پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 161 |
| تعداد شماره‌ها | 6,533 |
| تعداد مقالات | 70,506 |
| تعداد مشاهده مقاله | 124,124,985 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,233,501 |
ارزیابی اثرات زیستمحیطی تولید بادمجان در گلخانه آبکشت: اجرای یک رویکرد اقتصاد زیستی-دایره‌ای از طریق تولید کمپوست و ذغال‌زیستی | ||
| مهندسی بیوسیستم ایران | ||
| دوره 54، شماره 3، مهر 1402، صفحه 95-115 اصل مقاله (1.2 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijbse.2024.372147.665537 | ||
| نویسندگان | ||
| سعید مفتح1؛ مجید خانعلی* 1؛ اسداله اکرم1؛ هما حسین زاده بندبافها1؛ مریم افشار2 | ||
| 1گروه مهندسی ماشین های کشاورزی، دانشکدۀ مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
| 2گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران | ||
| چکیده | ||
| علیرغم تمام مزایا، آبکشت با حجم زیادی از بقایای گیاهان شامل شاخه‌ها، برگ‌ها و ساقه‌ها پس از برداشت محصول اصلی مواجه است. این بقایا در صورت مدیریت نامناسب، بستری برای رشد میکروبی فراهم کرده و به تکثیر و رشد میکروارگانیسم‌های مضر کمک میکنند. برای مقابله با چالش پسماند، این پژوهش تبدیل ضایعات به کمپوست یا ذغال‌زیستی بر اساس یک رویکرد اقتصاد زیستی-دایره‌ای، پیشنهاد کرده و ازنظر پایداری زیستمحیطی موردبررسی قرار داده است. بر اساس نتایج، تولید هر کیلوگرم بادمجان تحت شرایط آبکشت به‌سلامت انسان 10-6× 16/6 دالی خسارت میزند. همچنین در حوزه زیستبوم، خسارت تولید هر کیلوگرم بادمجان برابر با 8-10× 08/1 گونه در سال هست، درحالیکه در زمینه منابع، مقدار خسارت 261/0 دلار برای هر کیلوگرم بادمجان تخمین زده‌شده است. تولید و مصرف گاز طبیعی در تولید بادمجان تحت شرایط آبکشت، نقش حیاتی در خسارتهای زیستمحیطی این فرآورده دارد. رویکرد اقتصاد زیستی-دایره‌ای، به‌ویژه مسیری که باهدف تولید کمپوست پیشنهادشده است، منجر به کاهش 6/16 درصدی در کاهش خسارت بر سلامت انسان میشود. در زمینه زیستبوم، مسیر منتهی به تولید کمپوست با کاهش 16 درصدی، به حفظ تنوع زیستی کمک می‌کند و نسبت به مسیر منتهی به تولید ذغال‌زیستی عملکرد بهتری دارد. در رده خسارت منابع نیز، مسیر منتهی به تولید کمپوست از بقایای سبز بادمجان باعث تغییرات کاهشی حدود 16 درصدی در مقابل تولید مرسوم بادمجان تحت شرایط آبکشت میشود. نتایج نشان‌دهنده عملکرد موفق تولید بادمجان تحت رویکرد اقتصاد زیستی-دایره‌ای با تمرکز بر تولید کمپوست از بقایای سبز در جهت بهبود محیط‌زیست و کاهش خسارت زیستمحیطی تولید بادمجان است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| صیفی جات گلخانه ای؛ پسماند سبز؛ مدیریت پسماند؛ محصولات زیستی؛ ارزیابی چرخه زندگی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Evaluating the environmental impacts of eggplant production in hydroponic greenhouse: implementing a circular bioeconomy approach through composting and biochar | ||
| نویسندگان [English] | ||
| saeed mofatteh1؛ Majid Khanali1؛ Asadollah Akram1؛ Homa Hosseinzadeh-bandbafha1؛ Maryam Afshar2 | ||
| 1Department of Agricultural Machinery Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran | ||
| 2Department of Chemistry, Faculty of Science, University of Zanjan, Zanjan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Despite its merits, hydroponics faces a significant volume of plant residues, including branches, leaves, and stems, after harvesting the main crop. If not managed properly, these residues can provide a suitable substrate for microbial growth, contributing to the proliferation of harmful microorganisms. To address the waste challenge, this research proposes the conversion of residues into compost or biochar based on a circular bioeconomy approach and investigates its environmental sustainability. According to the results, the production of one kilogram of hydroponic eggplant imposes health damages of 1.6×10-6 DALY on humans. Furthermore, in the ecisystems domain, the damage caused by producing one kilogram of hydroponic eggplant is equivalent to 1.08×10-8 species per year while in terms of resources, the estimated damage is $0.261 per kilogram of eggplant. The production and consumption of natural gas in hydroponic eggplant production play a vital role in environmental damages. The circular bioeconomy approach, especially the compost production