چطور از پسمانده غذاها درست استفاده کنیم؟

ما گرفتارِ شرایط پیچیده‌ای شده‌ایم. جمعیت رو به رشد به غذای بیشتری نیاز دارد، اما ما بیش از این دیگر نمی‌توانیم زمین را از منابعش محروم کنیم تا به هدف خودمان برسیم. آیا ما تمام این مدت به راه حل فکر کرده‌ایم؟ زمین‌های کشاورزی هم اکنون ۳۸ درصد از تمام زمین‌ها را اشغال کرده‌اند (حدود ۵ میلیارد هکتار). اما اگر بخواهیم جمعیت رو به رشد جهانی و به طور فزاینده ثروتمند را تغذیه کنیم باید مناطق کشاورزی را گسترش دهیم. در بحبوحه‌ی ضرورت ما برای تولید غذای بیشتر، برخی روش‌های کشاورزی، مواد مغذی خاک را از بین برده، به تغییرات آب و هوایی دامن زده و سبب از بین رفتن تنوع زیستی می‌شوند. افزون بر این، ما در حال از بین بردن شانس نسل‌های آینده برای تولید مواد غذایی هستیم.

به گزارش فرادید؛ با این حال، برای افزایش میزان غذایی که تولید می‌کنیم بدون اجبار به ایجاد زمین‌های کشاورزی بیشتر، کشت محصولات بیشتر یا پروردن حیوانات بیشتر راهی وجود دارد. روزانه مقادیر عظیمی از مواد غذایی توسط کشاورزان، تامین‌کنندگان، تولیدکنندگان، خرده‌فروشان و در نهایت مصرف‌کنندگان دور ریخته می‌شود. آیا کاهش میزان پسماند به ما کمک می‌کند جمعیت گرسنه‌ی جهان را تغذیه کنیم؟

مصرف‌کنندگان با خریدن اقلام ضروری که واقعاً به آن‌ها نیاز دارند و استفاده‌ی بهینه از باقیمانده‌ی مواد غذایی می‌توانند در کاهش به هدر رفتن غذا کمک کنند، با این حال هر ساله تخمین زده می‌شود که ۱.۲ میلیون تن غذا پیش از این که حتی به مغازه‌ها برسد به هدر می‌رود، چیزی معادل وزن ۱۰ میلیون نهنگ آبی. غذا در طول زنجیره‌ی عرضه، از مزرعه تا هنگام درو، در طول آماده‌سازی و در حمل و نقل از دست می‌رود.

در کشور‌های در حال توسعه، محدودیت‌های فناوری به همراه کمبود کارگر، سرمایه‌گذاری یا زیرساخت‌های مناسب برای حمل و نقل و ذخیره‌سازی دلایل اصلی از دست رفتن غذا هستند. در کشور‌های صنعتی، قیمت بازار محصولات می‌تواند سبب تولید ضایعات شود، اگر قیمت‌ها بیش از حد پایین باشد، کشاورزان دیگر انگیزه‌ای برای برداشت محصول مزارع خود ندارند و محصولات معیوب معمولاً ارزش برداشت ندارند، چون مصرف‌کننده آن‌ها را انتخاب نمی‌کند. میوه‌های بیش از حد رسیده، سبزیجات پژمرده یا محصولاتی با کیفیت پایین معمولاً سر از محل دفن زباله درمی‌آورند و یا صرفاً روی زمین رها می‌شوند.

کاهش از دست رفتن غذا و پسماند‌های آن برای ریشه کن کردن ناامنی غذایی و رسیدگی به تغییرات آب و هوایی حیاتی است. با این حال راه‌حل‌ها همیشه ساده و بی‌پرده نیستند و دانشمندان حوزه‌ی کشاورزی را به فکر کردن به ایده‌های نوآورانه برای چگونگی مقابله با مشکلات مورد بحث وامی‌دارند.

ما چگونه جلوی پسماند‌ها را بگیریم؟ شاید یک راهش این باشد که از روبات‌ها برای خودکار کردن برخی فرایند‌های برداشت استفاده کنیم به این منظور که با کمک ربات‌ها محصولات را دقیق‌تر بچینیم. اما وقتی کار به شناسایی محصولاتِ رسیده می‌رسد، ماشن‌آلات هم نقایص خودشان را دارند.

