Compost: De Ultieme Oplossing voor Bodemverrijking

Compost is een fijn verdeeld, los materiaal bestaande uit afgebroken organische stof. Het wordt primair gebruikt als plantenvoeding en bodemverbeterder om gewasgroei te stimuleren. Hoewel veel mensen compostproductie associëren met kleine tuincomposthopen die met een schop bewerkt worden, wordt de meeste compost geproduceerd in grote gemeentelijke, industriële of landbouwfaciliteiten met gemotoriseerde apparatuur.

Achtergrond

De uitdrukking 'ouder dan de aarde' geldt zeker voor compost. Natuur produceert al miljoenen jaren compost als onderdeel van de levens- en dodecyclus op aarde. Het eerste menselijke gebruik van dierenmest, een ruwe vorm van compost, was rond 3000 v.Chr. in Egypte, waar het direct op de velden werd verspreid als meststof. Later werd mest gemengd met vuile stalstro en ander afval en in hopen gelegd tot het nodig was. Regen hield de hopen vochtig en hielp bij de ontbinding, wat een rijke compost opleverde.

Grieken en Romeinen kenden de waarde van compost voor het verhogen van gewasopbrengsten en gebruikten zelfs de warmte van ontbindende compost om zomergroenten in de winter te kweken. Christelijke kloosters hielden de kunst van composteren in Europa in stand na de val van het Romeinse Rijk, en rond 1200 werd compost weer door veel boeren gebruikt. Shakespeare noemt het in verschillende stukken uit de vroege 1600s.

In de Verenigde Staten waren presidenten George Washington en Thomas Jefferson prominente landbezitters in de late 1700s en vroege 1800s. Toen ze niet bezig waren met staatszaken, besteedden ze veel tijd aan innovatieve landbouwmethoden, inclusief experimenten met diverse compostermethoden en materialen. Naarmate opeenvolgende oogsten de nutriënten in de bodem aan de oostkust uitleegden, werd composteren wijdverspreid. Deze trend duurde tot de vroege 1900s, toen geschat werd dat 90% van de meststof in de VS afkomstig was van compost.

Dat veranderde in 1913, toen een Duits bedrijf synthetische stikstofverbindingen, inclusief kunstmesten, ging produceren. Deze nieuwe kunstmesten konden goedkoper geproduceerd worden dan rommelige dierenmestcompost, en de boerderijcomposthoop werd snel verleden tijd. In 1950 was geschat dat slechts 1% van de meststof in de VS afkomstig was van compost.

Een opvallend uitzondering was het werk dat in 1942 gestart werd door J.I. Rodale, een gerenommeerde pioneer in de ontwikkeling van de biologische landbouwmethode. Rodale was een van de eersten die de gevaren van het vertrouwen op kunstmesten en de voordelen van compost uit natuurlijke bronnen zag. Composteren kreeg een korte impuls tijdens het milieubewuste tijdperk van de jaren zestig, maar pas in de jaren tachtig werd het een groot bedrijf. Deze opschaling was niet het resultaat van een hernieuwde erkenning van de positieve aspecten van compost, maar van een groeiende zorgen over de negatieve aspecten van afval. Kortom: in onze pogingen om ons afval kwijt te raken, verontreinigen we onze lucht, vergiftigen we onze rivieren, en begraven we ons letterlijk in het met onze stortplaatsen.

Om een deel van het gemeentelijk afval van stortplaatsen af te leiden, richtten verschillende steden in de vroege jaren zeventig recyclingcentra op waar mensen blikjes, flessen en kranten konden afgeven in plaats van weg te gooien. Dit werd gevolgd door straatrandinzameling, waarbij mensen deze recycleerbare materialen in afzonderlijke containers konden zetten voor ophaal voor hun deur. Uiteindelijk voegden veel steden extra straatrandcontainers toe voor groenafval om te composteren. In 1992 hadden bijna 1.500 steden groenafval-composteringsfaciliteiten.

Tegelijkertijd legde strenge nieuwe milieuwetten vast dat industrieën hun afvalproducten niet meer zomaar op het omliggende land konden dumpen of in nabijgelegen rivieren konden lozen. Om aan deze wetten te voldoen, startten veel industrieën hun eigen recycling- en composteringprogramma's. Milieuzorgen beïnvloedden ook boeren, die beschuldigd werden van de negatieve gezondheidseffecten die kunstmesten en bestrijdingsmiddelen hadden op mens en dier. Als gevolg besloten veel boeren chemische middelen terug te dringen of te elimineren ten gunste van compost.

