فرآیند تولید کمپوست

در ايالات متحده امريكا در سال 1989، 255 ميليون تن ضايعات خام توليد شد (ركيگل، 1995) و در سال 1994 حجم توليد اين ضايعات به 188 ميليون تن كاهش يافت. در سال 1985 حدود 83% از ضايعات شهري را دفن كردند. حال آنكه اين رقم در سال 1994 به 72% نزول كرد (ركيگل، 1995؛ هويتينيك و كيينر، 1993). در سال 1990، 11% از ضايعات بازيافت شد و اين رقم در سال 1994، 17% بود كه شامل 3/4% از مواد قابل تبديل به كمپوست و 5/2% از كل ضايعات بود (ركيگل، 1995؛ هويتينك و كيينر، 1993). در سال 1994، تعداد كل دفع در محل هاي باز حدود 6500 محل بود كه در سال 1995 يك سوم از اين مكان ها پوشانده شدند. به نظر مي رسد با تصويب قوانين سخت تر در مورد دفن زباله در آبنده، از تعداد محل هاي دفن بيشتر كاسته شود.
دفن زباله عملي بسيار پر هزينه است. طوري كه هزينه آن بازاي هر تنف در ايالات مختلف امريكا بين 17-11 دلار برآورد شده است. با كمپوست كردن مواد خام ضايعات قابل تجزيه در سطح منازل، صرفه جويي زيادي در هزينه هاي دفن زباله صورت مي گيرد. در ايالت كنتاكي امريكا با تبديل مواد حاصل از باغچه هاي منازل و فروش كمپوست توليد شده از آن به متصديان فضاي سبز، 200 هزار دلار در هزينه دفن، صرفه جويي به عمل مي آيد (ركيگل، 1995). درايالات نيويورك با كمپوست كردن، مقدار صرفه جويي برابر پنج ميليون دلار است. در سياتل با توزيع 70000 جعبه مخصوص تهيه كمپوست بين خانواده ها، به ازاي هر تن مواد قابل كمپوست 18 دلار در هزينه دفن صرفه جويي شده است (ركيگل، 1995). طبق برآورد سازمان حفاظت محيط زيست آمريكا (EPA) در سال 1990، 32 ميليون تن ضايعات آلي در حياط منازل توليد شده ك ه 8/3 ميليون تن (12%) آن جمع آوري و به كمپوست تبديل شده است.

در سال 1996، در 23 ايالت امريكا، قوانيني براي ممنوعيت دفن ضايعات آلي حاصل از فضاي سبز و حياط منازل تصويب شد و به نظر رسد در سال هاي آينده تعداد واحدهاي توليد كمپوست افزايش چشمگيري پيدا خواهد كرد.
توليد كمپوست يك فرآيند زيست شيميايي است كه در آن ريز جانداران هوازي و بي هوازي، مواد آلي را به محصول نهايي تبديل مي كنند كه در واقع كود آلي پوسيده است و كمپوست ناميده مي شود (گوپتا، 2003). فرآيند توليد كمپوست عبارت است از تجزيه زيستي ضايعات آلي به هوموس و مواد شبه هوموسي. در فرآيند توليد كمپوست كه اكسايش سريع مواد آلي و واجد مرحله گرمايي (65-45 درجه سانتي گراد) است، ريز جانداران گرماف دي اكسيد كربن و آب توليد مي كنند و مواد آلي غير همگن به مواد شبه هوموسي پايدار تبديل مي شوند (دومينگوز و همكاران، 1997). در اين فرآيند، ضايعات آلي قابل تجزيه به ماده اصلاحگر خاك يا كودهاي آلي و يا در برخي از مواقع به كودهاي آلي مصنوعي تبديل مي شود (ركيگل، 1995). فرآيند توليد كمپوست شامل روش هاي مزرعه اي است كه در آن بقاياي گياهي مانند كاه، برگ درختان، لجن فاضلاب، ضايعات كارخانجات فرآوري مواد غذايي و كودهاي دامي به موادي مناسب براي افزودن به زمين هاي زراعي تبديل مي شود. افزودن كاه و مواد با نسبت كربن به نيتروژن زياد به طور مستقيم به خاك باعث آلي شدن نيتروژن و بروز كمبود اين عنصر در گياهان مي شود.
