ขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
ขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพหมายถึงสารอินทรีย์ ใดๆ ในขยะที่สามารถย่อยสลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์น้ำมีเทนปุ๋ยหมักฮิวมัสและโมเลกุลอินทรีย์อย่างง่ายโดยจุลินทรีย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ผ่าน กระบวนการ หมักปุ๋ยการย่อยสลายแบบใช้ ออกซิเจน การ ย่อย สลายแบบ ไม่ใช้ออกซิเจนหรือกระบวนการที่คล้ายคลึงกัน โดยส่วนใหญ่ได้แก่ขยะจากครัว (อาหารเน่าเสีย เศษอาหาร ส่วนที่กินไม่ได้) ขี้เถ้า ดิน มูลสัตว์ และเศษพืชอื่นๆ ในการจัดการขยะ ขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพยังรวมถึงวัสดุอนินทรีย์บางชนิดที่สามารถย่อยสลายได้โดยแบคทีเรีย วัสดุดังกล่าวได้แก่ยิปซัมและผลิตภัณฑ์จากยิปซัม เช่นแผ่นยิปซัมและซัลเฟต อย่างง่ายอื่นๆ ซึ่งสามารถย่อยสลายได้โดยแบคทีเรียลดซัลเฟตเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ในสภาวะฝังกลบแบบไม่ใช้ ออกซิเจน [ 1 ] [ 2 ]
ใน การเก็บรวบรวม ขยะในครัวเรือนขอบเขตของขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอาจถูกจำกัดให้รวมเฉพาะขยะที่ย่อยสลายได้ซึ่งสามารถจัดการได้ในโรงงานจัดการขยะในท้องถิ่น[ 3 ]เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เขตจัดการขยะในท้องถิ่นหลายแห่งจึงบูรณาการโปรแกรมที่เกี่ยวข้องกับการคัดแยกขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเพื่อ นำไป ทำปุ๋ยหมักหรือ กลยุทธ์ การใช้ประโยชน์จากขยะ อื่นๆ โดยที่ขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่สำหรับผลิตภัณฑ์อื่นๆ เช่น การใช้ขยะทางการเกษตรในการผลิตเส้นใยหรือถ่านชีวภาพ
ขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ หากไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกวิธี อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งจาก การ ปล่อยก๊าซมีเทนจากการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนซึ่งก่อให้เกิดก๊าซในหลุมฝังกลบแนวทางอื่นๆ ในการลดผลกระทบ ได้แก่ การลดปริมาณขยะที่ผลิต เช่น การลดขยะอาหาร
แหล่งที่มา
ขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพสามารถพบได้ในขยะมูลฝอยของเทศบาล (บางครั้งเรียกว่าขยะเทศบาลที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ หรือขยะสีเขียวขยะอาหารขยะกระดาษและพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ) ขยะ ที่ย่อย สลายได้ทางชีวภาพ อื่นๆ ได้แก่ ขยะจากมนุษย์มูลสัตว์ น้ำเสีย กากตะกอนน้ำเสียและขยะจากโรงฆ่าสัตว์ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนขยะเหล่านี้ส่วนใหญ่จะสลายตัวเป็นมีเทนโดยการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน[ 4 ]
ในสหราชอาณาจักร ขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจำนวน 7.4 ล้านตันถูกส่งไปยังหลุมฝังกลบในปี 2018 ซึ่งลดลงจาก 7.8 ล้านตันในปี 2017 [ 5 ]
การรวบรวมและการประมวลผล