Vandaag de dag wordt de meeste compost in grote faciliteiten verwerkt die ontworpen zijn om een specifiek type grondstof te verwerken. Landbouwcompost wordt meestal geproduceerd en gebruikt op dezelfde boerderij die de grondstoffen genereerde. Industriële compost kan in zakken verkocht worden aan individuele kopers, of de grondstoffen in bulk aan andere composteringsfaciliteiten. Gemeentelijke groenafvalcompost wordt meestal geproduceerd in faciliteiten die door de stad of het vuilinzamelingsbedrijf worden beheerd en aan lokale tuinbedrijven en tuincentra verkocht.

Grondstoffen

Technisch gezien kan compost gemaakt worden uit elk organisch materiaal. Dat wil zeggen, het kan gemaakt worden uit elk deel van een organisme, plant of dier, dat koolstof bevat. Compost vereist ook een bron van stikstof, zuurstof en water, plus kleine hoeveelheden diverse elementen die meestal in organisch materiaal voorkomen, zoals fosfor, koper, kalium, calcium, en anderen.

Om de organische materialen met de overige materialen te laten combineren en ontbinden tot compost, zijn verschillende levende organismen en micro-organismen nodig. Hierbij horen pissebedden, die helpen de materialen te verteeren en bacteriën te transporteren; regenwormen, die de materialen met hun gangen beluchten; diverse schimmels, die helpen cellulose die tegen ontbinding bestand is, te verteeren; schimmelaachtige bacteriën genaamd actinomyceten, die rauwe plantenweefsels aanvallen; en velen anderen.

De meest voorkomende grondstoffen voor compost zijn groenafval zoals grassnippers, bladeren, onkruid en kleine snoeiafval van struiken en bomen. Meeste thuincomposthopen en gemeentelijke compostfaciliteiten gebruiken uitsluitend groenafval vanwege het grote volume beschikbare materialen.

Industriële compostfaciliteiten neigen ertoe afvalmaterialen te gebruiken die binnen een specifieke fabriek of regio gegenereerd worden. Bijvoorbeeld: suikerbietpulp wordt gemengd met andere materialen om compost te maken in een gebied waar suikerraffinaderijen opereren. Overgebleven hop en graan van brouwerijen maken ook uitstekende compostmaterialen. Andere materialen zijn zaagsel en houtsnippers van zaagmolens, visafval van conserverfabrieken, en gedroogd bloed en gepulveriseerde dierenbotten van slachthuizen.

Landbouwcompostfaciliteiten gebruiken materialen die gemakkelijk beschikbaar zijn op nabije boerderijen. Deze omvatten dierenmest, gebruikte stalstro, bedorven fruit en groenten, akkerafval, wingaard- en fruitteeltsnoeiafval, bedorven hooi en ander landbouwafval.

Enkele van de meer ongewone grondstoffen voor compost zijn zeewier, kippenveren, pindaschillen en haarklippen.

Het Productieproces

De productie van compost is zowel een mechanisch als een biologisch proces. De grondstoffen moeten eerst gescheiden, verzameld en gescheurd worden door mechanische middelen voordat het biologische ontbindingsproces kan beginnen. In sommige gevallen wordt het ontbindingsproces zelf geholpen door mechanische roering of beluchting van de materialen. Na ontbinding wordt de voltooide compost mechanisch gezeefd en in zakken gedaan voor distributie.

Er zijn verschillende methoden voor grootschalige compostproductie. De methaanvergister-methode plaatst de grondstoffen in een grote, afgedichte container om zuurstof uit te sluiten. De resulterende zuurstofarme ontbinding produceert niet alleen compost, maar ook methaangas, dat voor koken of verwarming gebruikt kan worden. De beluchte hoop-methode plaatst de grondstoffen in hopen of graven met geperforeerde buizen die lucht circuleren. De resulterende zuurstofrijke ontbinding produceert veel warmte, die de meeste schadelijke bacteriën doodt. De windrow-methode plaatst de grondstoffen in lange hopen, windrows genoemd, waar ze natuurlijk ontbinden over een periode van diverse weken of maanden. Het is de minst kostbare methode. Hieronder volgt een typische reeks operaties om gemeentelijk groenafval om te zetten in compost met de windrow-methode.

