| dc.description.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. | el_GR |
| dc.description.translatedabstract | The aim of this postgraduate Master’s thesis was the study of the household composting process and the study through the correlation between the odor (VOCs emissions) through six physicochemical parameters (temperature, humidity, organic content, pH, conductivity and germination index).
For the experimental procedure, two composting containers with volume of 330 L were placed in a fenced area of the Chemistry Department at the University of Cyprus. In container 2 (K2), additional 5% lawn trimming were added compared to container 1 (K1), so that the composition would be more similar to the back yard composting process. Samples were obtained ona weekly basis from each container for the VOCs and physicochemical parameters analysis for two months.
The determination of the VOCs was carried out with the use of SPME–GC/MS. For the experimental procedure, microextraction fiber coated SPME 75μm Carboxen/PDMS was used. During the composting process, several VOCs are produced, mostly terpenes, oxygenated compounds and depending on the conditions, organic sulfur compounds. The compound produced the most during composting is limonene while the high terpen emissions was found to be quite interesting.
For the composting process in K1 and K2, the following physicochemical parameters were measured in parallel: temperature, humidity, organic content, pH, conductivity and phytotoxicity. The obtained results indicate that the composting procedure was successful in both containers.
The Principal Component Analysis PCA method was employed for the VOC obtained data and for the physicochemical parameters analysis so that the most prominent factors of variability would be traced in every data total. The analysis results for the VOCs data showed that the production of terpenes is associated to the decomposition of organic matter while the production of sulphur compounds can be related to the aerating conditions and the microbial activity. Respectively, the physicochemical parameters analysis results have shown that the highest microbal activity was observed from 1st to the 3rd week. Additionally, the chemical procedures during composting are mostly affected by the pH values and temperature. During the first half (1st month) of the composting procedure, temperature and pH rise while the humidity is maintained while in the 2nd half (2nd month), pH and temperature are decreased while humidity increases. The composting duration is associated to the organic content, conductivity outer temperature and germination index.
The household composting process is a fast and environmentally friendly process, promoting the separation at the source and leads to the decrease of the household waste volume. | el_GR |
