De "zero waste"-trend zou een vriend kunnen hebben in de vorm van biosolids. Biosolids zijn de materialen die worden geproduceerd nadat huishoudelijk afval is verwerkt in stedelijke afvalwatersystemen. Vroeger, het grootste deel van dit vaste materiaal werd overgebracht naar stortplaatsen. Maar, processen die in de afgelopen decennia zijn ontwikkeld, kunnen biosolids van "uitzonderlijke kwaliteit" creëren.

Deze nieuwe "EQ" biosolids bevatten weinig verontreinigende stoffen en pathogenen, maar rijk aan voedingsstoffen. Ze kunnen worden toegepast op landbouwgronden of stedelijke bodems die kunstmest en andere bodemgezondheidsverbeteringen nodig hebben. Dat hergebruikt een voormalig "afval" -materiaal - en helpt het milieu onderweg.

Biosolids zijn waardevol omdat ze rijk zijn aan stikstof, een belangrijke voedingsstof voor planten. Maar, slechts een fractie van de stikstof in biosolids die als meststof wordt gebruikt, komt beschikbaar voor planten. Deze fractie wordt biologisch beschikbare stikstof genoemd.

"We moeten weten hoeveel stikstof biologisch beschikbaar wordt als we biovaste stoffen aan de bodem toevoegen, " zegt Odiney Alvarez-Campos, een onderzoeker bij Virginia Tech. "We willen voldoende leveren voor een gezonde gewasgroei en opbrengst, maar geen overtollige stikstof."

Dat komt omdat te veel stikstof het milieu kan vervuilen. Het kan oppervlakte- en grondwater binnendringen en aquatische ecosystemen aantasten. "Het is een balans tussen het ondersteunen van plantengroei, terwijl het niet vervuilend is, ", zegt Alvarez-Campos.

In een nieuwe studie, Alvarez-Campos en haar collega's testten hoeveel van de stikstof in verschillende biovaste producten biologisch beschikbaar werd in stedelijke bodem. Ze ontdekten een complicerende factor. De aangetaste aard van stedelijke bodems kan de stikstofbeschikbaarheid van biovaste stoffen voor planten verminderen.

"Stedelijke bodems zijn vaak verdicht, gedegradeerde bodems. Ze kunnen weinig organische stof en voedingsstoffen bevatten, " zegt Alvarez-Campos. Menselijke activiteiten, zoals de bouw en zwaar autoverkeer, stedelijke bodems kunnen aantasten.

"Biosolids hebben wat we nodig hebben om deze bodems te helpen herstellen, " zegt Alvarez-Campos. Bijvoorbeeld, de organische stof in biosolids kan bodemverdichting verminderen. Dat kan de grond gemakkelijker te bewerken maken en de wortels van planten helpen groeien. Biosolids kunnen ook de infiltratie en retentie van water in de bodem vergroten, die belangrijk zijn voor de plantengroei.

De onderzoekers testten vijf verschillende biosolids-producten. Alle producten waren van "uitzonderlijke kwaliteit". In sommige van de bio-vaste stoffen waren andere materialen gemengd. Deze materialen omvatten droog organisch en mineraal materiaal. Het doel was om de biologische vaste stoffen te drogen.

"Een van de grootste uitdagingen bij het toepassen van biosolids in stedelijke gebieden is hun hoge vochtgehalte, " zegt Alvarez-Campos. Biosolid-producten met een hoog vochtgehalte zijn moeilijker te transporteren, handvat, en verspreid.

De studie toonde aan dat bio-vaste stoffen die niet gemengd zijn met houtachtige materialen meer biobeschikbare stikstof opleveren dan bio-vaste stoffen vermengd met houtachtige materialen. Het lage organische stofgehalte en het hoge kleigehalte van de stedelijke bodem verminderde de hoeveelheid biologisch beschikbare stikstof uit biovaste stoffen. Ze verminderden ook de effectiviteit van laboratoriummethoden om beschikbare stikstof te schatten.

In aanvulling, de onderzoekers gingen in op een veelgebruikte laboratoriummethode die de beste schattingen opleverde van de stikstofbeschikbaarheid uit biovaste stoffen. Deze methode wordt 7-daagse anaërobe incubatie genoemd. "Het toonde het grootste potentieel om te worden gebruikt als een indicator van de stikstofbeschikbaarheid van een biovaste stof, ", zegt Alvarez-Campos.

Weten dat de stikstofbeschikbaarheid in aangetaste bodems mogelijk lager is, is essentieel. "Het zal helpen de toedieningssnelheden van biovaste stoffen aan te passen aan de mate van bodemdegradatie, ", zegt Alvarez-Campos.

Deze bevindingen zijn een belangrijke eerste stap. De onderzoekers evalueren de betrouwbaarheid van snelle tests om de stikstofbeschikbaarheid te schatten uit biovaste stoffen die worden toegepast op stedelijke bodems. Ze zijn ook op zoek naar uitbreiding van hun studiegebied. "In dit onderzoek, we gebruikten een bodem die representatief is voor stedelijke bodems in het zuidwesten van Virginia, ", zegt Alvarez-Campos. Toekomstige studies zullen de impact van biosolid-toepassingen op een grotere verscheidenheid aan stedelijke bodems en landschappen evalueren.

"Het recyclen van biovaste stoffen in de bodem is een van de meest duurzame manieren om afval te beheren, ", zegt Alvarez-Campos. "Het geeft koolstof en voedingsstoffen, zoals stikstof, terug aan de bodem, en helpt vegetatie groeien."

Als biosolids niet worden toegepast op landbouwgronden of stadslandschappen, ze worden gestort of verbrand. "Wanneer toegepast op de bodem, biosolids worden een waardevolle hulpbron in plaats van een onaangenaam afval, ", zegt Alvarez-Campos.