Scheiden

• 1 Groenafval wordt door eigenaren in afzonderlijke containers gedeponeerd, en de containers worden aan de straatrand gezet voor ophaal op de gewone vuilophaldag. Eigenaren worden geïnstrueerd dat alleen bepaalde groenafval acceptabel is voor ophaal. Dit omvat grassnippers, bladeren, onkruid en kleine snoeiafval van struiken en bomen. Korte stukken boomtakken tot ongeveer 6 inch (15 cm) in diameter zijn ook acceptabel. Eigenaren worden ook geïnstrueerd dat bepaalde andere groenafval niet acceptabel is. Dit omvat stenen, zode, dierlijke excrementen, en overmatige hoeveelheden aarde. Palmvronen zijn verboden omdat de prikken niet ontbinden en gif dragen. Voedselresten, fruit en groenten zijn ook verboden omdat ze knaagdieren aantrekken, ongewilde zaden dragen en bijdragen aan geur.
• 2 Het groenafval wordt opgehaald door afzonderlijke vuilwagens en naar het verwerkingscentrum getransporteerd waar het in hopen gedumpt wordt. De hopen worden visueel geïnspecteerd, en overgrote of onacceptabele materialen worden handmatig verwijderd.

Malen

• 3 Een groot, gewieeld machine genaamd een frontlader pakt materiaal uit de hopen en dumpt het in een tubmaler. De tubmaler heeft een stationaire verticale cilindrische buitenmantel met een roterende cilindrische binnenmantel. Terwijl het materiaal tussen de twee mantels passeert, wordt het in kleinere stukken gemalen en grondig gemengd. Het gemalen materiaal valt door de bodem en door een zeef waar de grotere stukken uitgezeefd worden. Het overgebleven materiaal wordt door een transportband naar een ophaalhoop getransporteerd.
• 4 De grotere stukken worden aan tuinbedrijven verkocht voor gebruik als mulch of grondbedekking zonder verdere verwerking. De rest wordt in grote dumptrucks geladen en naar het composteringsgebied getransporteerd waar het in lange rijen, windrows genoemd, gedumpt wordt. Elke rij is ongeveer 6–10 ft (2–3 m) hoog en diverse honderden voet (m) lang met een driehoekige doorsnede. Een vlak ruimte van ongeveer 10 ft (3 m) breed wordt tussen elke rij gelaten om voertuigen toe te laten langs de lengte te manoeuvreren.

Composteren

• 5 Het composteringsgebied kan diverse acres (hectaren) beslaan. Na het aanleggen van een windrow wordt het materiaal bevochtigd door een tankwagen die langs de rij rijdt en water sproeit. Het water helpt het composteringsproces en minimaliseert windverstrooiing van stof.
• 6 Elke paar weken bestrijdt een speciale machine elke windrow en beweegt langs de lengte om het materiaal om te keren en te roeren. Dit verbreekt het materiaal in nog kleinere stukken en blootstelt het aan zuurstof, wat het ontbindingsproces bevordert. Na het omkeren wordt de windrow opnieuw besproeid met water. Dit proces duurt twee of drie maanden. In heet, droog weer moeten windrows vaker bewaterd worden. Tijdens ontbinding kan de interne temperatuur van de hoop 130°F (54°C) bereiken, wat helpt veel onkruidzaadjes die aanwezig kunnen zijn te doden.

Narijping

• 7 De rauwe compost wordt met een frontlader opgeschept en naar een grote kegelhoop verplaatst waar het de ontbinding over een periode van diverse weken kan afronden. Dit proces heet narijping en laat de koolstof en stikstof in de compost hun eindniveaus bereiken.

Zeven

• 8 Na de narijping wordt de compost met een frontlader opgeschept en in de inlaat van een roterend zeef gedumpt. Dit toestel bestaat uit een groot cilindrisch zeef dat op een as draait die iets geneigd is boven de horizontaal. De openingen in het zeef zijn ongeveer 0,5 inch (1 cm) in diameter. De compost wordt in het verhoogde uiteinde van het roterende zeef gevoerd vanaf de inlaat door een transportband. Terwijl de compost naar beneden rolt over de lengte van het roterende zeef, valt het fijne materiaal door het zeef en wordt naar een opslaghoop getransporteerd door een transportband. Het grovere materiaal dat niet door het zeef kan, valt uit het lagere uiteinde van de cylinder en wordt ofwel terug naar de composthopen gebracht voor verdere ontbinding of als houtsnippers verkocht.