در این راستا، استفانی واکر (Stephanie Walker) دانشمند زراعی دانشگاه نیومکزیکو در حال آزمایش روی تنظیم و وفق دادن محصولات با نیاز‌های روبات‌ها است. واکر در آزمایشگاه مزرعه‌ای خودش در نیومکزیکو در حال اصلاح نژاد‌ برای تولید فلفل‌هایی است که برای برداشت توسط ماشین‌آلات راحتتر باشند. چیدن فلفل کار سختی است: گیاه فلفل بوته‌ای است و خود فلفل نزدیک به ساقه‌ی گیاه رشد می‌کند. چیدن فلفل‌های سبز از همه سخت‌تر است، چون به پختگی کامل نرسیده‌اند و در مقابل کنده شدن از گیاه مقاومت می‌کنند.

واکر می‌گوید: «امسال فلفل سبز‌های نیومکزیکو به طور کامل با دست چیده شدند، چون ماشین‌آلات برداشت بسیاری از میوه‌ها را شکستند، بسیاری را روی ساقه جا گذاشتند و اغلب گیاهان را از ریشه کندند.»

واکر پس از آزمایش ماشین‌آلات متعدد برداشت به این نتیجه رسید که این فلفل‌ها هستند که باید تغییر کنند. به همین دلیل او گیاه جدیدی به نام نومِکس آدِسی (NuMex Odyssey) را پرورش داد که یک فلفل قویِ تک-ساقه با میوه‌ای است که در قسمت بالاتری از گیاه رشد می‌کند. این گونه از فلفل به طور خاص برای بالا بردن کارایی برداشت مکانیکی پرورش یافت.
زمانی که میوه‌ای چیده شده باشد، شاید گیاه باقیمانده برای کشاورز ارزش اندکی داشته باشد، اما برخی دیگر از کشاورزان از این محصولات جانبی که اگر به حال خود رها شوند تبدیل به زباله می‌شوند استفاده می‌کنند، از محصولات مراقبت از پوست ساخته شده با همان میوه‌های معیوب و زشت گرفته تا پارچه‌هایی که از نشاسته درست می‌شوند.

در آمریکا و شرق آفریقا حشراتی که از پسماند‌های سبزیجات تغذیه می‌کنند تبدیل به غذای غنی از پروتئین برای حیوانات و انسان‌ها می‌شوند و در آمریکا پسماند سویای به دست آمده از تولید توفو (پنیر سویا) تبدیل به آرد بدون گلوتن می‌شود. اِما چوُ (Emma Chow) که نوآوری غذایی بنیاد اِلِن مَک‌آرتور را رهبری می‌کند می‌گوید: «الان یک بازار آپ‌سایکل محصولات غذایی (استفاده‌ی خلاقانه از مواد دورریختنی غذایی) به ارزش ۴۶ میلیارد دلار/ ۳۴ میلیارد پوند وجود داره. ما می‌تونیم پسماند‌های کشاورزی و محصولات جانبی در سطح مزرعه رو تبدیل کنیم به مواد اولیه (ترکیبات) و نهایت استفاده رو از چیزی که قبلاً تولید شده ببریم.»

برنج، مشهورترین و محبوب‌ترین محصول دنیا نمونه‌ای از یک محصول است که پتانسیل قابل‌توجهی برای استفاده‌ی بیشتر از پسماند دارد. برای هر تن برنج تولیدشده، یک تن کاه رشد می‌کند. بخشی از این کاه به عنوان بستر و علوفه برای دام‌ها استفاده می‌شود یا در ساخت مصالح ساختمانی از آن استفاده می‌شود یا به عنوان کود با شخم زدن به خاک بازگردانده می‌شود، اما بخش زیادی از کاه رها شده و پوسیده می‌شود یا در مزارع سوزانده می‌شود. در صورتی که می‌توان کاه برنج را فرآوری کرد و از آن بیوگاز (زیست‌گاز) تولید کرد و برای مصارف خانگی و تجاری انرژی تامین کرد. کاه هضم‌شده هم یک کود مغذی است و زیرلایه‌ی خوبی را برای رشد قارچ فراهم می‌کند که درآمد اضافه‌ای برای کشاورزان خواهد بود.

پاتریشیا ثورن‌لی (Patricia Thornley) استاد مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه بیرمنگام بریتانیا می‌گوید: «حدود ۸۰۰ میلیون تن کاه برنج هر سال در سراسر جهان تولید میشه. ما می‌خوایم از این تولید برای بهبود معیشت کشاورزان و حمایت از محیطی که همه ما در اون سهیم هستیم استفاده کنیم.»

