Die Wissenschaft hinter der Kompostierung

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Diese Bananenschale im Abfallbehälter wird sich schließlich wie alle organischen Abfälle auf natürliche Weise zersetzen, dank hilfreicher Mikroorganismen in der Umwelt, die sich von dem verfallenden Abfall ernähren.

Kompostierung ist ein Prozess, der den natürlichen Zerfall von organischem Material beschleunigt, indem er die idealen Bedingungen für das Gedeihen von Detritus fressenden Organismen bietet, so das US-Landwirtschaftsministerium (USDA). Das Endprodukt dieses konzentrierten Abbauprozesses ist ein nährstoffreicher Boden, der das Wachstum von Pflanzen, Gartenpflanzen und Bäumen fördern kann.

Der Kompostierungsprozess

Mikroorganismen sind für den Kompostierungsprozess von entscheidender Bedeutung und kommen überall in der Umwelt vor, sagte Matthew Worsham, Koordinator für Nachhaltigkeit und Energie an der University of Dayton in Ohio.

Der Schlüssel zu einer effektiven Kompostierung liegt darin, eine ideale Umgebung für das Gedeihen der Mikroorganismen zu schaffen, sagte Worsham gegenüber Live Science - warme Temperaturen, Nährstoffe, Feuchtigkeit und viel Sauerstoff.

Laut der Cornell University gibt es drei Hauptphasen im Kompostierungszyklus, in denen verschiedene Arten von Mikroorganismen gedeihen.

Die erste Stufe dauert typischerweise nur ein paar Tage, in denen mesophile Mikroorganismen oder Mikroorganismen, die bei Temperaturen von etwa 20 bis 45 Grad Celsius gedeihen, beginnen, die biologisch abbaubaren Verbindungen physikalisch abzubauen. Wärme ist ein natürliches Nebenprodukt dieses anfänglichen Prozesses und die Temperaturen steigen schnell auf über 40 ° C.

Mesophile Mikroorganismen werden in der zweiten Stufe, die einige Tage bis zu mehreren Monaten dauern kann, durch thermophile Mikroorganismen (Mikroorganismen, die bei erhöhten Temperaturen gedeihen) ersetzt. Die thermophilen Mikroben zerlegen die organischen Materialien in feinere Stücke. Die höheren Temperaturen begünstigen den Abbau von Proteinen, Fetten und komplexen Kohlenhydraten.

Während der zweiten Stufe steigen die Temperaturen weiter an, und wenn sie nicht genau beobachtet werden, kann der Komposthaufen so heiß werden, dass er schließlich alle hilfreichen Mikroorganismen abtötet. Techniken wie Belüftung und Umdrehen des Komposthaufens tragen dazu bei, die Temperaturen unter 65 ° C zu halten, und liefern zusätzlichen Sauerstoff und neue Quellen für den Abbau der thermophilen Mikroorganismen.

Die dritte Stufe, die typischerweise mehrere Monate dauert, beginnt, wenn die thermophilen Mikroorganismen den verfügbaren Vorrat der Verbindungen verbrauchen. In diesem Stadium beginnen die Temperaturen so weit zu sinken, dass mesophile Mikroorganismen die Kontrolle über den Komposthaufen wieder aufnehmen und die verbleibende organische Substanz in verwertbaren Humus zerlegen können.

Die Organismen, die helfen

Laut Planet Natural gibt es zwei Hauptklassen von Kompostierungsmikroorganismen, die als Aerobier und Anaerobier bekannt sind.

Die Aeroben sind Bakterien, die zum Überleben einen Sauerstoffgehalt von mindestens 5 Prozent benötigen und laut der University of Illinois die wichtigsten und effizientesten Kompostierungsmikroorganismen sind. Die Aeroben verbrauchen den organischen Abfall und scheiden Chemikalien wie Stickstoff, Phosphor und Magnesium aus, die Nährstoffe sind, die Pflanzen zum Gedeihen benötigen.

Anaerobe Mikroorganismen sind Bakterien, die keinen Sauerstoff benötigen. Sie verarbeiten den organischen Abfall auch nicht so effizient wie aerobe Bakterien. Anaeorbs produzieren Chemikalien, die gelegentlich für Pflanzen giftig sind, und sie verursachen, dass Komposthaufen stinken, weil sie Schwefelwasserstoff freisetzen, der nach faulen Eiern riecht.

Laut der Cornell University sind etwa 80 bis 90 Prozent aller in Komposthaufen vorkommenden Mikroorganismen Bakterien. Der verbleibende Prozentsatz an Mikroorganismen sind Pilzarten, einschließlich Schimmelpilze und Hefen.

