مدیریت پسماندهای کشاورزی

چالش بررسی مدیریت پسماندهای کشاورزی در اقتصاد دورانی زیست محور

پسماندهای کشاورزی مجموعه عظیمی از منابع زیست توده استفاده نشده هستند که حتی ممکن است بار اقتصادی و زیست محیطی داشته باشند. آنها را می توان با فرایندهای تبدیل آبشاری در اقتصاد دورانی به انرژی زیستی و فرآورده های زیست محور تبدیل کرد و بعنوان منابع پسماند در نظر گرفته شود. در این مقاله چالش های عمده از دیدگاه فرارشته ای، با تمرکز بر وضعیت اروپا مورد بحث قرار می گیرند. ارزیابی پیامدهای زیست محیطی و اقتصادی زنجیره های مدیریت پسماند کشاورزی به دلیل پیچیدگی، فصلی و منطقه ای بودن آنها دشوار است. در اینجا همچنین در مورد طراحی ابزارهای پشتیبانی تصمیم گیری چند معیاره و قابل اجرا در مراحل اولیه تحقیق نیز بحث شد. بهبود هضم بی هوازی (AD) هم بعنوان یکی از بالغ ترین فرایندهای تبدیل، از لحاظ فناوری و تغییرات جغرافیایی و فصلی مواد اولیه مورد بحث قرار می گیرد. استفاده از منابع پسماند کشاورزی برای تولید مواد شیمیایی با ارزش چالش قابل توجهی است که در اینجا با در نظر گرفتن فرایندهای تبدیل آبشاری خلاقانه و مقرون به صرفه (مفهوم زیست پالایشگاه) مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. علاوه براین، در اینجا در مورد ترویج تجارت بر پایه پسماندهای کشاورزی نیز از طریق بوم شناسی صنعتی به منظور ارتقای هم افزایی بر مبنای محلی بین زنجیره های ارزش کشاورزی و صنعتی مختلف بحث می شود. در نهایت برای تسهیل یک رویکرد جامع، بهینه سازی مواد و مدیریت دانش علمی به بحث در مورد ارتباط بین سهامداران با هدف ارتقای همکاری بین بخشی و تبادل منابع در مقیاس های جغرافیایی مناسب پرداخته شده است.

طبق گزارشات FAO، زنجیره های تولید و تامین مواد غذایی تقریبا 30 درصد از کل تولید انرژی جهانی را مصرف می کنند در حالی که افزایش محصولات اختصاصی انرژی زیستی به دلیل رقابت با محصولات غذایی و در نتیجه، به خطر انداختن امنیت غذایی و تنوع زیستی امری کاملا انتقاد پذیر است. علاوه براین، جمعیت پیش بینی شدۀ 9 میلیارد نفری جهان تا سال 050 منجر به افزایش تقاضا برای تولید مواد غذایی می شود که به ناچار افزایش متناسبی در پسماندهای اولیه کشاورزی را به دنبال خواهد داشت. در سال 2012، این منابع پسماند حدود 50 درصد از وزن محصولات تازه برداشت شده را تشکیل می دادند که شامل پتانسیل 90 میلیون تن معادل نفت (MTOE) می شدند که بسیار بیشتر از دیگر منابع پسماند مانند تولید چوب گرد (57 MTOE)، دیگر پسماندهای شهری (42 MTOE) و بقایای جنگل های سوم (32 MTOE) است. علاوه براین، مسائل اقتصادی و زیست محیطی با پسماندهای اولیه کشاورزی براساس استانداردهای منطقه ای (مانند زیرساخت ها، فناوری های فرآوری زباله، فناوری های تامین انرژی و غیره) از لحاظ محصولات خوراک دام با تولیدات دامی مرتبط است. بعنوان مثال در مناطقی که به پرورش حیوانات اختصاص داده شده است، مقادیر زیادی از کود حیوانی تولید می شود که منجر به بوهای نامطبوع، آلودگی باکتری ها، انتشار بالای گازهای گلخانه ای (GHG)، بارهای بالای مواد آلی و مواد مغذی (مانند نیتروژن) می شود. در همین حال، در مناطقی که عمدتا به تولید محصولات گیاهی (برای مثال خوراک دام) اختصاص یافته اند، مواد مغذی و مواد آلی کاهش می یابد و در نتیجه، منجر به عدم تعادل جهانی خواهد شد. ضایعات کشاورزی، محصول جانبی و محصول مشترک معمولا بعنوان بقایای گیاهی یا حیوانی تعریف می شوند که به غذا یا خوراک تبدیل نمی شوند (یا بیشتر پردازش نمی شوند) که حتی ممکن است موجب بارهای زیست محیطی و اقتصادی بیشتری در بخش های زراعی و فرآوری اولیه شود. به منظور بهبود بیشتر بهره وری از منابع و بهبود مدیریت پسماند کشاورزی در تولیدات اولیه، ترویج رویکرد اقتصاد دورانی از اهمیت بالایی برخوردار است. این ضایعات عمدتا پسماندهای اولیه ای هستند که می توانند با استفاده از فرایندهای تبدیل به منابع دیگری تبدیل شوند که حتی ممکن است محصولات زیستی پایداری مانند کودها، انرژی، مواد و مولکول ها را نیز تولید کنند.