تا سال ۲۰۵۰، تقریباً ۸۰ درصد کل مواد غذایی در شهر‌ها مصرف خواهد شد. جمعیت شهری رو به افزایش همراه با شبکه‌های تجارت جهانی به این معناست که زنجیره‌های عرضه‌ی غذا طولانی و پیچیده شده‌اند که این اتفاق منجر به پسماند می‌شود. به طور متوسط، ۱۴ درصد غذا بین مراحل برداشت و توزیع تلف می‌شود. در این خصوص، آمریکای شمالی و اروپا (که در آن ۱۶ درصد غذا از بین می‌رود) نسبت به مناطق کمتر توسعه‌یافته مانند اقیانوسیه (که در آن ۸ درصد غذا از بین می‌رود) و آمریکای لاتین و کارائیب (که در آن ۱۲ درصد از بین می‌رود) میزان تلف‌کنندگی بیشتری دارند.

شاید دلیل این امر تا حدی به خاطر این باشد که اقتصاد‌های توسعه‌یافته که در قیاس با اقتصاد‌های کمتر توسعه‌یافته که متکی به غلات و کالا‌های خشک هستند، کالا‌های فاسدشدنی بیشتری مانند میوه، سبزیجات و گوشت تازه مصرف می‌کنند. هزینه‌های نسبتاً پایین‌تر غذا در قیاس با درآمد افراد ممکن است دلیل دیگر عادت تلف‌کنندگی بیشتر در کشور‌های توسعه‌یافته باشد. اما شهرنشینی هم مشکل را تشدید می‌کند و حلقه‌های بیشتری را به زنجیره‌ی بین مزرعه و چنگال اضافه می‌کند که می‌تواند منجر به تولید ضایعات شود.

برای نمونه در بریتانیا ۸۴ درصدِ میوه‌ها و ۴۶ درصدِ سبزیجات وارداتی هستند. تغییرات آب و هوایی، کمبود آب و نیروی کار و کووید-۱۹ همگی عرضه را تهدید می‌کنند. پرورش میوه و سبزیجات نزدیک خانه می‌تواند از ما در برابر این شوک‌ها محافظت کند.

چوُ می‌گوید: «شهر‌ها می‌تونن حدود یک سوم کل نیاز‌های غذاییشون رو در محدوده‌ی شهری تولید کنن، که این خودش بخش بزرگی از پازله. پرورش غذا‌های فاسدشدنی مثل کاهو و خیار در شهر‌ها منجر به ضایعات بسیار کمتری میشه، چون در فاصله زمانی بسیار سریع‌تری از مزرعه به دست مشتری میرسه. فرای مرز‌های شهری، فرصت بزرگ پیوند دوباره‌ی مصرف شهری با چیزیه که هم‌اکنون در مناطق برون‌شهری تولید میشه. ما نیاز داریم زنجیره‌های عرضه رو دوباره ترسیم کنیم تا غذا محلی بمونه به جای اینکه به سراسر دنیا ارسال بشه.»

در حال حاضر ۲.۸ میلیارد تن پسماند ارگانیک در مراکز شهری ایجاد می‌شود، اما کمتر از ۲ درصد آن جمع‌آوری و دوباره استفاده می‌شود. محصولات دور ریخته شده، محصولات جانبی و فاضلاب همگی مملو از مواد مغذی هستند که می‌توان برای تولید غذای جدید یا زیست‌ماده‌ها آنها را تحت کنترل درآورد. آیا می‌توان با این مواد کاری کرد؟

چوُ می‌گوید: «اکثریت وسیعی از ضایعات شهری فاضلابه – محصول جانبیِ غذا که میشه ازش به عنوان کود‌های باارزش استفاده کرد. پس از اون ما ضایعات خانگی و تجاری رو داریم. تولید غذا سبب به وجود اومدن تمام انواع محصولات جانبیِ مفید میشه.»

این محصولات جانبی شامل سبوس باقی مانده از فرایند تولید ماکارونی و استفاده از آن برای تولید کاغذ، پوست پرتقال و الیاف چوب و تبدیل آن‌ها به پارچه‌های بادوام و نشاسته و بقایای آبجوسازی و استفاده از آن‌ها برای تولید جایگزین‌های پایدار برای بسته‌بندی‌های پلاستیکی می‌شود.

اَن لَمپ (Anne Lamp) یکی از بنیانگذاران ترِیس‌لِس، تولیدکننده‌ی پلاستیک‌های تجدیدپذیر و مهندس موسسه‌ی فناوری محیط زیست و اقتصاد انرژی در دانشگاه فنی هامبورگ، آلمان می‌گوید: «ما عقیده داریم ضایعات برابره با منابع.» ترِیس‌لِس پسماند‌های تولیدات کشاورزی را گرفته و از آن‌ها برای تولید پلاستیک‌های زیست تجزیه‌پذیر استفاده می‌کند.

