Kompost: Šampion v Boji se Změnou Klimatu a Biodegradace Polymerů

Tato diplomová práce studuje biodegradaci polyhydroxybutyrátu (PHB) a polyesteru kyseliny mléčné (PLA) v prostředí půdy a kompostu. Experimentální část se zaobírá rozdíly degradace mezi prostředími a vlivem degradovaných polymerů na samotné prostředí. Cílem diplomové práce bylo sledovat vliv materiálových vlastností a fotooxidace různých forem PLA lišících se obsahem D-izomeru, krystalinitou a molekulovou hmotností na rychlost jejich biodegradace.

Máme opět květen a jako každý rok se těšíme na Mezinárodní týden kompostování, který se letos slaví od 5. do 11. května. Tématem letošního ročníku je: Kompost… šampión v boji se změnou klimatu. Benefitů, které přináší kompostování, je celá řada.

Biodegradace PHB a PLA v Půdě a Kompostu

Experimenty odhalily, že především vyšší teplota a popřípadě vyšší vlhkost prostředí mají velký vliv na rychlost biodegradace. V prostředí kompostu došlo k viditelnému úbytku všech polymerů, zatímco polymery v prostředí půdy nevykazovaly viditelnou změnu a ani hmotnostní úbytek v 8. týdnu experimentu. Přestože snímky z SEM prokázaly pomalou mikrobiální degradaci PHB v prostředí půdy, ani u jednoho ze vzorků PLA toto k vidění nebylo, což by naznačovalo abiotickou degradaci PLA.

Germinační a ani růstový test, které využily připravené komposty přetížené testovanými polymery jako substrát, respektive hnojivo, nevykazovaly ve většině případů signifikantní rozdíly mezi jednotlivými rostlinami napříč substráty. Díky tomu můžeme předpokládat, že polymery a ani jejich degradační produkty vznikající v rámci procesu kompostování nejsou fytotoxické.

Rychlost biodegradace PLA v prostředí kompostu byla sledována analýzou CO2 pomocí plynové chromatografie. Abiotická hydrolýza vzorků byla poté měřena pomocí rozpuštěného organického uhlíku. Výsledky ukázaly, že abiotická hydrolýza do jisté míry odpovídá rychlosti degradace v prostředí kompostu obzvláště v prvních fázích experimentů a tudíž pravděpodobně hraje důležitou roli procesu biodegradace PLA. Studie také potvrdila pomalejší rychlost biodegradace u opticky čistých vzorků PLA s vyšší krystalinitou. Vliv fotooxidace na rychlost následné biodegradace byl zaznamenán pouze u čistých vzorků PLA. Dále byl sledován vliv polymerních aditiv na rychlost abiotické hydrolýzy. Dané aditiva byly vybrány s ohledem na možnost urychlení procesu hydrolýzy PLA.

Čtěte také: Dopad OZE na životní prostředí

Kompost a Jeho Význam pro Životní Prostředí

Podle studie EKO-KOMu v obcích stále téměř 30 % směsného komunitního odpadu tvoří bioodpad, a ¾ z něj dokonce ten kompostovatelný! Bioodpad se na skládkách rozkládá za vzniku skleníkových plynů, zejména metanu. Metan má i po 100 letech 28× vyšší potenciál oteplování než jeho častěji skloňovaný kolega oxid uhličitý. Autoři mezinárodní studie, které se zúčastnila i brněnská VUT, navrhují několik strategií boje proti emisím metanu vznikajícím právě rozkladem komunálního odpadu.

Uzavíráme cyklus jídla a organickou hmotu vracíme s kompostem zpátky do půdy. Zdravá půda má potenciál v sobě vázat oxid uhličitý. Půda je ostatně po oceánech druhým největším úložištěm uhlíku na světě. „V posledních desetiletích však schopnost zemědělsky obhospodařovaných půd zadržovat obrovské objemy uloženého uhlíku slábne. Jak je to možné? Jak můžeme pomoci půdě tak, aby ona pomáhala nám?

Kompost je organický materiál, který vzniká rozkladem organických látek, jako jsou rostlinné zbytky, listí, tráva a jiné biologické materiály. Při procesu kompostování dochází k přeměně organických látek v bioodpadu pomocí mikroorganismů (bakterií a hub) na organické látky, které jsou využitelné nejen rostlinami, ale i půdními (mikro)organismy. Na přeměně se podílí i další půdní živočichové, např. Zlepšuje strukturu půdy. Lepší struktura půdy umožňuje rostlinným kořenům snazší pronikání a přístup k minerálům. Při její správné struktuře mají kořeny rostlin také lepší kontakt s minerálními částicemi, což usnadňuje jejich vstřebávání a zvyšuje její vláhovou retenci. Aplikace kompostu do půdy pomáhá chránit půdu proti erozi. Jen v ČR je více než 50 % zemědělské půdy zasaženo erozí.