Neben Mikroorganismen finden auch andere hilfreiche Kreaturen wie Pillenwanzen, Tausendfüßler und Würmer den Weg zum Komposthaufen, wenn die Bedingungen stimmen. Diese Tiere zersetzen die Lebensmittelabfälle, Gartenabfälle und andere organische Stoffe im Komposthaufen und helfen, das Abfallmaterial in nährstoffreichen Boden umzuwandeln.

Worsham baut Kompostierungsressourcen an der University of Dayton und nimmt rote Wigglerwürmer in die Kompostierungshaufen auf. Rote Wackler (Eisenia fetida) sind die häufigsten Würmer, die bei der Vermikompostierung oder Kompostierung mit Würmern verwendet werden, sagte Worsham. Die Vermicomposting-Stapel der Universität können 10 Pfund Lebensmittelabfälle und Papier pro Tag zersetzen.

Was geht rein und was nicht?

Nach Angaben der United States Environmental Protection Agency ist ein Gleichgewicht zwischen "Grün" und "Braun" erforderlich, um die richtige Umgebung für die Kompostierung zu schaffen. Grüns sind stickstoffreich und umfassen Gegenstände wie Grasschnitt, Obst- und Gemüseabfälle sowie Kaffeesatz. Browns sind die kohlenstoffreichen Gartenabfälle wie tote Blätter, Zweige und Zweige.

Ein Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis zwischen 25 zu 1 und 30 zu 1 ist laut der University of Illinois ideal für eine schnelle Kompostierung. Mikroorganismen ernähren sich sowohl von Kohlenstoff als auch von Stickstoff. Der Kohlenstoff gibt den Mikroorganismen Energie, von der ein Großteil als Kohlendioxid und Wärme freigesetzt wird, und der Stickstoff liefert zusätzliche Nahrung, um weiter zu wachsen und sich zu vermehren.

Wenn sich zu viel Kohlenstoff im Komposthaufen befindet, erfolgt die Zersetzung viel langsamer, da weniger Wärme erzeugt wird, da die Mikroorganismen nicht so leicht wachsen und sich nicht so leicht vermehren können und daher den Kohlenstoff nicht so leicht abbauen können. Andererseits kann ein Überschuss an Stickstoff zu einem abstoßenden Ammoniakgeruch führen und den Säuregehalt des Komposthaufens erhöhen, der für einige Arten von Mikroorganismen toxisch sein kann.

Die richtige Feuchtigkeit ist auch wichtig für die Gesundheit der Mikroorganismen, die beim Kompostierungsprozess helfen. Ein Feuchtigkeitsgehalt zwischen 40 und 60 Prozent bietet genügend Feuchtigkeit, um zu verhindern, dass die Mikroorganismen ruhend werden, aber nicht genug, damit Sauerstoff aus dem Stapel gedrückt wird.

Die Sauerstoffmenge im Komposthaufen ist ebenfalls wichtig, da ein Sauerstoffdefizit zur Übernahme anaerober Mikroorganismen führt und dies zu einem stinkenden Komposthaufen führen kann. Sauerstoff kann durch Rühren oder Umdrehen des Stapels in den Komposthaufen gegeben werden.

Was zu kompostieren:

  • Früchte und Gemüse
  • Eierschalen
  • Kaffeesatz und Filter
  • Teebeutel
  • Nussschalen
  • Geschredderte Zeitung, Papier und Pappe
  • Yard-Zutaten wie Gras, Blätter, Zweige und Zweige
  • Zimmerpflanzen
  • Heu und Stroh
  • Sägespäne
  • Hackschnitzel
  • Baumwoll- und Wolllappen
  • Trockner und Staubsauger Flusen
  • Haare und Fell
  • Kaminasche

(Hinweis: Das USDA empfiehlt, Lebensmittelabfälle zu vergraben, wenn ein offener Komposthaufen verwendet wird, um unerwünschte Schädlinge wie Fliegen, Nagetiere und Waschbären, die nach einer kostenlosen Mahlzeit suchen, abzuhalten.)

Was nicht zu kompostieren:

  • Bestimmte Arten von Baumblättern und Zweigen wie Schwarznuss, da sie Substanzen freisetzen, die für Pflanzen schädlich sein können
  • Kohle oder Kohlenasche, da sie Substanzen enthalten können, die für Pflanzen schädlich sind
  • Milchprodukte, Eier, Fette und Öle sowie Fleisch- oder Fischgräten und -reste aufgrund möglicher Geruchsprobleme, die Schädlinge wie Nagetiere und Fliegen anziehen
  • Kranke oder von Insekten befallene Pflanzen, da die Krankheit oder die Insekten überleben und an andere Pflanzen weitergegeben werden können
  • Tierabfälle (einschließlich Hunde- und Katzenkot und gebrauchte Katzenstreu), da diese schädliche Parasiten, Bakterien oder Viren enthalten können
  • Mit chemischen Pestiziden behandelte Yard-Zutaten; da die Pestizide Kompostierungsorganismen töten könnten

Kommerzielle Kompostierungsunternehmen sammeln auch Produkte wie Papierbehälter für Lebensmittel und kompostierbares Geschirr und Besteck, die speziell als BPI Certified Compostable gekennzeichnet sind.

