Οι αγροτικές δραστηριότητες παράγουν σημαντική ποσότητα στερεών ή υγρών καταλοίπων και αποβλήτων που συνιστούν κίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία, το περιβάλλον καθώς και για την υγεία των ζώων. Η αυξανόμενη ζήτηση για παραγωγή τροφίμων με συρρικνούμενους εδαφικούς πόρους αποτελεί μείζονα πρόκληση για τη γεωργική βιωσιμότητα. Η χαμηλή παραγωγικότητα της παγκόσμιας καλλιέργειας λόγω της χαμηλής υγρασίας του εδάφους, του χαμηλού θρεπτικού κεφαλαίου, του κινδύνου διάβρωσης, του χαμηλού pH, των χαμηλών επιπέδων οργανικής ύλης του εδάφους, των επιβλαβών οργανισμών και ασθενειών και της απώλειας της βιοποικιλότητας του εδάφους απαιτεί ποικιλίες υψηλής απόδοσης και βελτιωμένα αγροχημικά προϊόντα. Η συνεχής χρήση λιπασμάτων, φυτοφαρμάκων και ζιζανιοκτόνων έχει οδηγήσει σε χαμηλή γεωργική παραγωγικότητα, χαμηλή γονιμότητα του εδάφους, μειωμένες οικονομικές αποδόσεις, κίνδυνο για τη δημόσια υγεία, απώλεια βιοποικιλότητας και σοβαρούς περιβαλλοντικούς κινδύνους. Για την πρόληψη και τον έλεγχο των αρνητικών επιπτώσεων χρησιμοποιούνται διαφορετικές μέθοδοι επεξεργασίας αποβλήτων. Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει λεπτομερώς την κομποστοποίηση και την παραγωγή biochar που αποτελούν σύγχρονες τεχνολογίες επεξεργασίας και διάθεσης οργανικών αποβλήτων (λυματολάσπης, κοπριάς και αποβλήτων από καλλιεργητικές δραστηριότητες όπως φλούδες, φλοιοί), οι οποίες έχουν ως στόχο τη μείωση της πιθανής επικινδυνότητάς τους και της διάθεσή τους στο έδαφος. Η κομποστοποίηση θεωρείται η προτιμότερη επιλογή ανακύκλωσης παγκοσμίως λόγω της ικανότητας της αερόβιας μικροβιακής μετατροπής του βιοαποδομήσιμου κλάσματος των αστικών στερεών αποβλήτων (MSW) σε ένα χρήσιμο τελικό προϊόν. Το biochar έχει θεωρηθεί ως ένα πιθανό προϊόν για τη βελτίωση της γονιμότητας του εδάφους, την προσρόφηση τοξικών στοιχείων και την άμβλυνση της κλιματικής αλλαγής. Αναφέρονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από πρόσφατες μελέτες που επικεντρώνονται στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ biochar, κόμποστ και ρύπων εδάφους.
The agriciltural activities produce a significant amount of solid or liquid residues and wastes, which pose a risk to human health, the environment and animal health as well. The increasing demand for food production with diminishing soil resources is considered a major challenge for agricultural sustainability. The low productivity of global agriculture due to low soil humidity, decreased nutritional capital, erosion danger, low pH, low levels of soil organic matter, harmful organisms and diseases as well as biodiversity loss requires high performance varieties and improved agrichemical products. The constant use of fertilizers, pesticides and herbicides has led to low agricultural productivity, low soil fertility, decreased financial profits, public health risk, biodiversity loss and severe environmental hazards. Several waste processing methods are used for the prevention and control of the negative consequenses. The present dissertation provides a thorough investigation of composting and production of biochar which are considered modern and emerging technologies for processing of organic wastes (sewage sludge, manure, waste from agricultural activities such as peels and hull) aiming to reduce their potential hazardousness and disposal on soil.
Composting is globally regarded as one of the most preferable recycling solutions aiming to the aerobic microbial transformation of the biodegradable fraction of municipal solid waste (MSW) and the production of a useful final product.
Biochar is considered as a product which can be used for improvement of soil fertility, potential adsorption of toxic substances and mitigation of climate change.
Finally, in this dissertation the results of recent studies focusing on the interactions among biochar, compost and soil contaminants are presented and discussed.
tables, diagrams, pictures