ในหลายส่วนของโลกที่พัฒนาแล้ว ขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะถูกแยกออกจากขยะส่วนที่เหลือ ไม่ว่าจะโดยการเก็บรวบรวมที่ริมถนนแยกต่างหาก หรือโดยการคัดแยกขยะหลังการเก็บรวบรวม ณ จุดที่เก็บรวบรวม ขยะดังกล่าวมักจะถูกเรียกว่าขยะสีเขียว [ 6 ] การ แยกขยะดังกล่าวออกจากขยะส่วนที่เหลือจะช่วยลดปริมาณขยะที่จะต้องกำจัดลงอย่างมาก และยังช่วยให้สามารถนำขยะที่ย่อยสลายได้ ทางชีวภาพไปทำปุ๋ยหมัก ได้อีกด้วย
ขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพสามารถนำไปใช้ในการทำปุ๋ยหมักหรือเป็นแหล่งพลังงานความร้อน ไฟฟ้า และเชื้อเพลิงได้โดยการเผาหรือ การย่อยสลายแบบ ไม่ใช้ออกซิเจน[ 7 ]บริษัท Kompogasของสวิตเซอร์แลนด์และ กระบวนการ AIKAN ของเดนมาร์ก เป็นตัวอย่างของการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนของขยะที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ[ 8 ] [ 9 ]แม้ว่าการเผาจะสามารถกู้คืนพลังงานได้มากที่สุด แต่โรงงานย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะรักษาสารอาหารและทำปุ๋ยหมักเพื่อปรับปรุงดิน และยังสามารถกู้คืนพลังงานบางส่วนในรูปของก๊าซชีวภาพ ได้อีก ด้วย Kompogas ผลิตไฟฟ้าและก๊าซชีวภาพได้ 27 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมงในปี 2552 รถบรรทุกที่เก่าที่สุดของบริษัทวิ่งได้ 1,000,000 กิโลเมตรโดยใช้ก๊าซชีวภาพจากขยะในครัวเรือนในช่วง 15 ปีที่ผ่านมา[ 10 ]
การเพิ่มมูลค่า
เศษพืชผล
เศษเหลือจากพืชผลเช่นซังข้าวโพดและเศษเหลืออื่นๆ จากอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารเช่น เศษเหลือจากโรงกลั่นชีวภาพมีศักยภาพสูงในการนำไปใช้ในกระบวนการอื่นๆ เช่น การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพพลาสติกชีวภาพและวัสดุชีวภาพ อื่นๆ สำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรม[ 11 ] [ 12 ]
เศษอาหาร
หนึ่งในสาขาการทำงานที่ให้ผลดีมากที่สุดคือขยะอาหาร—เมื่อถูกทิ้งลงในหลุมฝังกลบ ขยะอาหารจะก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกมีเทนและสารประกอบที่เป็นพิษอื่นๆ ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์และระบบนิเวศในท้องถิ่น[ 11 ]การใช้ประโยชน์จากก๊าซจากหลุมฝังกลบและการทำปุ๋ยหมักของเทศบาลสามารถดักจับและใช้สารอาหารอินทรีย์ได้[ 11 ]ขยะอาหารที่เก็บรวบรวมจากแหล่งที่ไม่ใช่อุตสาหกรรมนั้นยากต่อการใช้งาน เนื่องจากมักมีความหลากหลายมากกว่าแหล่งขยะอื่นๆ—สถานที่และช่วงเวลาที่แตกต่างกันทำให้องค์ประกอบของวัสดุแตกต่างกันมาก ทำให้ยากต่อการนำไปใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรม[ 11 ] [ 12 ]
การเปลี่ยนของเสียจากอาหารให้เป็นผลิตภัณฑ์อาหาร ผลิตภัณฑ์อาหารสัตว์ หรือการแปลงหรือสกัดส่วนผสมอาหารหรืออาหารสัตว์ เรียกว่า การเพิ่มมูลค่าของเสียจากอาหาร การเพิ่มมูลค่าของเสียจากอาหารเป็นโอกาสทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม ซึ่งสามารถลดปัญหาของการกำจัดแบบเดิมได้ ของเสียจากอาหารได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นทรัพยากรชีวภาพที่มีค่า ซึ่งสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์หลายอย่าง เช่นปุ๋ยชีวภาพ พลาสติกชีวภาพเชื้อเพลิงชีวภาพสารเคมี และผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร มีศักยภาพมากมายในการรีไซเคิลของเสียจากอาหารโดยการแปลงเป็นโปรตีนจากแมลง[ 13 ] [ 14 ]