Milchprodukte, Eier, Fleischprodukte und Fette werden normalerweise nicht für den Komposthaufen empfohlen, aber es gibt viele größere kommerzielle Kompostierungsanlagen, die sich gut für den Umgang mit den Gerüchen und Krankheitserregern eignen, die in diesen Produkten vorhanden sein können.

Um bei den komplexeren Abfällen zu helfen, wird kommerziellen Kompostierungsstandorten häufig Viehdung zugesetzt, um die Wärme und die Kompostierungsrate zu erhöhen. Laut der North Dakota State University enthält Viehdung von Pflanzenfressern, einschließlich Kühen, Schafen und Ziegen, bereits eine hohe Menge an Stickstoff und viele der aeroben Mikroorganismen, die für die Kompostierung unerlässlich sind. Diese Art von Gülle ist typischerweise auch frei von gefährlichen Krankheitserregern, die in der Gülle von fleischfressenden Tieren wie Katzen und Hunden vorkommen.

Die Kompostierung beschleunigt den natürlichen Abbauprozess organischer Materialien. (Bildnachweis: Shutterstock)

Was kann noch kompostiert werden?

Viele Unternehmen entwickeln mehr Produkte, die bei der Entsorgung kompostiert werden können, darunter Abendessen und Besteck, Müllsäcke und sogar Windeln. Bevor Sie diese Gegenstände in den Komposthaufen legen, müssen Sie sicherstellen, dass sie sicher zu Hause kompostiert oder vom örtlichen Kompostsammler akzeptiert werden können.

Huantian Cao, Professor für Mode- und Bekleidungsstudien an der Universität von Delaware, ist Co-Leiter eines Projekts für nachhaltige Bekleidung, das an der Entwicklung kompostierbarer Bekleidung arbeitet. Cao und sein Team haben einen Schuh entwickelt, der im Wesentlichen aus Pilzen besteht.

Der Prototyp der Sandale besteht aus einer Vielzahl kompostierbarer Teile, sagte Cao gegenüber Live Science. Die Zwischensohle besteht aus einem Pilz-Myzel-Komposit, das zusammen mit allen Speiseresten direkt in einen Komposter für zu Hause gelangen kann. Die Innensohle und die Außensohle des Schuhs bestehen aus biologisch abbaubarem pflanzlich gegerbtem Leder, und die Riemen der Sandale bestehen aus Baumwolle, die beide an größeren kommerziellen Kompostierungsstellen kompostiert werden können.

Kompostierung zu Hause

Randi Cox und Kathy Gutowsky, Eigentümer der kommerziellen Kompostierungsfirma Green Camino, kompostieren seit ihrer Kindheit und informieren ihre Gemeinde nun über die Vorteile der Kompostierung, sei es durch die Nutzung ihrer Firma oder zu Hause.

"Kompostierung ist eine Einstiegsdroge gegen Null Abfall", sagte Gutowsky. "Wenn Sie mit der Kompostierung beginnen, achten Sie wirklich darauf, was Sie wegwerfen, und Sie beginnen zu schauen, was Sie kaufen und was hereinkommt."

Gutowsky sagte, dass viele ihrer Kunden Änderungen im Lebensstil vornehmen, um den Abfall in ihren Abfallbehältern zu minimieren, einschließlich des Verzichts auf den Kauf von Produkten mit überschüssiger Kunststoffverpackung und des Kaufs vor Ort, wenn dies möglich ist. "Es ist wirklich eine Änderung der Denkweise", sagte Gutowsky gegenüber Live Science.

Wenn Sie keinen Zugang zu einer kommerziellen Kompostierungsanlage haben, ist der Einstieg zu Hause so einfach wie das Zusammenstellen eines Stapels in der Ecke Ihres Hofes. Viele Baumärkte verkaufen Kompostierbehälter verschiedener Typen und Größen, um den Bedürfnissen jedes Hauses gerecht zu werden. Überprüfen Sie unbedingt die Vorschriften zur Kompostierung an Ihrem Wohnort, indem Sie die Webseite Ihrer Abfallabteilung in der Stadt oder im Landkreis besuchen. Zusätzliche Hilfe beim Einstieg oder Fragen, die Sie möglicherweise haben, können häufig in Ihrem örtlichen Baumarkt, Kindergarten oder auf den örtlichen Bauernmärkten beantwortet werden.

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