فرآيند توليد كمپوست همچنين يك مفهوم مزرعه اي دارد كه عبارت است از مصرف بقاياي گياهي مانند كاه كه اگر مستقيماً به خاك، بدون مصرف كودهاي شيميايي، اضافه شود باعث به وجود آمدن كمبود عناصر غذايي درگياهان مي شود. همچنين تبديل ضايعات خاص مانند لجن فاضلاب، زباله، ضايعات صنايع تبديلي كشاورزي و كودهاي دامي كه در نتيجه فعاليت انسان به وجود مي آيندف در تعريف اين فرآيند قرار مي گيرد.
فرآيند توليد كمپوست يكي از مراحل مهم چرخه مداوم عناصر غذايي و كرب در طبيعت است. اگر اين چرخه را به دلخواه با سنتز شروع كنيم، گياهان حاوي كلروفيل، باكتري ها و جلبك ها موجودات اصلي هستند كه تركيبات معدني (شامل عناصر غذايي گياهان) را از هوا، خاك و يا آب دريا و ساير محيط هايي كه اين موجودات در آنها رشد مي كنند مي گيرند. جانوران و ساير موجودات فاقد كلروفيل (هتروتروف ها) از موجودات توليد كننده به عنوان منبع غذايي استفاده مي كنند. موجودات هتروتروف، رها مي كنند. ريز جانداران هتروتروف شامل باكتري ها، قارچ ها، اكتينوميست ها و پروتوزآها درخاك، آب دريا، در توده ها كمپوست يا ساير محيط هاي مستعد رشد پيدا مي شوند. در نتيجه اين توالي از فرآيندها، عناصر غذايي كه به مواد آلي تبديل شده بودند دوباره وارد چرخه مي شوند كه به اين عمل معدني شدن مي گويند (ركيگل، 1995)
بقاياي گياهي و جانوري در زمان هاي كوتاه تا متوسط كاملاً معدني نمي شوند و قسمت هايي از بقايا نسبت به تجزيه مقاوم هستند و براي كمدتي درحالت هاي تغييير يافته باقي مانده، تجمع پيدا می كنند. واژه پایدارشدن برای تبدیل مواد آلی به این شكل های تغییر یافته و یا حالت های حدواسط که نسبمت به مواد اولیه برای ریزجانداران کمتر قابل استفاده اند و در معرض تجزیه زیستي قرار می گیرند، اطلاق می شود. مواد مقاوم به تجزیه در خاک یا در توده های کمپوست که به رنگ سیاه یا قهوه ای دیده می شود و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی پیچیده ای دارد، هوموس نامیده می شود (رکیگل، 1995‏).
‏کمپوست معمولا از ضایعاتی مهیا می شود که از مزارع، دهکده ها و شهرها به دست مي آیند. کمپومست حاصل از ضایعات مزارع، معمولأ ازعلف هاي هرز، کلشی، بقایای گیاهی، ضایعات علوفه دام ها و هرس درختان به دست می آيد. در مقابل ضایعات شهری شاخ وبرگ درختان، بریده چمن، ضایعات آشپزخانه ای و لجن فاضلاب را در برمی گیرد (گوپتا، 2003‏).
‏از این مباحث می توان نتیجه گرفت که فرآیند تولید کمپوست، فرآیندهای طبیعی تجزیه مواد آلی و همچنین فعالیت های انجام شده در بخش های متنوع کشاورزی، شهری وصنعتی را در برمی گیرد و مواد اولیه ومکانيزم های متنوعی در این فرآيند دخیل اند. بنابراین مطالعه و توصیه های عملی برای این سیستم های پيچيده بايد جدا گانه و اختصاصی باشد.
‏موارد مصرف کمپوست بیشتر شامل استفاده از آن به عنوان ماده اصلاح گر خاک و تهیه محیط های رشد گیاهان است. فوايد حاصل از به کارگیری كمپوست به خاک مشابه فوایدی است که خاک های غنی از مواد هوموسی برای گیاهان دارد. کمپوست خاک را ار نظر مواد غذایی مورد نیاز گیاهان تقویت می کند و خصوصیات فیزیکی آن را از قبیل قابلیت خاک ورزی و ظرفیت نگهداری آب بهبود می بخشد.