Distributie

• 9 Het merendeel van de voltooide compost wordt in grote dumptrucks geladen en in bulk verkocht aan tuinbedrijven, gemeenten, kwekerijen en andere commerciële klanten. Een deel wordt verzegeld in 40 lb (18 kg) plastic zakken voor detailverkoop aan eigenaren. Met de windrow-methode kan een typische stedelijke groenafvalverwerkingsfaciliteit zoveel als 100.000 ton (91.000 metriek ton) compost per jaar produceren.

Kwaliteitscontrole

Composteringsbedrijven laten hun voltooide compost regelmatig testen om te garanderen dat het vrij is van schadelijke materialen en de juiste hoeveelheden plantennutriënten bevat. De tests meten de deeltjesgrootte, vochtniveau, mineraalinoud, koolstof-stikstofverhouding, zuurgraad, nutriënteninhoud, onkruidzaadkiemingspercentage en vele andere factoren. Bijvoorbeeld: afvaldeeltjes moeten tussen 0,5–2 inch (1,2–5 cm) in diameter liggen om de zuurstofstroom in de compost te bevorderen. Evenzo moet het vochtniveau boven de 40% liggen om het composteringsproces te faciliteren. Vochtniveaus die onder de 40% dalen, vertragen het proces en bergen het risico van spontane ontbranding. Ook moet de ideale verhouding van koolstof tot stikstof gemiddeld 30 delen koolstof tot één deel stikstof per gewicht bedragen. De ideale balans handhaaft een gezonde microbenpopulatie die ontbinding versnelt en geur minimaliseert.

Schadelijke Materialen

Compost gemaakt van groenafval, zoals bladeren en grassnippers, bevat zelden schadelijke materialen. Problemen kunnen echter optreden wanneer compost gemaakt wordt uit gedeeltelijk gesorteerd gemeentelijk afval, bepaalde industriële afvalstoffen of rioolib. In die gevallen kunnen onacceptabele niveaus van giftige metalen, chemicaliën of schadelijke bacteriën aanwezig zijn.

Om het publiek te beschermen, stelt de federale Environmental Protection Agency (EPA) acceptabele niveaus in voor duizenden materialen die in compost aanwezig kunnen zijn. Elke staat kan zijn eigen normen hebben. Voor gemeentelijk afval wordt bronsscheiding – dat wil zeggen, eigenaren sorteren hun groenafval in afzonderlijke containers in plaats van het met de rest van hun afval weg te gooien – beschouwd als een van de meest effectieve manieren om schone, veilige compost te produceren.

De Toekomst

Door huishoudelijk groenafval te scheiden en om te zetten in compost, kan geschat worden dat gemeenten de hoeveelheid afval naar stortplaatsen met ongeveer 20% kunnen verminderen. Hoewel dat een significante reductie is, wordt verwacht dat in de toekomst nog meer afval van stortplaatsen afgeleid moet worden. Materialen zoals vuile voedselverpakkingen, luiervulling, voedselresten, natuurlijke vezelkleden, stukken hout en andere organische materialen zouden alle gecomposteerd kunnen worden. Hiervoor moeten gemeenten misschien gemeentelijke vast afval (MSW) behandelingsfaciliteiten oprichten om de compostbare materialen van de schadelijke materialen te scheiden, zoals weggeworpen batterijen, motorolie, asbest en veel huishoudelijke chemicaliën.

Uiteindelijk kan composteren ook een middel bieden om zelfs de schadelijke materialen te behandelen en te neutraliseren. Bijvoorbeeld: bij verschillende oudere militaire munitiefabrieken en opslagfaciliteiten is de omringende bodem besmet met het explosieve materiaal trinitrotolueen, ook bekend als TNT. Onderzoekers gebruiken een speciaal samengestelde compostmix van groenafval en buffelmest om de bodem te neutraliseren door een simpel biologisch composteringsproces dat de explosieve organische componenten van TNT omzet in minder schadelijke verbindingen.