Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Fakulta potravinářské a biochemické technologie Ústav konzervace potravin Využití a likvidace odpadů zemědělskopotravinářského komplexu (N324009) Ing. Iveta Horsáková, Ph.D. Ústav konzervace potravin místnost 270B e-mail: iveta.horsakova@vscht.cz tel.: 220 443 004 1
Téma 3 Zemědělská prvovýroba (rostlinná a živočišná výroba). Lesnictví a zpracování dřeva. 2
Odpady ze zemědělství Odpady ze zemědělské činnosti lze rozdělit do dvou skupin. Jednou z nich jsou biologicky rozložitelné odpady z rostlinné a živočišné výroby, např. odpady z rostlinných zbytků, zvířecí trus, moč či hnůj, které slouží k podpoře zemědělské výroby, a další, jako např. agrochemické odpady (zemědělská hnojiva aj.). Většina zemědělských odpadů je materiálově využívána buď přímo anebo po úpravě biologickými procesy (kompostováním, anaerobní digescí). 3
Vývoj celkové produkce odpadů skupiny 02 01 Odpady ze zemědělství, zahradnictví, lesnictví, myslivosti, rybářství, v ČR [t] 4
Odpady z rostlinné výroby Polní zbytky Sláma Silážní šťávy Průmyslová hnojiva Pesticidy Povrchový prach 5
Polní zbytky Kořínky oddenky, zbytky bulev, slámy, stvolů kukuřice Tento odpad se obvykle nijak nezpracovává a po sklizni se zaorává jako hnojivo. Sláma Zbytková biomasa po sklizni zrnin a olejnin. Podestýlka Palivo Krmivo (po hydrolýze) Substrát pro pěstování hub Stavební materiál 6
7
Silážní šťávy Je to vytékající vysoce agresivní tekutina s kyselostí ph 4 a vysokým BSK5 (hodnota větší než u kejdy, až 80 000 mg.l -1 ) s malým podílem dusíku, z toho polovinu v amonné formě Jsou nebezpečné pro kontaminaci spodních vod používaných pro výrobu pitné vody Zahrnuty mezi závadné látky podle Směrnice Rady Evropy 80/68/EHS Obsahují buněčnou stěnu odumřelých buněk rostlin, vodu vzniklou rozkladem org. látek a vodu srážkovou a povrchovou. Je možné je použít jako hnojivo nebo jako substrát pro podporu biologické defosfatizace na větších čistírnách odpadních vod. 8
Průmyslová hnojiva jednosložková Dusíkatá - podporují tvorbu bílkovin a tím i růst rostlin síran amonný - (NH 4 ) 2 SO 4 dusičnan amonný - NH 4 NO 3 dusičnan vápenatý - Ca(NO 3 ) 2 dusičnan draselný - KNO 3 močovina - CO(NH 2 ) 2 Fosforečná - podporují tvorbu květů a plodů superfosfát - jeho účinnou složkou je Ca(H 2 PO 4 ) 2 kostní moučka Draselná - podporují tvorbu cukrů chlorid draselný (sylvín) - KCl karnalit - KMgCl 3. 6 H 2 O Vápenatá - používají se ke zmírnění kyselosti některých půd vápenec - CaCO 3 cukrovarnické kaly vícesložková (kombinovaná) - obsahují směs účinných složek namíchaných ve vhodném poměru NPK, cererit 9
Pesticidy jsou přípravky a prostředky, které jsou určené k tlumení a hubení rostlinných a živočišných škůdců, a k ochraně rostlin, skladových zásob, technických produktů, bytů, domů, výrobních závodů nebo i zvířat a člověka. Nejvíce se pesticidy uplatňují v zemědělství. V současné době se používá kolem 800 pesticidních látek v přibližně 25000 komerčních přípravcích. 10
Podle chemického složení: Chlorované uhlovodíky Organofosfáty Karbamáty Pyrethroidy Triaziny Organokovové sloučeniny. Podle cílových organismů: Insekticidy proti hmyzu nebo určitým vývojovým stádiím Rotenticidy proti hlodavcům Nematocidy proti červům Akaricidy proti roztočům Moluskocidy proti měkkýšům Avicidy proti ptákům Fungicidy proti houbám ochrana již vzrostlých rostlin Herbicidy proti plevelům Arborocidy - určené k hubení dřevin, tj. keřů a stromů. Piscicidy určené k hubení ryb 11
Podíl vzorků překračujících limitní hodnoty rizikových látek v půdě v ČR (2014, v %) 12
Povrchový prach Dusíkaté látky a sloučeniny fosforu -vyplavování vodou z půdy Napomáhají rústu vodních řas a sinic Způsobují problémy při úpravě vody na vodu pitnou Mohou ve velkých koncentracích produkovat toxiny, které mají hepatotoxický, neurotoxický nebo dermatotoxický účinek Lze tomu předcházet volbou vhodných plodin, zejména na svažitých terénech, vhodným agrotechnickým zpracováním 13
Odpady z živočišné Kejda výroby Chlévská mrva Močůvka Hnojůvka Skleníkové plyny Uhynulá a nemocná zvířata Odpad z drůbežářských líhní 14
Produkce statkového hnoje na jedno zvíře je závislá na: Užitkové zaměření chovu Kategorie Váha a stáří Obsah sušina v krmivu Množství vypité vody Způsob a doba ustájení zvířat během roku Druh a kvalita steliva Způsob čištění a desinfekce stáje Ředící voda 15