لَمپ توضیح می‌دهد: «برای مثال، وقتی آبجو به عمل میاد یا نشاسته تولید میشه این پسماند‌ها انباشته میشن. در این فرایند‌های تولید غذا، فقط ذرات نشاسته از دانه گرفته میشه. هر چیز دیگه‌ای باقی می‌مونه. ما پلیمر‌های طبیعی باقیمونده از این پسماند‌ها رو استخراج می‌کنیم و اونا رو به گرانول (دانه‌های ریز) تبدیل می‌کنیم تا ماده‌ی پایه‌ی خودمون رو بسازیم که بعداً به لایه‌های نازک پلاستیکی، روکش یا پلاستیک‌های زیستی سفت و سخت تبدیل میشه.»

با این حال، استفاده از پسماند‌های کشاورزی برای تولید پلاستیک‌های زیستی چالش‌های خودش را دارد. ترکیب پسماند می‌تواند نوسان داشته باشد و معمولاً محتوای آب بالایی دارد که حمل و نقل را دشوار می‌کند. اما لَمپ احساس می‌کند استفاده از منابعی که هم‌اکنون وجود دارند به جای استفاده از پلیمر‌های جدید حاصل سوخت‌های فسیلی مهم است. استفاده‌ی مجدد از منابع می‌تواند به کاهش پسماند کمک کند، اما اگر این ایده به افراط کشیده شود چه؟

برخی مزارع مقادیر زیادی مواد شیمیای کشاوری، مواد ارگانیک و بقایای دارویی را درون محیط تخلیه می‌کنند. روان‌آب (هرزآب) کشاورزی اکوسیستم‌های آبی را آلوده می‌کند، این اتفاق نه فقط خطری برای زیستگاه و حیات وحش است، بلکه برای سلامت انسان نیز خطرناک است. آلودگی مواد مغذی هم می‌تواند منجر به اوتریفیکیشن (مغذی شدن) شود، وضعیتی که در آن آب آنقدر با مواد مغذی غنی می‌شود که جلبک‌ها و گیاهان بیش از حد رشد می‌کنند. شکوفایی این جلبک‌ها مناطق مرده‌ای ایجاد می‌کند که حیات آبی را در آن غیرممکن می‌سازد.

اما اگر کشاورزی به طور کلی از طبیعت جدا بود چه؟ آیا یک مزرعه با سیستم بسته می‌تواند تمام پسماندهایش را بازیافت کند و هیچ ردی روی محیط زیست باقی نگذارد؟

در سال‌های اخیر، کشاورزی در محیط‌های کنترل‌شده افزایش یافته است، در این نوع کشاورزی تولید غذا در گلخانه‌ها، پُلی‌تونل‌ها (گلخانه‌های تونلی) یا انبار‌ها انجام می‌شود و از سیستم‌هایی نظیر کشاورزی عمودی، هیدروپونیک و آکوآپونیک استفاده می‌شود.

چوُ می‌گوید: «تمام این‌ها می‌تونه طوری تنظیم بشه که سرکولار (پسماندهاش درون سیستم غذایی به عنوان منابع تجدیدپذیر باقی بمونه) باشه. آکوآپونیک واقعاً خوبه، چون از چرخه‌ی مواد مغذی و چرخه‌ی آب استفاده میکنه و می‌تونه با انرژی تجدیدپذیر کار کنه.»

هر ساله ۷۰ درصد از آب شیرین قابل‌دسترس دنیا برای کشاورزی استفاده می‌شود، اما تقریباً نیمی از این مقدار در محیط از بین می‌رود.

آکوآپونیک، ترکیبی از کشت آبی و هیدروپونیک، به هیچ کود، آفت‌کش یا علف‌کشی نیاز ندارد و هیچ چیزی در محیط تخلیه نمی‌شود. هیچ ماده‌ی مغذی از بین نمی‌رود و آب به صورت مستمر بازیافت می‌شود. افزون بر این، آکوآپونیک را می‌توان در هر مکانی و در هر مقیاسی اجرا کرد. ماهی و گیاهان را می‌توان در انبار‌های صنعتی، روی پشت‌بام‌ها حتی در فضای بیرونی تولید کرد. این تکنیک کشاورزی حلقه بسته به جمعیت‌های شهری اجازه‌ی تولید محصولات تازه‌ی محلی با زنجیره‌ی عرضه‌ی اندک یا هیچ، بدون دردسر حمل و نقل غذا به مقاصد طولانی یا آلودگی را می‌دهد.

