Cirkularna hemija kao odgovor na krizu izazvanu nedostatkom fosfataor na krizu izazvanu nedostatkom fosfata Stručni rad

Bočna strana članka

Grafički apstrakt
PDF (496 kB)
Objavljeno: 2025-01-18
Ažurirano: 2025-01-18
DOI: https://doi.org/10.2298/HEMIND240414022S
Ključne reči:
mineralna đubriva, cirkularna ekonomija, fosforna komponenta, valorizacija pepela

Glavni sadržaj članka

Alija Salkunić
Elixir Zorka - Mineralna đubriva, Hajduk Veljkova 1, Šabac, Srbija
https://orcid.org/0000-0002-5372-1018
Ljiljana Stanojević
Elixir Group, Hajduk Veljkova 1, Šabac, Srbija
https://orcid.org/0009-0007-4475-7397
Nikola Belobaba
Elixir Group, Hajduk Veljkova 1, Šabac, Srbija
https://orcid.org/0009-0005-0909-1951
Slavica Bogdanović
Elixir Group, Hajduk Veljkova 1, Šabac, Srbija Šabac, Srbija
https://orcid.org/0009-0003-2108-2850
Bajro Salkunić
Elixir Group, Hajduk Veljkova 1, Šabac, Srbija
https://orcid.org/0009-0007-5827-197X

Apstrakt

Sirovi fosfat se koristi kao sirovina za proizvodnju đubriva na bazi fosfora, a nedostatak njegove ponude mogao bi negativno uticati na globalno snabdevanje hranom. Evropska komisija je klasifikovala ovu sirovinu kao kritičnu sa aspekta procenjenih zaliha. Godinama unazad istražuju se novi resursi koji mogu biti zamena za fosfatnu komponentu u proizvodnji đubriva i drugih proizvoda koja sadrže fosfor. Kao alternativa javila se mogućnost primene pepela dobijenog insineracijom mulja nastalog u postupku prerade komunalnih otpadnih voda. U ovom radu je kao studija slučaja analiziran sastav pepela dobijenog spaljivanjem mulja nastalog preradom komunalnih otpadnih voda u cilju određivanja potencijala za delimičnu zamenu fosfata u đubrivu. Pokazano je da pepeo sadrži P2O5 u velikom procentu, što čini ovu vrstu mulja atraktivnom za korišćenje u proizvodnji mineralnih đubriva kao alternativne sirovine. Prikazani rezultati imaju značaj za Republiku Srbiju gde je planirano da se do 2041. godine izgradi preko 300 postrojenja za prečišćavanje otpadnih komunalnih voda i projekcije su da će biti generisano oko 135.000 tona mulja godišnje. Prikazana analiza sastava pepela poreklom od ove vrste mulja opravdava izgradnju energana, kao što je planirana energana u Prahovu, Srbija, koje će tretirati otpad i doprineti principima cirkularne ekonomije i hemije.

Detalji članka

Broj časopisa

God. 78 Br. 4 (2024)

Rubrika

Nove metode u procesnoj industriji
Creative Commons License

Ovaj rad je pod Creative Commons Aуторство-Nekomercijalno-Bez prerade 4.0 Internacionalna licenca.

Kada je rukopis prihvaćen za objavlјivanje, autori prenose autorska prava na izdavača. U slučaju da rukopis ne bude prihvaćen za štampu u časopisu, autori zadržavaju sva prava.

Na izdavača se prenose sledeća prava na rukopis, uklјučujući i dodatne materijale, i sve delove, izvode ili elemente rukopisa:

  • pravo da reprodukuje i distribuira rukopis u štampanom obliku, uklјučujući i štampanje na zahtev;
  • pravo na štampanje probnih primeraka, reprint i specijalnih izdanja rukopisa;
  • pravo da rukopis prevede na druge jezike;
  • pravo da rukopis reprodukuje koristeći fotomehanička ili slična sredstva, uklјučujući, ali ne ograničavajući se na fotokopiranje, i pravo da distribuira ove kopije;
  • pravo da rukopis reprodukuje i distribuira elektronski ili optički koristeći sve nosioce podataka ili medija za pohranjivanje, a naročito u mašinski čitlјivoj/digitalizovanoj formi na nosačima podataka kao što su hard disk, CD-ROM, DVD, Blu-ray Disc (BD), mini disk, trake sa podacima, i pravo da reprodukuje i distribuira rukopis sa tih prenosnika podataka;
  • pravo da sačuva rukopis u bazama podataka, uklјučujući i onlajn baze podataka, kao i pravo prenosa rukopisa u svim tehničkim sistemima i režimima;
  • pravo da rukopis učini dostupnim javnosti ili zatvorenim grupama korisnika na osnovu pojedinačnih zahteva za upotrebu na monitoru ili drugim čitačima (uklјučujući i čitače elektonskih knjiga), i u štampanoj formi za korisnike, bilo putem interneta, onlajn servisa, ili putem internih ili eksternih mreža.