نتیجه گیری

این مقاله در نظر دارد دیدگاهی فرارشته ای و کل نگر از چگونگی مقابله منسجم با برخی چالش های تحقیقاتی کلیدی و مرتبط با مدیریت بقایای کشاورزی، با توجه به دانش علمی امروزه و پیامدهای فنی، اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی ارائه دهد. در نتیجه، برای هر چالش نتایج و پیشنهادات زیر ارائه شده است:

1. همچنان به یک رویکرد ارزیابی مناسب که بینش و مدیریت جنبه های فصلی، منطقه ای و پیچیدگی زنجیره های مدیریت بقایای کشاورزی را ارائه می دهد نیاز است. بنابراین، توسعه استراتژی های ارزیابی عملکرد زیست محیطی و اقتصادی میان رشته ای، چند معیاری، چند مقیاسی و چند عاملی (یعنی ابزار تصمیم گیری چند معیاری) قابل اجرا در فناوری های تبدیل زیستی بسیار مهم است. این نکته هم حائز اهمیت است که این استراتژی ها از قبل در مراحل اولیه تحقیق و توسعه (یعنی حمایت از طراحی زیست محیطی در مقیاس پایه) قابل اجرا باشند. بعنوان مثال، اثرات غیر مستقیم برای قضاوت درباره پتانسیل های واقعی سرمایه گذاری های بزرگ در فناوری های تبدیل زیستی و تحولات فناوری آینده در جامعه بعنوان یک کل نیز بایستی در نظر گرفته شود.

2. عملکرد متداول AD بایستی براساس خوراک ضایعات AD جغرافیایی و فصلی، توزیع مواد مغذی هضم شده و همچنین با بررسی فناوری های جدید به منظور گسترش کاربرد AD (به ویژه در جهت بهبود قابلیت هضم مواد اولیه لیگنوسلولزی)، افزایش ایمنی و ارزش اقتصادی زیست محیطی آن و محصولات نهایی (انرژی، مواد مغذی و بیوپلیمرها) بهبود یابد.

3. بقایای کشاورزی منبعی بالقوه برای تولید مواد شیمیایی با ارزش بالا هستند؛ مشروط بر ابنکه ساختارهای مولکولی پیچیده و ناهمگن آنها با تبدیل شدن به محصولات رقابتی مقابله کند. بنابراین، فرایندهای تبدیل آبشاری (AD بالادست و پایین دست) با مزیت های زیست محیطی و اقتصادی بایستی توسعه یابند. علاوه براین، با گسترش هر دو طیف فناوری های تبدیل بقایای زراعی و محصولات نهایی با ارزش و کیفیت بالا باید بتوان به مفهوم زیست پالایشگاهی این ضایعات پی برد.

4. به یک چشم انداز بین بخشی برای پر کردن شکاف بین علم پسماندهای کشاورزی و فرصت های تجاری به منظور ترویج مفهوم اکولوژی صنعتی پسماند کشاورزی در اقتصاد دورانی نیاز است. ایجاد یک هم افزایی بر مبنای استانداردهای محلی بین زنجیره های مختلف کشاورزی و کشت و صنعت، فعالیت های سنتی تولید مواد غذایی و سایر صنایع برای استفاده موثر از منابع زراعی من جمله منابع پسماند، با ترویج منافع زیست محیطی و ارزش افزوده ضروری است. اکولوژی صنعتی با هدف ایجاد فرصت ها و مدل های کسب و کار چند جانبه اقتصادی مبتنی بر مقایس های معین و بیان ریسک ها یا ارزش افزوده بسیار ضروری است.

5. از آنجایی که اثرات زیست محیطی و اجتماعی-اقتصادی چند بعدی هستند، یک رویکرد کل نگر بایستی به منظور افزایش مدیریت مواد و دانش ایجاد شود. این امر می تواند با ارتقاء ارتباط بین بخش ها، تبادل در مقیاس های محلی مناسب و سرمایه گذاری در حوزه دانش و اطلاعات، علاوه بر بهبود چرخه تفکر با تجزیه و تحلیل مواد، به منظور توسعه استراتژی های ارزش گذاری منابع پسماند پایدار حاصل شود.