مهار انتشار گازهای آلاینده از فضولات دامی با بیوچار و اسید پیرولیگنوس: مروری انتقادی از منظر مهندسی بیوسیستم

صنعت دامپروری به عنوان یکی از ارکان امنیت غذایی جهانی، به طور همزمان به یکی از منابع اصلی انتشار گازهای گلخانه ای و آلاینده های هوا نظیر آمونیاک (NH۳)، متان (CH۴)، نیتروز اکسید (N۲O) و سولفید هیدروژن (H۲S) تبدیل شده است. این انتشارات گازی دارای پیامدهای زیست محیطی شدیدی شامل تشدید تغییرات اقلیمی، اسیدی شدن اکوسیستم ها، اوتروفیکاسیون منابع آبی و ایجاد مخاطرات بهداشتی برای انسان و دام هستند. راهکارهای مدیریتی متداول اغلب با محدودیت های اقتصادی، فنی و زیست محیطی مواجه اند. در این میان، بهره گیری از محصولات فرآیند پیرولیز، یعنی بیوچار به عنوان یک جاذب کربنی مهندسی شده، و اسید پیرولیگنوس (PA) به عنوان یک مهارکننده زیست فعال، به عنوان یک استراتژی نوین و پایدار مطرح شده است. این مقاله مروری به صورت انتقادی، مکانیسم های فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی درگیر در کاهش انتشار این گازها را تحلیل می کند. شواهد نشان می دهد که کاربرد ترکیبی این دو ماده می تواند انتشار آمونیاک را بیش از ۶۰ درصد و انتشار متان را تا ۷۰ درصد کاهش دهد. به طور خاص، مقاله بر پتانسیل اثرات هم افزایی ناشی از پارادایم مهار و جذب تمرکز می کند؛ رویکردی که در آن PA تولید میکروبی گازها را در مبدا مهار کرده و بیوچار گازهای باقیمانده را جذب می نماید. در ادامه، چالش های کلیدی موجود از جمله استانداردسازی برای تولید بیوچارهای طراحی شده مهندسی با خواص مشخص، ارزیابی جامع اقتصادی و تحلیل اثرات بلندمدت زیست محیطی مورد بحث قرار گرفته و در نهایت، شکاف های دانش فعلی شناسایی و مسیرهای تحقیقاتی آینده برای بهینه سازی و تجاری سازی این فناوری امیدبخش در چارچوب یک اقتصاد چرخشی ترسیم می گردد.

کلیدواژه ها:

بیوچار ، اسید پیرولیگنوس ، مدیریت کود دامی ، انتشار گازهای گلخانه ای ، اقتصاد چرخشی