Kako citirati

[1]
A. Salkunić, L. . Stanojević, N. Belobaba, S. Bogdanović, and B. Salkunić, “Cirkularna hemija kao odgovor na krizu izazvanu nedostatkom fosfataor na krizu izazvanu nedostatkom fosfata: Stručni rad”, Hem Ind, vol. 78, no. 4, pp. 329–335, Jan. 2025, doi: 10.2298/HEMIND240414022S.
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC

Reference

[1] Kovačić M. Tehnološke zabilješke: Predstoji li nam fosforna kriza? Kem Ind. 2020; 69: 52-53 https://hrcak.srce.hr/232591

[2] Boskey AL. Bone composition: relationship to bone fragility and antiosteoporotic drug effects. Bonekey Rep. 2013; 2: 447 https://doi.org/10.1038/bonekey.2013.181

[3] Childers DL, Corman J, Edwards M, Elser JJ. Sustainability challenges of phosphorus and food: solutions from closing the human phosphorus cycle. Bioscience. 2011; 61: 117-124. https://doi.org/10.1525/bio.2011.61.2.6

[4] Van Kauwenbergh SJ, Stewart M, Mikkelsen R. World reserves of phosphate rock - a dynamic and unfolding story. Better Crops. 2013; 97: 18-20 http://www.ipni.net/publication/bettercrops.nsf/0/C3AB0523A890EBC685257BD50055E09A/$FILE/BC3%202013%20-%20p18.pdf

[5] Salkunić A, Vuković J, Smiljanić S. Review of Technologies for the Recovery of Phosphorus from Waste Streams. Chem Biochem Eng Q. 2022; 36: 91-116 https://doi.org/10.15255/CABEQ.2022.2066

[6] Bogdanović D. Hemizacija-potrošnja mineralnih đubriva u proizvodnji hrane. Letopis naučnih radova Poljoprivrednog fakulteta. 2010; 34: 32-45 https://scindeks-clanci.ceon.rs/data/pdf/0546-8264/2010/0546-82641001032B.pdf

[7] Bogdanović D. Mineralna đubriva i đubrenje, Novi Sad: Univerzitet u Novom Sadu, Poljoprivredni fakultet; 2010 http://www.agroekologija.com/agri-conto-cleen/wp-content/uploads/2015/02/Mineralna_djubriva.pdf

[8] Vaccari DA. Phosphorus: a looming crisis. Sci Am. 2009; 300: 54-59 https://doi.org/10.1038/scientificamerican0609-54

[9] Daneshgar S, Callegari A, Capodaglio AG, Vaccari D. The potential phosphorus crisis: resource conservation and possible escape technologies: a review. Resources. 2018; 7: 37 https://doi.org/10.3390/resources7020037

[10] Cooper J, Lombardi R, Boardman D, Carliell-Marquet C. The future distribution and production of global phosphate rock reserves. Resour Conserv Recycl. 2011; 57: 78-86. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2011.09.009

[11] European Commission. European Critical Raw Materials Act (2023) https://single-market-economy.ec.europa.eu/publications/european-critical-raw-materials-act_en (23. 4. 2023.)

[12] Kümmerer K, Clark JH, Zuin VG. Rethinking chemistry for a circular economy. Science. 2020; 367: 369-370 https://doi.org/10.1126/science.aba4979

[13] Keijer T, Bakker V, Slootweg JC. Circular chemistry to enable a circular economy. Nature Chem. 2019; 11: 190-195 https://doi.org/10.1038/s41557-019-0226-9

[14] Guarieiro LL, Rezende MJ, Barbosa WT, Rocha GOD, Pereira PAP, Fernandes DR, Lopes WA, Mota CJA, Andrade JBD. Reaching Circular Economy through Circular Chemistry: The Basis for Sustainable Development. J Braz Chem Soc. 2022; 33: 1353-1374 https://doi.org/10.21577/0103-5053.20220119

[15] Li R, Yin J, Wang W, Li Y, Zhang Z. (2014). Transformation of phosphorus during drying and roasting of sewage sludge. Waste Manag. 2014; 34: 1211-1216. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2014.03.022

[16] Ottosen LM, Kirkelund GM, Jensen PE. Extracting phosphorous from incinerated sewage sludge ash rich in iron or aluminum. Chemosphere. 2013; 91: 963-969 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2013.01.101

[17] Cordell D, Rosemarin A, Schreoder JJ, Smit AL. Towards global phosphorus security: a systems framework for phosphorus recovery and reuse options, Chemosphere. 2011; 84: 747-758 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.02.032

[18] Franz M. Phosphate fertilizer from sewage sludge ash (SSA). Waste Manag. 2008; 28: 1809-1818 https://doi.org/10.1016/j.wasman.2007.08.011

[19] Fang L, Wang Q, Li JS, Poon CS, Cheeseman CR, Donatello S, Tsang DC. Feasibility of wet-extraction of phosphorus from incinerated sewage sludge ash (ISSA) for phosphate fertilizer production: A critical review. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2021; 51: 939-971 https://doi.org/10.1080/10643389.2020.1740545