อุจจาระของมนุษย์
การนำอุจจาระของมนุษย์กลับมาใช้ใหม่นั้นอาจปลอดภัยหรือไม่ปลอดภัยก็ได้ การใช้ประโยชน์จากอุจจาระที่ผ่านการบำบัดแล้วอาจเน้นไปที่การใช้สารอาหารที่พืชสามารถดูดซึมได้ (ส่วนใหญ่คือไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม) ที่มีอยู่ในอุจจาระที่ผ่านการบำบัดแล้ว นอกจากนี้ยังอาจใช้ประโยชน์จากอินทรียวัตถุและพลังงานที่มีอยู่ในอุจจาระด้วย ในระดับที่น้อยกว่า การนำน้ำในอุจจาระกลับมาใช้ใหม่ก็อาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน แม้ว่านี่จะเป็นที่รู้จักกันดีในชื่อการนำน้ำเสียจากเทศบาลกลับมาใช้ใหม่ก็ตาม การนำสารอาหารกลับมาใช้ใหม่ที่ตั้งใจไว้ อาจรวมถึง: การปรับปรุงดินหรือปุ๋ยใน กิจกรรม การเกษตรหรือการทำสวน การนำกลับมาใช้ใหม่ในรูปแบบอื่นๆ ที่เน้นไปที่อินทรียวัตถุในอุจจาระมากกว่า ได้แก่ การใช้เป็นแหล่งเชื้อเพลิงหรือเป็นแหล่งพลังงานในรูปของก๊าซชีวภาพ
มีตัวเลือกการบำบัดจำนวนมากและเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เพื่อทำให้อุจจาระปลอดภัยและจัดการได้สำหรับการนำกลับมาใช้ใหม่ตามที่ตั้งใจไว้[ 15 ]ตัวเลือกต่างๆ ได้แก่ การเบี่ยงเบนปัสสาวะและการทำให้แห้งของอุจจาระ ( ห้องสุขาแห้งแบบเบี่ยงเบนปัสสาวะ ) การทำปุ๋ยหมัก ( ห้องสุขาแบบทำปุ๋ยหมัก หรือ กระบวนการทำปุ๋ยหมักภายนอก) เทคโนโลยี การบำบัดกากตะกอนน้ำเสีย และกระบวนการ บำบัดกากตะกอนอุจจาระหลายประเภททั้งหมดนี้บรรลุระดับการกำจัดเชื้อโรคและการลดปริมาณน้ำในระดับต่างๆ เพื่อให้จัดการได้ง่ายขึ้น เชื้อโรคที่น่าเป็นห่วง ได้แก่ แบคทีเรียในลำไส้ ไวรัส โปรโตซัว และไข่พยาธิในอุจจาระ[ 16 ]เนื่องจากไข่พยาธิเป็นเชื้อโรคที่ยากที่สุดที่จะทำลายด้วยกระบวนการบำบัด จึงมักใช้เป็นสิ่งมีชีวิตบ่งชี้ในโครงการนำกลับมาใช้ใหม่ ความเสี่ยงด้านสุขภาพและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ที่ต้องพิจารณา ได้แก่ การแพร่กระจายของ สารมลพิษ ขนาดเล็กสารตกค้างจากยาและไนเตรตในสิ่งแวดล้อม ซึ่งอาจก่อให้ เกิด มลพิษในน้ำใต้ดินและอาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพน้ำดื่มได้
ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
ก๊าซจากหลุมฝังกลบ
ก๊าซจากหลุมฝังกลบเป็นส่วนผสมของก๊าซต่างๆ ที่เกิดจากการทำงานของจุลินทรีย์ภายในหลุมฝังกลบขณะที่ย่อยสลายขยะอินทรีย์ เช่นขยะอาหารและขยะกระดาษ ก๊าซจากหลุมฝังกลบเป็น ก๊าซชีวภาพชนิดหนึ่งซึ่งมีมีเทน ประมาณร้อยละ 40 ถึง 60 ส่วน ที่เหลือส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ก๊าซจากหลุมฝังกลบมักมี ก๊าซ ไนโตรเจนที่ถูกดึงเข้ามาจากชั้นบรรยากาศระหว่างการเก็บรวบรวม[ 17 ]สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) ที่ไม่ใช่มีเทนซิโลเซนและไฮโดรเจนซัลไฟด์ ในปริมาณเล็กน้อยประกอบเป็นส่วนที่เหลือ (<1%) ก๊าซปริมาณเล็กน้อยเหล่านี้ประกอบด้วยสารประกอบหลากหลายชนิด ส่วนใหญ่ เป็นไฮโดรคาร์บอนอย่างง่าย[ 18 ]
ฝังกลบมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่วนประกอบหลักคือCO2และมีเทนซึ่งทั้งสองเป็นก๊าซเรือนกระจกมีเทนในชั้นบรรยากาศเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพมากกว่ามาก โดยมีศักยภาพในการทำให้โลกร้อนขึ้นถึง 27 เท่าในระยะเวลาหนึ่งร้อยปี[ 19 ]หลุมฝังกลบเป็นแหล่งกำเนิดมีเทนที่ใหญ่เป็นอันดับสามในสหรัฐอเมริกา[ 20 ]
เนื่องจากก๊าซเหล่านี้มีผลกระทบเชิงลบอย่างมาก จึงได้มีการจัดตั้งระบบการกำกับดูแลเพื่อตรวจสอบก๊าซจากหลุมฝังกลบลดปริมาณวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพในขยะเทศบาลและสร้าง กลยุทธ์ การใช้ประโยชน์จากก๊าซจากหลุมฝังกลบซึ่งรวมถึงการเผาก๊าซทิ้งหรือการดักจับก๊าซเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า
เศษอาหาร
การสูญเสียและของเสียจากอาหารหมายถึงอาหารที่ถูกทิ้งหรือสูญเสียไปโดยไม่ได้บริโภค ซึ่งเกิดขึ้นตลอดทั้งระบบอาหารตั้งแต่การผลิตการแปรรูปการกระจายการขายปลีกและการบริการอาหาร ไปจนถึงการบริโภคโดยรวมแล้ว อาหารประมาณหนึ่งในสามของโลกถูกทิ้ง[ 22 ] [ 23 ]และทรัพยากรจำนวนมหาศาลที่ใช้ในการผลิตอาหารก็สูญเปล่า[ 24 ]การวิเคราะห์เชิงเมตาในปี 2021 โดยโครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติประเมินว่า ของเสียจากอาหารทั่วโลกมีปริมาณ 931 ล้านตันต่อปี (ประมาณ 121 กิโลกรัมต่อคน) กระจายอยู่ในสามภาคส่วน ได้แก่ 61 เปอร์เซ็นต์จากครัวเรือน 26 เปอร์เซ็นต์จากการบริการอาหารและ 13 เปอร์เซ็นต์จากการค้าปลีก[ 25 ]
ขยะอาหารได้รับการจัดการผ่านการป้องกัน (เช่นการถนอมอาหาร ) การนำกลับมาใช้ใหม่ (เช่นการบริจาคอาหาร ) อาหารสัตว์หรือการรีไซเคิลการทิ้งอาหารลงในหลุมฝังกลบ เป็นสิ่ง ที่ควรหลีกเลี่ยง เนื่องจากเป็นแหล่งสำคัญของก๊าซเรือนกระจกมีเทน [ 26 ]การลดขยะอาหารในทุกส่วนของระบบอาหารเป็นส่วนสำคัญในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการเกษตรโดยการลดปริมาณน้ำที่ดินและทรัพยากรอื่นๆ ที่ใช้ ทั้งหมด
อาหารเหลือทิ้งเป็นส่วนสำคัญของผลกระทบจากการเกษตรต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (คิดเป็นปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า 3.3 พันล้านตัน ต่อปี[ 27 ] [ 28 ] ) และปัญหาสิ่งแวดล้อม อื่นๆ เช่นการใช้ที่ดินการใช้น้ำและการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพนอกจากนี้ยังขัดแย้งกับความไม่มั่นคงทางอาหารในบางส่วนของโลกเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน ของสหประชาชาติ มุ่งหวังที่จะ "ลดปริมาณอาหารเหลือทิ้งต่อหัวทั่วโลกลงครึ่งหนึ่งในระดับค้าปลีกและผู้บริโภค และลดการสูญเสียอาหารตลอดห่วงโซ่การผลิตและการจัดหา รวมถึงการสูญเสียหลังการเก็บเกี่ยว" ภายในปี 2030 [ 29 ]ในการประชุมความหลากหลายทางชีวภาพแห่งสหประชาชาติปี 2022ประเทศต่างๆ ตกลงที่จะลดปริมาณอาหารเหลือทิ้งลง 50% ภายในปี 2030 [ 30 ]