Mi lenne, ha a gazdálkodók nemcsak azt tudnák megakadályozni, hogy a felesleges foszfor szennyezze a természetes vizeinket, hanem lassan felszabaduló műtrágyaként újrahasznosíthatnák ezt a tápanyagot, mindezt anélkül, hogy sok pénzt kellene költeniük?
Az Illinois-i Egyetem kutatói kimutatták, hogy az általuk kidolgozott módszer nemcsak környezetkímélő, hanem gazdaságos is. A foszfor eltávolítására szolgáló megoldásokat fejlesztettek már ki az oldott foszfornak a dréncsövekből történő felfogására. De a jelenlegi, a foszfor elnyelésére szolgáló anyagok vagy nem hatékonyak, vagy olyan ipari hulladékól előállított termékek, amelyeket nem könnyű ártalmatlanítani. Ezért akartak a kutatók környezetbarát és minden szempontból elfogadható anyagot kifejleszteni a foszfor eltávolítására a dréncsőrendszerekből.
Maradék anyagból, „házilag” előállítható bioszénpellet a megoldás
Erre a célra fűrészport és mésziszapot használtak, amelyek malomipari és ivóvízkezelő üzemek melléktermékei. A két összetevőt összekeverték, a keveréket pelletekké formálták, és lassú égetéssel, alacsony oxigéntartalmú körülmények között olyan „designer” bioszénné alakították, amely jelentősen nagyobb foszformegkötő képességgel rendelkezik, mint a mésziszap vagy a bioszén önmagában. Fontos, hogy miután ezek a pelletek „telítődnek” foszforral, szét lehet szórni a földeken, ahol a megkötött tápanyag idővel lassan felszabadul.
Az újfajta bioszén számos fenntartható tulajdonságát kihasználva a csoport először tesztelte a pelleteket szántóföldi körülmények között, és két éven át figyelte, hogyan szabadul fel a foszfor a drénezett területen. A dréncsövekben elvezetett víz két különböző méretű, formatervezett, bioszénpellettel töltött foszforeltávolító szerkezeteken keresztül áramlott. A csapat a kísérlet első évében 2-3 centiméteres bioszénpelleteket tesztelt, majd a második évben 1 cm-es pelletekre cserélte őket.
Nagy hatékonyság, számtalan gyakorlati előny
Mindkét pelletméret felfogta a foszfor egy részét, de az 1 centiméteres pellet sokkal jobban teljesített: hatékonysága 38-41%-os volt (ennyit fogott fel a foszforból), szemben a nagyobb pellet 1,3-12%-os hatékonyságával. A kisebb szemcseméretek ugyanis több kontaktidőt biztosítanak a foszfornak, hogy megtapadjon. Ugyan a kutatók szerint épp emiatt a por szemcseméret lenne elméletileg a legnagyobb hatásfokú, de sajnos az a gyakorlatban nem működik, mert szántóföld körülmények között kimosódna.
Miután a kutatócsoport bebizonyította, hogy a pelletek hatékonyak valós körülmények között, műszaki-gazdasági és életciklus-elemzéseket végzett, hogy a gazdaságosságot és a rendszer általános fenntarthatóságát felbecsülje. A bioszénpelletek előállítási költségét tonnánként 413 dollárra becsülték, ami kevesebb mint fele az egyéb megoldások, például a szemcsés aktív szén piaci árának (800-2500 dollár/tonna). A rendszer segítségével történő foszforeltávolítás teljes költségét is megbecsülték, ami kilogrammonként 359 dollárra jött ki. A legköltséghatékonyabbnak a kétévenkénti pelletcserét találták.
Az életciklus-elemzés alapján a rendszer 12-200 kilogramm szén-dioxid-egyenértéket takaríthat meg eltávolított foszforkilogrammonként. Az előnyök túlmutatnak a tápanyagveszteség csökkentésén és a szénmegkötésen, hiszen energiamegtakarítás érhető el, csökken az eutrofizáció és javul a talajok minősége is. Jelenleg ugyan nem kötelező a foszfor eltávolítása a drénvízből, azonban a tudatosan gondolkodó gazdálkodók mégis élhetnek és élvezhetik az előnyeit ennek a módszernek.
Fotó: Pixabay