pathway, there is a 16.6% reduction in health damages. In the ecosystem realm, the compost production pathway contributes to biodiversity conservation with a 16% reduction compared to the biochar production pathway, demonstrating better performance. In the resource damage category, the compost production pathway from green eggplant residues leads to approximately a 16% reduction compared to conventional hydroponic eggplant production. The results highlight the successful performance of eggplant production under the circular bioeconomy approach, focusing on compost production from green residues for environmental improvement and reduction of environmental damages in eggplant production. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Greenhouse vegetables, Green-waste, Waste management, Organic products, Life Cycle Assessment | ||
| مراجع | ||
|
Balakrishnan, D., 2024. Exploring the potential of sugarcane vinasse for biogas and biofertilizer Production: A catalyst for advancing the bioeconomy. Sustain. Energy Technol. Assessments 61, 103474. Bayram, B., Greiff, K., 2023. Life cycle assessment on construction and demolition waste recycling: a systematic review analyzing three important quality aspects. Int. J. Life Cycle Assess. 2023 1–23. Bisbis, M.B., Gruda, N., Blanke, M., 2018. Potential impacts of climate change on vegetable production and product quality–A review. J. Clean. Prod. 170, 1602–1620. Chakravarty, I., Mandavgane, S.A., 2023. Sequential bioprocessing of tomato waste-a biorefinery approach, in: Fruit and Vegetable Waste Utilization and Sustainability. Elsevier, pp. 121–138. Daughtrey, M., Buitenhuis, R., 2020. Integrated pest and disease management in greenhouse ornamentals. Integr. pest Dis. Manag. Greenh. Crop. 625–679. Dunlop, S.J., Arbestain, M.C., Bishop, P.A., Wargent, J.J., 2015. Closing the loop: Use of biochar produced from tomato crop green waste as a substrate for soilless, hydroponic tomato production. HortScience 50, 1572–1581. Dunn, B., Bizhen, H., Dharti, T., 2021. Soilless Growing Mediums. Div. Agric. Sci. Nat. Resour. 1–7. Flores, E.D., 2016. Energy use and CO2 emissions of eggplant production in the Philippines. Agric. Eng. Int. CIGR J. 18, 138–148. Hosseinzadeh-Bandbafha, H., Tabatabaei, M., Aghbashlo, M., Rehan, M., Nizami, A.-S., 2020. Determining key issues in life-cycle assessment of waste biorefineries, in: Waste Biorefinery. Elsevier, pp. 515–555. ISO, 2006. 14040 International standard. Environmental Management–Life Cycle Assessment–Principles and Framework, International Organisation for Standardization, Geneva, Switzerland. Khoshnevisan, B., Rafiee, S., Tabatabaei, M., Ghanavati, H., Mohtasebi, S.S., Rahimi, V., Shafiei, M., Angelidaki, I., Karimi, K., 2017. Life cycle assessment of castor-based biorefinery: a well to wheel LCA. Int. J. Life Cycle Assess. 1–18. Khounani, Z., Hosseinzadeh-Bandbafha, H., Moustakas, K., Talebi, A.F., Goli, S.A.H., Rajaeifar, M.A., Khoshnevisan, B., Jouzani, G.S., Peng, W., Kim, K.-H., 2021. Environmental life cycle assessment of different biorefinery platforms valorizing olive wastes to biofuel, phosphate salts, natural antioxidant, and an oxygenated fuel additive (triacetin). J. Clean. Prod. 278, 123916. Kiehbadroudinezhad, M., Hosseinzadeh-Bandbafha, H., Pan, J., Peng, W., Wang, Y., Aghbashlo, M., Tabatabaei, M., 2023a. The potential of aquatic weed as a resource for sustainable bioenergy sources and bioproducts production. Energy 278, 127871. Kiehbadroudinezhad, M., Merabet, A., Hosseinzadeh-Bandbafha, H., 2023b. A life cycle assessment perspective on biodiesel production from fish wastes for green microgrids in a circular bioeconomy. Bioresour. Technol. Reports 21, 101303. Majid, M., Khan, J.N., Shah, Q.M.A., Masoodi, K.Z., Afroza, B., Parvaze, S., 2021. Evaluation of hydroponic systems for the cultivation of Lettuce (Lactuca sativa L., var. Longifolia) and comparison with protected soil-based cultivation. Agric. Water Manag. 