Συσχέτιση της οσμής κομποστοποίησης με βασικές φυσικοχημικές παραμέτρους
Abstract
Σκοπός της παρούσας Μεταπτυχιακής Εργασίας Μάστερ, ήταν η μελέτη της διεργασίας της οικιακής κομποστοποίησης μέσω της συσχέτισης της οσμής (μελέτη των εκπομπών των πτητικών οργανικών ενώσεων, ΠΟΕ) με έξι συγκεκριμένες βασικές φυσικοχημικές παραμέτρους (θερμοκρασία, υγρασία, οργανική ουσία, pH, ηλεκτρική αγωγιμότητα, δείκτης φυτοτοξικότητας).
Για τους σκοπούς της παρούσας πειραματικής διαδικασίας, δυο εμπορικοί κάδοι κομποστοποίησης όγκου 330 λίτρων, τοποθετηθήκαν στον περίκλειστο χώρο του Τμήματος Χημείας του Πανεπιστήμιου Κύπρου. Για την παρασκευή του κόμποστ χρησιμοποιήθηκαν υπολείμματα φρούτων και λαχανικών, ξερά φύλλα ακακίας, ευκαλύπτου και κλαδέματα γρασιδιού, ενώ σαν διογκωτικό υλικό για εξαερισμό της μάζας κομποστοποίησης, χρησιμοποιήθηκε πριονίδι και φρυγανιά. Στον κάδο 2 (Κ2), προστεθήκαν 5% περισσότερα κλαδέματα γρασιδιού από ότι στον κάδο 1 (Κ1), ώστε να προσεγγίζεται καλύτερα η κομποστοποίηση τύπου αυλής. Από τον κάδε κάδο, λαμβάνονταν κάθε εβδομάδα δείγματα για ανάλυση ΠΟΕ και φυσικοχημικών παραμέτρων για 2 περίπου μήνες.
Η ανάλυση των ΠΟΕ έγινε μέσω της μεθόδου SPME–GC/MS. Για τους σκοπούς της πειραματικής διαδικασίας, χρησιμοποιήθηκε επικαλυμμένη ίνα μικροεκχύλισης στερεής φάσης 75μm Carboxen/PDMS και οι προσροφημένες ΠΟΕ εκροφούνταν θερμικά σε συζευγμένο σύστημα Αέριας Χρωματογραφίας-Φασματομετρίας Μάζας. Κατά τη διάρκεια της διεργασίας της κομποστοποίησης, παράγονται διαφορές ΠΟΕ, όπως τερπένια, οξυγονωμένες ενώσεις και συχνά, αναλόγως των συνθηκών, δύσοσμες θειούχες οργανικές ενώσεις. Η πιο έντονη ουσία που ανιχνεύτηκε κατά τη διάρκεια της κομποστοποίησης ήταν το λιμονένιο, ενώ ιδιαίτερη εντύπωση προκάλεσε η άφθονη έκλυση τερπενίων.
Στα πλαίσια της διεργασίας της κομποστοποίησης στους κάδους Κ1 και Κ2, μελετήθηκαν παράλληλα και οι ακόλουθες φυσικοχημικές παράμετροι: η θερμοκρασία, η υγρασία, η οργανική ουσία, το pH, η ηλεκτρική αγωγιμότητα και ο δείκτης φυτοτοξικότητας. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων αυτών των παραμέτρων, έδειξαν ότι η διεργασία της κομποστοποίησης ολοκληρώθηκε με επιτυχία και στους δυο κάδους.
Η μέθοδος Ανάλυσης Κύριων Συνιστωσών (Principal Component Analysis, PCA), εφαρμόστηκε τόσο στα δεδομένα των ΠΟΕ όσο σε αυτά των φυσικοχημικών παραμέτρων, προκειμένου να εντοπιστούν οι κύριες πήγες μεταβλητότητας σε κάθε σύνολο δεδομένων. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης στα δεδομένα των ΠΟΕ, έδειξαν ότι η έκλυση των τερπενίων μπορεί να συσχετιστεί με την αποικοδόμηση της φυτικής οργανικής ύλης, ενώ η παραγωγή θειούχων ενώσεων με τις συνθήκες αερισμού και με τη μικροβιακή δραστηριότητα. Αντίστοιχα, τα αποτελέσματα της ανάλυσης στα δεδομένα των φυσικοχημικών παραμέτρων έδειξαν ότι η υψηλότερη μικροβιακή δραστηριότητα παρατηρήθηκε κυρίως από την 1η εως και την 3η εβδομάδα. Επίσης, οι χημικές διεργασίες κατά τη διάρκεια της κομποστοποίησης φαίνεται να επηρεάζονται κυρίως από το pH και τη θερμοκρασία. Κατά το πρώτο χρονικό μισό στάδιο της κομποστοποίησης (1ος μήνας), η θερμοκρασία και το pH αυξάνει, καθώς η υγρασία διατηρείται σε ικανοποιητικά επίπεδα, ενώ κατά το δεύτερο μισό (2ος μήνας), το pH και η θερμοκρασία μειώνονται και η υγρασία αυξάνει. Η διάρκεια της κομποστοποίησης συσχετίζεται θετικά με την οργανική ουσία, την ηλεκτρική αγωγιμότητα, την εξωτερική θερμοκρασία και τον δείκτη φυτοτοξικότητας.
Η οικιακή κομποστοποίηση είναι μια γρήγορη και περιβαλλοντικά φιλική διεργασία, που προάγει τη διαλογή στην πηγή και οδηγεί στη μείωση της παραγωγής αυξημένου όγκου οικιακών απορριμμάτων.