موضوعات شئون البيئة

إعادة تدوير المخلفات باستخدام الكائنات الحية الدقيقة

إعادة التدوير من أجل تنمية مستدامة و بيئة نظيفة

يمكن أن تكون النفايات الزراعية، مثل بقايا الفواكه والخضروات، ذات قيمة إذا استخدمناها بطرق ذكية. لكن الكثير من الناس لا يدركون ذلك وينتهي بهم الأمر بالتخلص منه. يمكن للمزارعين استخدام بعض النفايات مثل تبن القمح و الأرز والشعير كعلف للحيوانات أو كفراش، ولكن يتم التخلص من الكثير منها ويمكن أن تضر البيئة. يمكننا تحويل النفايات الزراعية إلى منتجات مفيدة وأسمدة طبيعية باستخدام الكائنات الحية الدقيقة مثل إنتاج السماد الأخضر، وإنتاج الفطر (المشروم).

يعد تحويل المخلفات الزراعية إلى منتجات إقتصادية هامة وسماد طبيعي عن طريق عمليات التحلل الحيوي من أهم التطبيقات الفعلية لإستخدام الكائنات الحية الدقيقة في مجال الحفاظ علي البيئة.

الهدف من إعادة تدوير المخلفات الزراعية

1- تقليل معدلات التلوث البيئي الناتج عن حرق المخلفات الزراعية و زيادة ثاني أكسيد الكربون في الجو.

2- توفير النفقات والتكاليف على المزارعين من خلال تحقيق الاكتفاء الذاتي من خلال استغلال المخلفات الزراعية في صناعة الأسمدة الخضراء وبالتالي زيادة إنتاجية الأراضي، بالإضافة إلى تصنيع الغذاء للحيوانات الذي له القدرة على تقليل تكلفة الزراعة. ويتم ذلك من خلال تقليل استهلاك الأسمدة الكيماوية الصناعية مثل الأسمدة النيتروجينية واليوريا، والتحول إلى المحاصيل العضوية النظيفة الخالية من الأسمدة والمبيدات الحشرية.

3- التغلب على مشكلة تراكم المخلفات الزراعية مثل التبن والقش والقشور والتبن ومخلفات منتجات الألبان، وبالتالي التخلص من العديد من الحشرات والآفات التي تؤدي إلى انتشار مسببات الأمراض.

4- إنشاء العديد من الصناعات الصغيرة باستخدام المخلفات الزراعية لزيادة دخل المزارعين وبالتالي توفير فرص العمل للشباب المصري والقضاء على البطالة.

5- التغلب علي مشكلة تراكم المخلفات الزراعية من قش و تبن و قشور و عروش و مخلفات منتجات الألبان.

الآثار البيئية لإعادة تدوير المخلفات الزراعية

1- التخلص الآمن والصحي والاستخدام الاقتصادي للمخلفات الزراعية.

2- القضاء على الحشرات و الأفات و القوارض الي تنمو و تتغذي على تلك المخلفات مما يقلل من تكاليف المكافحة والحد من المبيدات الكيميائية المختلفة.

3- القضاء على الحرارة المرتفعة و انبعاث الغازات السامة الناتجة عن تحلل المركبات العضوية و حرقها و الذي يؤدي للتغيرات المناخية ذات التأثيرات الضارة علي كل الكائنات الحية.

4- حماية التربة ومصادر المياه ( البحرية و النهرية و الجوفية) من التلوث الناجم من دفن أو إلقاء تلك المخلفات حيث تزيد المادة العضوية من معدلات التلوث و تقليل صلاحية و سلامة تلك المصادر للاستخدام و بالتالي الحفاظ علي البيئة.

اعادة التدوير باستخدام الكائنات الدقيقه

في السنوات الأخيرة، اكتشف العلماء طرقًا بيولوجية بالكائنات الحية الدقيقة لتحويل المواد الزراعية المتبقية إلى منتجات مفيدة. يتم إنشاء هذه الكائنات الحية الدقيقة واستخدامها بطريقة تساعد البيئة وتدر المال. يمكن للكائنات الحية الدقيقة أن تصنع العديد من الأشياء المختلفة مثل الأحماض والفيتامينات والطاقة من نفايات المزارع، مما يساعد في الحفاظ على صحتنا. تلعب البكتيريا أهمية خاصة في تحليل النفايات إلى مواد أبسط يمكن أن تستخدمها الكائنات الحية الأخرى. إنها تلعب دورًا كبيرًا في الحفاظ على نظافة بيئتنا ومساعدة النباتات على النمو. وباستخدام موارد مثل النيتروجين والكربون والأكسجين والماء، تقوم البكتيريا بتفكيك النفايات وتوليد الطاقة التي يمكنها استخدامها للعيش. هذه العملية جزء من الدورة الطبيعية التي تحافظ على توازن كوكبنا.

على سبيل المثال، تساعد البكتيريا في تحلل النباتات والحيوانات الميتة، وكذلك تحلل النفايات، وبالتالي تقليل التلوث البيئي. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تلعب دورًا حيويًا في دورة النيتروجين، وهو أمر ضروري لنمو النبات. فالبكتيريا هي المسؤولة عن تحويل غاز النيتروجين إلى الأمونيا والتي يمكن استخدامها من قبل النباتات.

