Greenhouse gas emissions during composting of lignocellulosic materials with different animal by-products

The offset of greenhouse gas (GHG) emissions has become an important priority for all developed countries.

Several studies point out the relevance of appropriate organic waste management to mitigate emissions of CO2 and other greenhouse gases, notably nitrous oxide (N2O) and methane (CH4). Consequently, the study of GHG emitted during the different waste management processes must be critically and objectively assessed. Composting is a waste management strategy aimed at recycling organic matter and nutrients for soil application. Among the positive aspects of the composting process, a large reduction of volume, stabilisation of organic matter, removal of phytotoxicity and destruction of pathogens have been demonstrated by far. However, the benefits of composting regarding greenhouse gases balance have been questioned and are still controversial. Some recent studies report not only the biogenic CO2 release associated with the aerobic degradation of organic matter, but also CH4 and N2O emissions during composting. Since the global warming potentials of CH4 and N2O are 21 and 310 times higher than for CO2 (on a weight basis), small changes in N2O or CH4 emissions may have a large impact on overall GHG emissions of an agro-ecosystem.
In this study we measured the fluxes of CO2, CH4 and N2O emitted from three composting piles made of a mixture of wheat straw and cotton waste, each pile containing different N-rich animal by-products (meat bone meal, hydrolysed leather, blood meal and horn and hoof meal). The composting mixtures (100 kg moist weight) were placed in 300 dm3 polyethylene composting bins in the open, watered regularly and turned four times during the composting period to allow aeration and avoid compacting. For the gas emissions measurement, the closed-chamber technique was applied. The chamber used for this investigation was specifically designed to hermetically close the composting bins and concentrate the gas emitted from the whole pile in a short time interval. It had a pyramidal shape (volume 35 dm3) with an outlet in the vertex for direct gas sampling and later measurement by means of a micro gas chromatograph (Varian CP2003). A total of 168 gas measurements were performed per pile during the 92 days of the composting process. Concurrently, other physico-chemical analyses were carried out to follow the evolution of the composting process. The major CO2 fluxes were recorded during the thermophilic phase, mainly within the first 20 days of composting, showing a direct relationship with temperature peaks. No CH4 fluxes were detected for any of the composting piles during the whole trial, whereas low N2O emissions were found at the early beginning and during maturation. The analysis of the total N balance showed a significant increase of N concentration in the pile, pointing out to an atmospheric N fixation phenomenon. Our experiment demonstrates that composting, when managed properly, does not produce CH4, and only
a negligible amount of N2O is released.



Copyright: © European Compost Network ECN e.V.
Quelle: Orbit 2008 (Oktober 2008)
Seiten: 8
Preis inkl. MwSt.: € 7,00
Autor: M.L Cayuela
T. Sinicco
Claudio Mondini

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