दुग्धव्यवसायातील मिथेन प्रदूषण कमी करण्यासाठी व्हर्मिफिल्ट्रेशन (Vermifiltration) गांडूळांचा वापर कसा करते

जसा पशुपालन उद्योगावर त्याच्या पर्यावरणीय प्रभावाचा (environmental footprint) सामना करण्यासाठी वाढता दबाव येत आहे, तसा एक कमी-तंत्रज्ञान असलेला जैविक उपाय लोकप्रिय होत आहे. लाल गांडूळ आणि सूक्ष्मजीवांचा वापर करून, शेतकरी विषारी शेणाचे व्यवस्थापन करण्यायोग्य संसाधनात रूपांतर करत आहेत, जे हरितगृह वायूच्या उत्सर्जनाविरुद्ध एक प्रभावी शस्त्र म्हणून काम करत आहे.

व्हर्मिफिल्ट्रेशनचे विज्ञान

पारंपारिक शेण व्यवस्थापन अनेकदा मोठ्या, कमी ऑक्सिजन असलेल्या तलावांमध्ये (lagoons) स्लरी साठवण्यावर अवलंबून असते. अशा वातावरणात, 'मिथेनोजेन्स' (methanogens) म्हणून ओळखले जाणारे सूक्ष्मजीव वेगाने वाढतात, जे हायड्रोजन आणि कार्बन डायऑक्साइडचा वापर करून मिथेन तयार करतात—हा एक असा हरितगृह वायू आहे ज्याची उष्णता निर्माण करण्याची क्षमता एका शतकात कार्बन डायऑक्साइडपेक्षा २७५ पटीने जास्त असते. शिवाय, या स्लरीचा अयोग्य प्रसार केल्यामुळे नायट्रेट लीचिंग (nitrate leaching) होऊ शकते, ज्यामुळे भूजल दूषित होते आणि किनारपट्टीच्या पाण्यात विषारी शेवाळाची वाढ (algae blooms) होते.

येथेच व्हर्मिफिल्ट्रेशनची भूमिका येते, ही प्रक्रिया चिलीमधील BioFiltro या कंपनीने विकसित केली आहे. ही पद्धत लाकडाचा भुसा आणि नदीतील फुटलेले दगड यांसारख्या नैसर्गिक पदार्थांपासून बनवलेल्या "बायोफिल्टर्स"चा (biofilters) वापर करते. या ढिगाऱ्यांमध्ये, लाखो लाल गांडूळ फायदेशीर सूक्ष्मजीवांसोबत मिळून सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन करण्याचे काम करतात. ही जैविक क्रिया मिथेन आणि नायट्रस ऑक्साइडचे उत्पादन लक्षणीयरीत्या कमी करते, तसेच E. coli आणि साल्मोनेला (salmonella) सारखे रोगजनक घटक माती किंवा पाणी पुरवठ्यापर्यंत पोहोचण्यापूर्वीच त्यांना गाळून वेगळे करते.

कॅलिफोर्नियामध्ये जैविक उपायांचा विस्तार

युनायटेड स्टेट्समधील दुधाचे सर्वात मोठे उत्पादक असलेले कॅलिफोर्निया, या जैविक हस्तक्षेपांसाठी मुख्य चाचणी क्षेत्र बनले आहे. राज्याच्या मिथेन उत्सर्जनासाठी दुग्धव्यवसाय उद्योग अंदाजे ४५% जबाबदार आहे, ज्यापैकी अर्ध्याहून अधिक उत्सर्जन शेणापासून होते.

यावर मात करण्यासाठी, कॅलिफोर्नियाने २०१६ मध्ये एक कायदा लागू केला, ज्यानुसार दुग्धव्यवसाय आणि लँडफिलला (landfills) २०३० पर्यंत मिथेन उत्सर्जन २०१३ च्या पातळीपेक्षा ४०% ने कमी करणे आवश्यक आहे. जरी हाय-टेक डेअरी डायजेस्टर्स (dairy digesters) हा एक सामान्य प्रतिसाद असला, तरी हिकमॅन येथील अल्बेर्टो डेअरीसारखे अनेक शेतकरी व्हर्मिफिल्ट्रेशनचा पर्याय निवडत आहेत. या बदलाचे मुख्य चालक म्हणजे साधेपणा आणि किफायतशीरपणा. सध्या, अमेरिकेतील दुग्धव्यवसायांमध्ये आठ व्हर्मिफिल्ट्रेशन प्रणाली कार्यरत आहेत, तर आणखी १६ बांधकामाधीन आहेत किंवा पुढील वर्षासाठी नियोजित आहेत, ज्या प्रामुख्याने कॅलिफोर्नियाच्या कृषी क्षेत्रांमध्ये केंद्रित आहेत.

व्यापक पर्यावरणीय प्रभाव

आव्हानाचे स्वरूप अवाढव्य आहे. वर्ल्ड रिसोर्सेस इन्स्टिट्यूटच्या (World Resources Institute) अंदाजानुसार, दुग्धव्यवसाय आणि डुकरांच्या फार्मवरील शेण व्यवस्थापन अमेरिकेच्या एकूण हरितगृह वायू उत्सर्जनामध्ये १.६% वाटा उचलते, तर जागतिक स्तरावर, पशुपालन उद्योगाच्या एकूण हवामान प्रभावात याचा वाटा सुमारे १०% आहे.

जैविक गाळण प्रक्रियेकडे (biological filtration) होणारे संक्रमण आशादायक असले तरी, संशोधकांचा असा आग्रह आहे की दीर्घकालीन यश हे विविध फार्ममधील परिस्थितींनुसार अधिक कठोर चाचण्यांवर अवलंबून आहे. जर प्रभावीपणे विस्तारले गेले, तर या "नैसर्गिक" तंत्रज्ञानामुळे दुग्धव्यवसाय क्षेत्राला राज्याचे आदेश पूर्ण करण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावता येईल. कॅलिफोर्नियाचा अंदाज आहे की, हे क्षेत्र २०३० पर्यंत वार्षिक मिथेन उत्सर्जन ५ दशलक्ष मेट्रिक टन कार्बन डायऑक्साइडच्या बरोबरीने कमी करण्याच्या मार्गावर आहे, तरीही कायदेशीर उद्दिष्टे गाठण्यासाठी अजूनही मोठे काम बाकी आहे.

मुख्य निष्कर्ष

  • जैविक गाळण (Biological Filtration): व्हर्मिफिल्ट्रेशनमध्ये लाल गांडूळ आणि लाकडाच्या भुश्याचे बायोफिल्टर्स वापरून शेणाचे विघटन केले जाते, ज्यामुळे मिथेन, नायट्रस ऑक्साइड आणि नायट्रेट प्रदूषण लक्षणीयरीत्या कमी होते.
  • नियामक चालक (Regulatory Drivers): २०३० पर्यंत मिथेन उत्सर्जन ४०% ने कमी करण्याचे कॅलिफोर्नियाचे आदेश हाय-टेक डायजेस्टर्स आणि कमी खर्चाचे जैविक उपाय या दोन्हीचा अवलंब करण्यास प्रोत्साहन देत आहेत.
  • पर्यावरणीय गरज (Environmental Necessity): शेण व्यवस्थापनाचा जागतिक पशुपालन हवामान प्रभावात १०% वाटा असल्याने, भूजल प्रदूषण आणि वातावरणीय उष्णता रोखण्यासाठी या पद्धतींचा विस्तार करणे अत्यंत आवश्यक आहे.