Možnosti rozšiřování infekčních chorob ze zvířecích exkrementů mouchy Přímý kontakt nebo znečištění životního prostředí hlodavci hnojiva Původce nemoci Zvířecí exkrement Přenášení sběrovými produkty Přenášení půdou voda Přenášení krmivy Přímý kontakt Přímý kontakt nebo příjem Infikování zvířat, uhynutí Hospodářské ztráty potravin a krmiv Infikování lidí, onemocnění, úmrtí 16
Kejda vzniká v bezstelivových provozech živočišné výroby směs exkrementů, vody a reziduí různých desinfekčních prostředků a léků obsahuje vysoký podíl biologicky rozložitelných látek Lze použít k přímému hnojení Při aplikaci kejdy hrozí nebezpečí znečištění podzemních a povrchových vod a riziko hygienické 17
Kejda Lze využívat kejdu vázanou i na pevné sorbenty Kompostovat Využití v bioplynových stanicích Zpracování v topolobezových plantážích Substrát po pěstování žampionů Chemická úprava 18
19
Chlévská mrva - směsí tuhých a tekutých výkalů hospodářských zvířat (zejména skotu) a podestýlky, kterou může být sláma, piliny nebo pazdeří. Močůvka - moč ustájených hospodářských zvířat zředěná vodou (napájecí, splachovací, někdy i dešťovou a povrchovou) Hnojůvka - Hnojůvka je tekutina, která vytéká z hnoje při zrání chlévské mrvy na hnojišti 20
21
22
23
Skleníkové plyny Metan Amoniak Oxid uhličitý Sirovodík Vodní pára Oxid dusný 24
Struktura emisí skleníkových plynů 25
26
Uhynulá a nemocná zvířata asanačních ústavech (kafileriích) metodou tepelně-tlakové sterilizace Odpad z drůbežářských líhní Odpadem jsou jednodenní mláďata kohoutci (pro chov na vejce zbyteční), slepičky s příznaky opožděného růstu a defekty ve stavbě těla nebo kostry, mláďata, která se nevylíhnou do 24h po uplynutí inkubační doby. Likvidace v kafileriích (po usmrcení) 27
Lesnictví a zpracování dřeva na 100 kg vytěženého užitkového dřeva zůstává 78 kg dřevního odpadu větve, vrcholky stromů a kmeny, listovou zeleň, kůra, prořez a pařezy Tento odpad se buď spaluje přímo na místě, nebo je-li to ekonomicky výhodné - se zpracovává na štěpky, vyrábí se z něj palivové dřevo, nebo se kompostuje. 28
Štěpky dřevovláknité a dřevotřískové desky pro použití ve stavebnictví jsou vhodnou surovinou pro papírenský průmysl energetické využití výroba briket v chemickém průmyslu pro výrobu furfuralu při enzymatické hydrolýze vzniká dřevní melasa, ze které se vyrábí ethanol štěpky z borovic mohou sloužit k výrobě terpentýnu 29
Kůra Odpad z pil a dřevozpracujících podniků Nejčastěji se kůra po nadrcení kompostuje Suchou destilací kůry se vyrábí aktivní uhlí Ze smrkové a dubové kůry se extrakcí horkou vodou mechanicky rozdrobené kůry vyrábí třísloviny pro kožedělný průmysl a fenolické látky Dubová kůra se využívá ve farmacii pro výrobu léků na hemeroidy. kůra eukalyptu se využívá pro výrobu ethanolu 30
Piliny a hobliny k výrobě pelet či briket, popřípadě se spalují přímo dřevotřískové a cementotřískové deskové materiály pro stavební výrobu využití nacházejí ve výrobě cihel Mohou se využívat i v papírenském průmyslu. Borové piliny a štěpky slouží k výrobě kalafuny a terpentýnu 31
Listová zeleň Kompostuje se do krmných směsí (přidávání dřevokazných hub bohatá na karotenoidy, vitamíny a minerální látky nevýhodou je vysoký obsah tříslovin a terpenických látek 32
celulosa Příprava modifikovaných forem Alkalicelulosa => viskóza Mikrokrystalická a prášková celulosa Perlová celulosa Deriváty celulosy Estery (acetylcelulosa, nitrocelulosa) Ethery (methyl-, ethyl-, sulfoakryl-, hydroxyethyl-, hydroxypropyl-, karboxymethyl-, apod.) Amino- a sulfoamino deriváty Síťové gely, nosiče enzymů, chromatografické nosiče a jiné deriváty 33
34
35
36
37
Sedimenty z rybničních ploch a nádrží jílovitohlinitý až jílovitý materiál s vysokým podílem organické hmoty. Odpady ze včelařství Včelstva napadená varroázou - roztočem nebo morem včelího plodu Likvidace spalováním 38
Děkuji za pozornost Vytvoření tohoto odborného tématu č. 3 bylo podpořeno pedagogickým projektem FPBT VŠCHT Praha (C_VSCHT_2015_048;iFIS číslo projektu: 324 17 5641), a to v rámci inovace předmětu Využití a likvidace odpadů zemědělsko-potravinářského komplexu (N324009), řešeného během roku 2015. 39