Kompost dodává do půdy organickou hmotu, která obsahuje živiny nezbytné pro růst rostlin. Organická hmota v kompostu je bohatá na živiny, jako jsou dusík, fosfor, draslík a další stopové prvky. Kompost je plný života! Obsahuje množství mikroorganismů, jako jsou bakterie a houby, které se podílejí na rozkladu organické hmoty. Tyto mikroorganismy mohou také zlepšovat dostupnost minerálů v půdě. Například některé bakterie produkují enzymy, které pomáhají rozložit organickou hmotu a uvolňovat živiny vázané v organických sloučeninách. Přispívá ke zlepšení pH půdy.

Vliv Aplikace Kompostu na Vlastnosti Půdních Huminových Látek

Diplomová práce se zabývá zpracováním bioodpadu v kompostárnách na území České republiky se zaměřením na kvalitu výsledného kompostu. V roce 2016 bylo na území ČR více než 160 kompostáren. V práci zaměřuji na nejvíce využívané technologie kompostování v malých kompostárnách z pohledu jejich vlivu na kvalitu výsledného produktu, včetně návaznosti na jednotlivé ukazatele průběhu kompostování. V práci nejlépe vychází technologie založená na vyšší teplotě rozkladu (až 85°C) v první fázi kompostování.

Čtěte také: Studium ruštiny v Česku

Praktická část je zaměřena na měření iontovýměnné kapacity dle Sandhofa, jako podkladu pro celkové zhodnocení funkčnosti technologie kompostování. Výsledná hodnota ukazuje kvalitu kompostu jednotlivých kompostáren z pohledu pružnosti iontovýměnného komplexu vyrobeného substrátu. Nejlepší výsledek byl dosažen při kombinaci kompostování v boxech a následném dokompostování v pásových hromadách na volné ploše. Hodnota iontovýměnné kapacity u nejlepší technologie dosahovala hodnoty 52,8 mval .100 g půdy při 77,9 % rozložení bioodpadu.

Tato diplomová práce je zaměřena na studium vlivu přídavku kompostu na půdní huminové látky extrahované z černozemě luvické. Huminové látky extrahované z půdy a kompostu byly charakterizovány pomocí titrace s potenciometrickou a konduktometrickou indikací, UV-VIS, FT-IR a 3D EEM fluorescenční spektroskopií. Černozem luvická byla obohacena o 124, 239 a 478 t/ha kompostu a tyto dávky byly zapraveny do hloubky 150 mm. Hlavním cílem práce bylo posouzení vlivu přídavku kompostu na fluorescenční chování půdních HL a lokalizace daných fluorescenčních maxim v emisně excitačních spektrech.

Další část diplomové práce byla zaměřena na studium spektroskopických vlastností půdních HL a kompostu pomocí UV-VIS a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací. Huminové látky byly charakterizovány humifikačním indexem E4/E6 a transmisními vibračními spektry. Posledním cílem této práce byla charakterizace výluhů půdních HL a kompostu pomocí acidometrické titrace. Z naměřených titračních křivek byly vypočítány hodnoty látkového množství H+ iontů pro každý vzorek.

Kompost a Vzdělávání

Letošní Mezinárodní týden kompostování věnujeme školám. Vnímáme jako důležité vzdělávat nastupující generaci a přinášet informace o uzavřeném cyklu jídla a o půdě. Od 5. do 11. 5. 2024 třiďte slupky ve třídě do speciální nádoby (může to být např. Také vám leží na srdci, aby bioodpad = biopoklad a slupky nehnily na skládce, ale raději se změnily ve výživný kompost? Odpady mohou lidstvu koupit čas v boji s klimatickou změnou.

Čtěte také: Efektivita obnovitelných zdrojů

tags: #diplomova #prace #kompost

Oblíbené příspěvky:

• Kategorie ERC
• Sustainable Future with Česká spořitelna
• Ekologická likvidace sáčků na cibuli
• Charakteristika lyrických básní o přírodě
• Fotografování přírody a autorská práva