245, 106572. Massironi, A., Biella, S., de Moura Pereira, P.F., Scibona, F., Feni, L., Sindaco, M., Emide, D., Jiménez-Quero, A., Bianchi, C.L.M., Verotta, L., 2023. Valorization of pumpkin seed hulls, cucurbitin extraction strategies and their comparative life cycle assessment. J. Clean. Prod. 427, 139267. Mendieta, O., Castro, L., Escalante, H., Garfí, M., 2021. Low-cost anaerobic digester to promote the circular bioeconomy in the non-centrifugal cane sugar sector: A life cycle assessment. Bioresour. Technol. 326, 124783. Michiels, F., Hubo, L., Geeraerd, A., 2021. Why mass allocation with representative allocation factor is preferential in LCA when using residual livestock products as organic fertilizers. J. Environ. Manage. 297, 113337. Mordor Intelligence, 2023. Commercial greenhouse market size & share analysis - growth trends & forecasts (2023 - 2028) [WWW Document]. Mordor Intell. URL https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/commercial-greenhouse-market Nematian, M., Keske, C., Ng’ombe, J.N., 2021. A techno-economic analysis of biochar production and the bioeconomy for orchard biomass. Waste Manag. 135, 467–477. Parajuli, R., Matlock, M.D., Thoma, G., 2021. Cradle to grave environmental impact evaluation of the consumption of potato and tomato products. Sci. Total Environ. 758, 143662. Patchaye, M., Sundarkrishnan, B., Tamilselvan, S., Sakthivel, N., 2018. Microbial management of organic waste in agroecosystem. Microorg. Green Revolut. Vol. 2 Microbes Sustain. Agro-ecosystem 45–73. Rosa-Martínez, E., García-Martínez, M.D., Adalid-Martínez, A.M., Pereira-Dias, L., Casanova, C., Soler, E., Figàs, M.R., Raigón, M.D., Plazas, M., Soler, S., 2021. Fruit composition profile of pepper, tomato and eggplant varieties grown under uniform conditions. Food Res. Int. 147, 110531. Salehpour, T., Khanali, M., Rajabipour, A., 2020. Environmental impact assessment for ornamental plant greenhouse: Life cycle assessment approach for primrose production. Environ. Pollut. 266, 115258. Salvador, R., Puglieri, F.N., Halog, A., de Andrade, F.G., Piekarski, C.M., Antonio, C., 2021. Key aspects for designing business models for a circular bioeconomy. J. Clean. Prod. 278, 124341. Silva, W.R., de Carvalho Carregosa, J., Almeida-Couto, J.M.F., Cardozo-Filho, L., Wisniewski Jr, A., 2022. Management of de-oiled coffee beans biomass through pyrolysis process: Towards a circular bioeconomy. J. Anal. Appl. Pyrolysis 168, 105763. Srivastava, R.K., Sarangi, P.K., Shadangi, K.P., Sasmal, S., Gupta, V.K., Govarthanan, M., Sahoo, U.K., Subudhi, S., 2023. Biorefineries development from agricultural byproducts: Value addition and circular bioeconomy. Sustain. Chem. Pharm. 32, 100970. Stylianou, M., Laifi, T., Bennici, S., Dutournie, P., Limousy, L., Agapiou, A., Papamichael, I., Khiari, B., Jeguirim, M., Zorpas, A.A., 2023. Tomato waste biochar in the framework of circular economy. Sci. Total Environ. 871, 161959. Suh, S., Huppes, G., 2005. Methods for life cycle inventory of a product. J. Clean. Prod. 13, 687–697. Taib, A.P., Alamhali, J.A., Tabal, E.P., 2021. Net energy use and carbon emission equivalent of tomato and eggplant production in Zamboanga City, Philippines. Int. J. Multidiscip. Res. Publ. 4, 73–78. Wang, L., Ning, S., Zheng, W., Guo, J., Li, Youli, Li, Yinkun, Chen, X., Ben-Gal, A., Wei, X., 2023. Performance analysis of two typical greenhouse lettuce production systems: commercial hydroponic production and traditional soil cultivation. Front. Plant Sci. 14. Yahia, E.M., García-Solís, P., Celis, M.E.M., 2019. Contribution of fruits and vegetables to human nutrition and health, in: Postharvest Physiology and Biochemistry of Fruits and Vegetables. Elsevier, pp. 19–45. Yang, T., Kim, H.-J., 2020. Comparisons of nitrogen and phosphorus mass balance for tomato-, basil-, and lettuce-based aquaponic and hydroponic systems. J. Clean. Prod. 274, 122619. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 235 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 186 |
||