دياگرام ذيل مواد زائد ناشي از اكوپاركها و پاركهاي ملي را نسبت به ساير زايعات در آمريكا را براي سال  1996 را نشان مي دهد  

همانگونه كه در گراف مشخص شده است ميزان زايعات گياهي بعد از زايعات كاغذ در امريكا  در رتبه دوم قرار گرفته است البته ميزان اين زايعات به فاكتورهاي مختلفي از جمله تعداد درختان و بزرگي آنها بستگي و همچنين حجم و وزن اين زايعا ت در فصول مختلف متفاوت است.در سال 1996 ميزان زايعات گياهي 20 درصد كل زايعات در آمريكا بوده است.

سوزاندن برگ درختان شايد بدليل مرطوب بودن اين برگها و عدم سوخته شدن كامل آن بعنوان يك نكته  منفي  چنين روش دفع زايعات محسوب مي شود و لذا راه حل كمپوست براي بازيافت اين زايعات بعنوان بهترين روش پذيرفته شده است.برگهاي درختان از ساده ترين عناصري هستند كه براحتي قابل كمپوست شدن هستند. بيشترين ميزان برگها به لحاظ تناژي در فصل پائيز بدست مي آيد و كمپوست شدن اين برگها در روش معمول آن حدودا يكسال بطول خواهد انجاميد.

علفها و بوته هاي هرز قطع شده و ساير زايعات گياهي در اكوپاركها و پاركهاي ملي در بهار و تابستان به  بيشترين  ميزان خود ميرسند. علف ها و چمنهاي تازه بعلت دارا بودن ميزان نيتروژن بالا نياز به رسيدگي بيشتري دارند چرا كه بدليل نيتروژن بالا سريعا كمپوست مي شوند، پريود كمپوست شدن اين نوع زايعات گياهي 4 تا 6 هفته بيشتر نيست.

در پروسه كمپوست علفها و چمنها، جهت جلوگيري از ايجاد بو حداقل روزي دو بار بايد مواد كمپوست  هم زده شود و براي رسيدن به بهترين حالت كمپوست اين نوع زايعات گياهي بهترين روش مخلوط كردن اين زايعات با مقداري از زايعات برگي و ريشه اي است.

درختان كاج قطع شده كه به طور اخص بعنوان درخت كريسمس كاربري دارند و بقاي چوبي همچون شاخه هاي درختان حرس شده  داراي كربن بالايي هستند كه اين كربن ها باعث طولاني تر شدن پروسه كمپوست مي شود. موسساتي هستند كه  درختان كاج مخصوص كريسمس را پس از دور افتان جمع آوري و طي يك پروسه آنها را به تكه هاي كوچك تبديل و از آن عملا در جهت استفاده از نگهداري ريشه گياهان و همچنين بعنوان خوراك بوجود آورنده انرژي حرارتي پاركها استفاده مي شود. معمولا براي بهينه كردن كمپوست علفها و بوته ها نيز مقداري از اين تكه  درختان را نيز اضافه مي نمايند تا ضمن طولاني تر شدن زمان كمپوست نوع كمپوست بدست آمده نيز از كيفيت بالاتري برخوردار باشد.

روشهاي كمپوست در پاركها

سه روش متداول در كمپوستها وجود دارد كه عبارتند از

Turned Windrow,     Force Aeration,   In Vessel System

Turned Windrowروش

يكي از روشهاي بسيار متداول در كمپوست متداوم روش ويندرو مي باشد كه يك كوپه از زايعات كمپوستي بطور طولي كه طول آن چند صد يارد ميرسد است كه هوا دهي و مخلوط كردن آن به روش مكانيكي صورت مي گيرد.تناوب چرخش اين زايعات در اين روش  از اهميت خاصي برخوردار است. عملا تناوب چرخش تاثير بسيار زيادي در توليد كمپوست هاي با كيفيت بالا و يكنواخت در مدت زمان كمتر را سبب مي شود. كمپوستها مي توانند با اين روش در خلال مدت 3 ماه تا 2 سال توليد شوند. طول زمان توليد كمپوست به نوع زايعات گياهي و درجه حرارت محيط كمپوست و همچنين تناوب چرخش بستگي دارد.

كمپوست كردن به روش ويندرو

  
  کمپوست به روش ويندرو

روش Force Aeration

در اين روش شبكه هايي از لوله هاي پلاستيكي در زير توده هاي زايعات تعبيه شده است به نحوي كه عبور هوا از اين لوله هاي اكسيژن لازم را به مواد ميرساند اين روش گرانتر از روش  Windrow مي باشد، اين روش  بيثشتر در كمپوست كردن Sludge (لجن) يا مواد زائد غذايي كه نيازمند كنترول هوادهي و درجه حرارتي آن از حساسيت بالاتري برخوردار است استفاده مي شود.

روش In Vessel System

در اين روش ضايعات گياهي درون ظرف سيستم بسته اي قرار ميگيرد كه تجهيزات اين سيستم بسته تركيبي از هوادهي و مخلوط كردن مكانيكي  مي باشد. بكار گيري اين سيستم نوعي حفاظت از كمپوست در مقابل آب و هواي محيط اطراف و همچنين از پراكندگي بو نيز جلوگيري مي نمايد. ساخت اين سيستم گران تر از دو روش ياد شده فوق است و به نظر  مي رسد هزينه تهيه هرتن كمپوست  از مواد زائد خيس بين 40 تا 150 دلار برآورد مي شود. در اين سيستم تمامي  انواع ضایعات گياهي قابل كمپوست شدن مي باشند.