[20] Ohtake H, Tsuneda S. Phosphorus recovery and recycling. Springer Singapore, Singapore, 2019 ISBN: 978-981-10-8031-9

[21] Regulation (EU) 2019/1009 of the European Parliament and of the Council of 5 June 2019 laying down rules on the making available on the market of EU fertilising products and amending Regulations (EC) No 1069/2009 and (EC) No 1107/2009 and repealing Regulation (EC) No 2003/2003 https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2019/1009/oj

[22] Đubriva — Određivanje hlorida u odsustvu organskog materijala, SRPS EN 16195:2013 https://iss.rs/sr_Cyrl/project/show/iss:proj:43774

[23] Određivanje sadržaja fluorida, VM002 (Mineralna đubriva – određivanje fluoride (potenciometrija) izdanje 01 od 10.01.2023. zasnovano na EPA 9214:1996 Potentiometric Determination of Fluoride in Aqueous Samples with Ion-Selective Electrode, Modifikovana u delu pripreme) https://www.epa.gov/hw-sw846/sw-846-test-method-9214-potentiometric-determination-fluoride-aqueous-samples-ion

[24] Đubriva i krečni materijali – Određivanje kadmijuma, hroma, olova i nikla atomskom emisionom spektrometrijom sa induktivno spregnutom plazmom (ICP-AES) nakon rastvaranja carskom vodom, SRPS EN 16319:2016 https://iss.rs/sr_Cyrl/project/show/iss:proj:55067

[25] Đubriva – Određivanje kobalta, bakra, gvožđa, mangana i cinka primenom plamene atomske apsorpcione spektrometrije (FAAS), SRPS EN 16965:2018, https://iss.rs/sr_Cyrl/project/show/iss:proj:59451

[26] Snyder GH. Methods for silicon analysis in plants, soils, and fertilizers. In Studies in plant science 2001; 8: 185-196 https://doi.org/10.1016/S0928-3420(01)80015-X

[27] Đubriva — Određivanje elemenata u tragovima — Određivanje žive tehnikom generisanja pare (VG) nakon rastvaranja carskom vodom, SRPS EN 16320:2014 https://iss.rs/sr_Cyrl/project/show/iss:proj:46690

[28] Određivanje arsena hidridnom tehnikom atomske apsorpcione spektrometrije (HG/AAS), EPA 7061A:1992 https://www.epa.gov/hw-sw846/sw-846-test-method-7061a-arsenic-atomic-absorption-gaseous-hydride

[29] Određivanje selena hidridnom tehnikom atomske apsorpcione spektrometrije (HG/AAS), EPA EPA 7741A https://www.epa.gov/hw-sw846/sw-846-test-method-7741a-selenium-atomic-absorption-gaseous-hydride

[30] Đubriva - Manganometrijsko određivanje ekstrahovanog kalcijuma nakon taloženja u obliku oksalata, SRPS EN 16196:2013 https://iss.rs/sr_Cyrl/project/show/iss:proj:43775

[31] Veštačka đubriva - Određivanje sadržaja kalijuma - Plamenofotometrijska metoda, SRPS H.B8.294:1986 https://iss.rs/sr_Cyrl/project/show/iss:proj:4509

[32] Mineralna đubriva — Ekstrakcija fosfora rastvorljivog u mineralnim kiselinama, SRPS EN 15956:2011 https://iss.rs/sr_Cyrl/project/show/iss:proj:33698

[33] Mineralna đubriva - Određivanje ekstrahovanog fosfora, SRPS EN 15959:2012 https://iss.rs/sr_Cyrl/project/show/iss:proj:40185

[34] Đubriva – Ekstrakcija vodorastvorljivog fosfora, SRPS EN 15958:2012 https://iss.rs/sr_Cyrl/project/show/iss:proj:69700

[35] Mineralna đubriva — Ekstrakcija fosfora rastvorljivog u neutralnom amonijum-citratu, SRPS EN 15957:2011 https://iss.rs/sr_Cyrl/project/show/iss:proj:33699

[36] Čvrsta mineralna đubriva i materije za kalcifikaciju - Određivanje sadržaja vlage - Gravimetrijska metoda sušenjem na (105±2) °C, SRPS EN 12048:2011 https://iss.rs/sr_Cyrl/project/show/iss:proj:29380

[37] Pravilnik o uslovima za razvrstavanje i utvrđivanje kvaliteta sredstava za ishranu bilja, odstupanjima sadržaja hranljivih materija i minimalnim i maksimalnim vrednostima dozvoljenog odstupanja sadržaja hranljivih materija i o sadržini deklaracije i načinu obeležavanja sredstava za ishranu bilja („Sl. glasnik RS”, br. 30/2017 i 31/2018) https://pravno-informacioni-sistem.rs/eli/rep/sgrs/ministarstva/pravilnik/2018/31/6

Similar Articles

You may also start an advanced similarity search for this article.

Najčitanije od istog autora