Как вермифильтрация использует червей для борьбы с выбросами метана на молочных фермах

Поскольку животноводческая отрасль сталкивается с растущим давлением в вопросах снижения воздействия на окружающую среду, набирает популярность простое биологическое решение. Используя красных дождевых червей и микробов, фермеры превращают токсичный навоз в управляемый ресурс, предлагая мощное оружие против выбросов парниковых газов.

Наука вермифильтрации

Традиционные методы управления навозом часто основаны на хранении жидкого навоза в больших лагунах с низким содержанием кислорода. В такой среде процветают микроорганизмы, известные как метаногены, которые потребляют водород и углекислый газ для производства метана — парникового газа, обладающего в течение столетия в 275 раз большей способностью к нагреву, чем углекислый газ. Кроме того, неправильное распределение этого шлама может привести к вымыванию нитратов, что загрязняет грунтовые воды и вызывает цветение токсичных водорослей в прибрежных водах.

Решением становится вермифильтрация — процесс, разработанный чилийской компанией BioFiltro. Этот метод использует «биофильтры», изготовленные из таких природных материалов, как древесная щепа и дробленый речной камень. Внутри этих насыпей сотни тысяч красных дождевых червей работают вместе с полезными микробами, расщепляя органические вещества. Эта биологическая активность резко снижает производство метана и закиси азота, одновременно отфильтровывая такие патогены, как кишечная палочка (E. coli) и сальмонелла, прежде чем они попадут в почву или источники водоснабжения.

Масштабирование биологических решений в Калифорнии

Калифорния, крупнейший производитель молока в США, стала основной испытательной площадкой для таких биологических вмешательств. На молочную промышленность приходится около 45% выбросов метана в штате, причем более половины из них поступает от навоза.

Чтобы бороться с этим, в 2016 году Калифорния приняла закон, требующий от молочных ферм и свалок сократить выбросы метана на 40% по сравнению с уровнем 2013 года к 2030 году. Хотя высокотехнологичные метантенки являются распространенным ответом, многие фермеры, например, на ферме Alberto Dairy в Хикмане, выбирают вермифильтрацию. Основными факторами этого перехода являются простота и экономическая эффективность. В настоящее время на молочных фермах США работают восемь систем вермифильтрации, еще 16 находятся в процессе строительства или запланированы на следующий год, и в основном они сосредоточены в сельскохозяйственном центре Калифорнии.

Более широкое воздействие на окружающую среду

Масштаб проблемы огромен. По оценкам Института мировых ресурсов (World Resources Institute), управление навозом на молочных и свиноводческих фермах составляет 1,6% от общего объема выбросов парниковых газов в США, в то время как во всем мире на это приходится около 10% от общего климатического воздействия животноводческой отрасли.

Хотя переход к биологической фильтрации многообещающий, исследователи подчеркивают, что долгосрочный успех зависит от более тщательного тестирования в различных фермерских условиях. При эффективном масштабировании эти «природные» технологии могут сыграть ключевую роль в помощи молочному сектору в выполнении государственных предписаний. По оценкам Калифорнии, в настоящее время сектор движется по пути сокращения ежегодных выбросов метана в объеме, эквивалентном 5 миллионам метрических тонн углекислого газа к 2030 году, хотя предстоит проделать значительную работу, чтобы достичь законодательных целей.

Основные выводы

• Биологическая фильтрация: Вермифильтрация использует красных дождевых червей и биофильтры из древесной щепы для разложения навоза, значительно снижая выбросы метана, закиси азота и загрязнение нитратами.
• Регуляторные факторы: Предписание Калифорнии по сокращению выбросов метана на 40% к 2030 году стимулирует внедрение как высокотехнологичных метантенков, так и недорогих биологических решений.
• Экологическая необходимость: Поскольку управление навозом обеспечивает 10% глобального климатического воздействия животноводства, масштабирование этих методов имеет решающее значение для предотвращения загрязнения грунтовых вод и потепления атмосферы.