                                                                                                                                                           كمپوست به روش اين وسل سيستم

چگونگي تعيين وزن و حجم مواد زائد پاركها

وزن و حجم مواد زائد پاركها و فصول متفاوتي كه ميزان اين وزن و حجم را تعيين ميكند از اصول اوليه تعيين نوع و طراحي سيستم كمپوست مي باشد. بنابر اين وزن و حجم جهت تعيين ظرفيت و طراحي ايستگاه  توليد كمپوست بسيار حائز اهميت است. غلظت و جرم حجمي مواد زائد به ميزان رطوبت و حجم متراكم شده آن بستگي داردلذا اين ميزان با شرائط مختلف متفاوت است. براي آشنايي با بدست آوردن غلظت و جرم حجمي  اين زايعات، جدول زير بعنوان يك مرجع مي تواند مورد استفاده قرار گيرد.

جرم حجمي
 وضعيت
 زايعات
 
100
 حرس شده خشك
 تيكه چوبهاي ، شاخه ها
 
260-200
 حرس شده خشك
 برگ درختان
 
450-250
 تكيه شده پوشالي خشك
 برگ درختان
 
1100-500
 فشرده شده
 علف و چمن و بوته
 
500-350
 فله و مرطوب
 علف و چمن و بوته
 
930-350
 جمع آوري شده معمولي
 زايعات زميني پاركها
 
600-450
 تكيه شده و زايعات چوبي
 زايعات زميني پاركها
 

متد جمع آوري مواد زائد پاركها

مواد زائد و زايعات پاركهاي شهري را با استفاده از روش تجريه زباله  و يا Curbside جمع آوري كرد. روش كروبسايد  عموما روش گران قيمتي است ولي از كارايي بالايي برخوردار است. قراردادن تريلرها، كانتينر ها، كانتين هاي مجزاي مواد زائد پاركها و جنگلها  از مواردي است كه بطور موفقيت آميز مورد استفاده قرار گرفته است و  با اين روش برگها و شاخه هاي حرس شده ، علفها ي هرز و چمنها و بوته هاي قطع شده مي توانند با دقت كافي جمع آوري شوند. با توجه به گوناگوني مواد زائد روشهاي مختلفي براي جمع آوري زايعات استفاده مي شود. براي مثال برگها  را در كيسه و يا به صورت فله جمع آوري مي كنند در جمع آوري فله  مي توان از تجهيزات مختلفي براي جمع آوري برگها از روي زمين استفاده گرد. در صورت جمع آوري كيسه اي مي توان از كيسه هاي پلاستيكي، كاغذي و يا نخي استفاده كرد. جمع آوري كيسه اي  و همچنين تخليه آن از كيسه روش گران قيمتي است ليكن كيسه هايي وجود دارد كه از جنس قابل تجزيه اي مي باشد كه تنها با دادن يك برش ساده روي كيسه، زايعات را بهمراه كيسه مي توان در كمپوست استفاده كرد. استفاده از كاميونها مكنده در جمع آوري فله اي برگها از متد هاي پسنديده جمع آوري است ليكن پروسه چنين 

                                                                   جمع آوري كيسه اي                                جمع آوري با كاميون مكنده

جمع آوري به لحاظ مخلوط شدن زايعات مكيده شده توسط دستگاه و براي مجزا كردن زايعات از يكديگر از زمان طولاني تري برخوردار خواهد شد.

بطور اجمال اينكه كمپوست كردن سابق بر اين يكي از روش هاي گران دفع زايعات محسوب مي شد ليكن با افزايش هزينه هاي ساخت مكانهاي دفن كه بمراتب گرانتر مي باشد روش كمپوست بعنوان يك روش قابل رقابت با ساير روشها شناخته شده است.

هزينه تخمين زده كمپوست كردن يك فوت مكعب زابعات گياهي بين 5 تا 30 دلار براي روش ويندرو و براي گرانترين روش آن 75 تا 300 دلار در هر تن مي باشد. ايجاد ايستگاه كمپوست در مقايسه با ايجاد امكانات و ايستگاه تبديل زايعات به انرژي  و يا حتي دفن آن بمراتب ارزانتر تمام مي شود به اضافه اينكه توليد نهايي مشتق از كمپوست با قيمت مناسبي در بازار قابل فروش است كه نتنها هزينه تمام شده آنرا پوشش مي دهد بلكه سود مناسبي را نيز از محل فروش آن بهمراه خواهد داشت.

براي ايجاد كمپوست با كيفيت بالا كه براحتي در بازار قابل فروش باشد زايعات غير گياهي همچون پلاستيك، شيشه، فلز و لاستيك مي بايستي از زايعات گياهي مجزا شوند و عملا در مراحل اوليه جمع آوري اين زايعات دقت عمل بيشتري بعمل آيد. يك اصل اساسي در بازيافت به روش كمپوست درجه خلوص زايعات گياهي است كه مي بايستي عاري از هرگونه زايعات غير گياهي باشد. لذا براي پايين آوردن چنين ريسكي سيستم جمع آوري زايعات گياهي مي بايستي با دقت كافي صورت پذيرد.

منابع

Enviromental Stewardship (www.xanterra.com)

Eco industrial park project (www.sustainable.boe.gov)

Eco Park for enviromental business and explorative exhibition (www.eaue.de)

Cornell Waste Management  by Rice Hall Newyork

Getting to Zero Waste By Michel jessen  (www.toenall.org)