كيف يمكن استخدام البكتيريا في التخلص من النفايات؟

يمكن أن تساعد البكتيريا في تنظيف التلوث عن طريق تحطيم المواد الضارة في البيئة. تستخدم هذه العملية، التي تسمى المعالجة الحيوية، كائنات حية دقيقة للتخلص من النفايات وجعل التربة والمياه أكثر نظافة. يمكن لبعض البكتيريا تحويل المواد الكيميائية السامة والمعادن الثقيلة إلى مواد غير ضارة. وهذا يساعد على حماية البيئة ويجعلها أكثر أمانًا للنباتات والحيوانات والناس. وباستخدام البكتيريا لتنظيف النفايات، يمكننا تقليل التلوث وجعل الأرض أكثر صحة للمستقبل. بالإضافة إلى ذلك، تساهم البكتيريا في تحويل بعض المواد العضوية إلى غاز الميثان الذي يمكن استخدامه كوقود حيوي.

تعتبر هذه الطريقة صديقة للبيئة حيث أنها لا تنتج منتجات ثانوية سامة وتقلل من كمية النفايات التي تنتهي في مدافن النفايات. بعض الأمثلة الشائعة للبكتيريا المستخدمة للتخلص من النفايات تشمل ديدان التسميد، التي تحلل المواد العضوية، والبكتيريا اللاهوائية، التي تحلل النفايات في غياب الأكسجين.

إعاده تدوير المخلفات الزراعية

لقد وجد العلماء طرقًا أفضل لإعادة تدوير المواد المتبقية من المزارع، مثل استخدام بكتيريا خاصة للمساعدة في تحليل النفايات. كما أنهم يبحثون أيضًا عن طرق لإعادة استخدام أشياء مثل بقايا المحاصيل والنفايات الحيوانية لإنتاج الطاقة والأسمدة. إنهم يقومون بتجربة أنواع مختلفة من بقايا الطعام والنفايات الأخرى. قام الباحثون باستخدام بكتيريا Rhizobia لإعادة تدوير الأسمدة الفوسفاتية و مياه الصرف الصحي والري الزراعي ل تعزيز إنتاج المحاصيل. و ايضا إعادة تدوير قش المحاصيل وروث الماشية من خلال تكنولوجيا التخمير لإنتاج طاقة الغاز الحيوي من أجل الإنتاج النظيف ، ويمكن أيضًا تحويلها إلى سماد عضوي زراعي عالي الجودة.

أيضا درست جدوى استخدام عدد من المخلفات الزراعية كركائز لإنتاج إنزيم الأسبارجيناز من بكتيريا Bacillus licheniformis المعزولة من التربة المحلية، حيث استخدمت المخلفات الغنية بالجلوكوز كمصدر للكربون (قشور العنب، قشور التفاح، قشور الجزر، قشور البطاطا، مخلفات الذرة، مخلفات عصر قصب السكر، قشور الموز)، وأضيفت إلى وسط التخمير بتراكيز مختلفة. كما استخدمت المخلفات الغنية بالنيتروجين (كسبة فول الصويا، قشور الفول، ماء الحمص المسلوق، الشرش). وقد أظهرت النتائج تفوق قشور العنب كمصدر للكربون، وكسبة فول الصويا كمصدر للنيتروجين وقد بلغت فعالية الأنزيم المنتج بالتخمير 2595.30 ميكرومول/مل و بلغت الفعالية النوعية للأنزيم 1089.1 وحدة/مغ.

حفظ القيمة الغذائية للعلف

من خلال جعل قش الأرز وتبن القمح وحطب الذرة أكثر تغذية، يمكننا تحويلها إلى علف جيد للحيوانات من خلال عملية تسمى السيلاج. يتضمن السيلاج تخمير العلف بدون أكسجين للحفاظ على عناصره الغذائية. يمكننا تحسين هضم الأعلاف المخمرة عن طريق إضافة بكتيريا حمض اللاكتيك ودبس قصب السكر. يعتبر السيلاج مناسبًا لأنه يمكن تنفيذه في مكان وجود النفايات الزراعية، مما يوفر تكاليف النقل والمساحة.

تحويل المخلفات الزراعية إلى سماد عضوي

يعتبر قش الأرز والمخلفات الزراعية المختلفة غنية بالمادة العضوية والكربون ولذلك يمكن الاستفادة منها كسماد عضوي عن طريق إضافة مادة أخرى غنية بالنيتروجين مثل روث الحيوانات والطيور وكذلك مخلفات الصرف الصحي. وتساعد التفاعلات البيولوجية للبكتريا خلال عملية الكمر الهوائي على القضاء على الأمراض وبذور الحشائش.

المراجع

كتاب” الإداره البيئيه فى المشروعات الصغيره”. د.محمد أيمن عبد الوهاب.

مصطفى كمال طلبة، مركز دراسات الوحدة العربية، برنامج الأمم المتحدة للبيئة 1992. إنقاذ كوكبنا التحديات والآمال (حالة البيئة في العالم. 1972-1992). مركز دراسات الوحدة العربية.

د. نبيهه جابر (2011) موقع متخصص فى المشروعات الصغيرة و التنمية البشرية http://kenanaonline.com/users/DrNabihaGaber/tags/161338/posts#http://kenanaonline.com/users/DrNabihaGaber/posts/216660 

معهد بحوث الاراضى والمياة والبيئة 2006 سماد القمامة

.د جمال محمد الشبينى كنانة أون لاين (2013) مكمورات قمامة المدن

News & Analysis on the Bakery and Snacks Industries

إنتاج الأسبارجيناز من بكتيريا Bacillus licheniformis باستخدام المخلفات الزراعية- الصناعية كمصدر للكربون والنتروجين https://doi.org/10.26389/AJSRP.V191123-  مجلة العلوم الزراعية و البيئية والبيطرية

تدوير المخلفات الزراعية https://www.agro-lib.site/2022/05/blog-post_824.html?m=1