سارا بارِنتو (Sara Barrento) زیست‌شناس دریایی و سخنگوی علمی مرکز تحقیقات پایدار آبزیان در دانشگاه سوآنسی، بریتانیا حین زیرچشمی نگاه کردن ما به یکی از ۳۰ بشکه‌ی آزمایشگاه کم‌نورش می‌گوید: «این‌ها جوجه‌های آب هستن، داخل آب بچه تیلاپیا‌ها هستن، یک ماهی آب شیرین که معمولاً در آکوآپونیک ازش استفاده میشه. اونا تو این سن یه کم بزرگ‌تر از بچه قورباغه‌ها هستن. هر چیزی رو می‌خورن.»

در کنار ما، آب مدام درون بشکه‌ای جاری می‌شود که پر از چیزی شبیه چرخ‌های لاستیکی میخ مانند است و درون آب با سرعت بالا و پایین می‌شود.

راب اسمیت (Rob Smith) تکنسین ارشد این مرکز، سیستم تصفیه‌ای که آب را در گردش نگه می‌دارد به من نشان می‌دهد و می‌گوید: «باکتری به اونا می‌چسبه.» یک فیلتر مکانیکی ضایعات جامد ماهی را از آب خارج کرده و یک فیلتر زیستی ضایعات محلول را می‌زداید. باکتری موجود در فیلتر زیستی، آمونیاک را که برای ماهی‌ها سمی است به نیترات تبدیل می‌کند. آب از طریق بستر‌های پوشیده از گیاه پمپ می‌شود، گیاه مواد مغذی را جذب می‌کند و آب به صورت تصفیه شده به ماهی‌ها بازگردانده می‌شود.

این مرکز هم اکنون روی پروژه‌ی Biophilic Living برای ایجاد شرایط رشد بهینه برای یک سیستم آکوآپونیک که روی پشت‌بام‌های سوآن‌سی قرار خواهد گرفت، کار می‌کند. این پروژه وعده می‌دهد مکان فروشگاه Woolworths سابق را تغییر دهد و آن را به خانه‌ها، اداره‌ها و یک مزرعه‌ی شهری تبدیل کند. این مکان دو گلخانه در سطح پشت بام خواهد داشت، بزرگ‌ترین آن‌ها مرکز یک سیستم آکوآپونیک خواهد بود که برای تولید سالانه بیش از ۴.۵ تن میوه، سبزیجات، سالاد و گیاهان دارویی طراحی شده است.

از آب باران برای آبیاری استفاده خواهد شد در حالی که انرژی توسط یک سقف زیست خورشیدی تامین می‌شود که پانل‌های نورولتایی، کاشی‌های سقفی و پنجره‌های سقفی را با گل و گیاه ترکیب می‌کند. دی اکسید کربن از افراد در دفاترشان گرفته شده و در فضا‌های رشد آزاد می‌شود، جایی که گیاهان آن را جذب کرده و رشدشان تقویت می‌شود.

این فرایند ساده به نظر می‌رسد. با این حال، مواد مغذی موجود در پساب تولید شده توسط ماهی‌ها همیشه مناسب نیاز‌های گیاهان نیست و محصولات نیز مقداری ضایعات غیرخوراکی خواهند داشت. Biophilic Living برای بستن کامل این حلقه در حال برنامه‌ریزی برای بازیافت ضایعات ارگانیک و استفاده از آن برای تولید ریزجلبک‌هایی است که می‌توان از آن‌ها برای تغذیه‌ی ماهی‌ها استفاده کرد.

بارینتو توضیح می‌دهد: «ما می‌خوایم خوراک ماهی پایداری رو باب کنیم که فراهم شدنش از طریق تولید ریزجلبک‌های دریاییه که در یک BioFence (بشکه‌ای که از یه سری لوله ساخته شده که جلبک، مواد مغذی، آب و دی اکسید کربن از طریق اون لوله‌ها به گردش در میان تا میزان رسیدن نور به سلول‌های جلبک رو به حداکثر برسونن) رشد می‌کنند. این رژیم‌های غذایی هم برای تولید ماهی و هم برای رشد گیاه بهینه خواهد شد.»

ریزجلبک‌ها موجودات زنده هستند، اما نه گیاه هستند نه جانور. آن‌ها وقتی تحت فشار قرار بگیرند ترکیبات مختلفی را برای حفاظت از خودشان در برابر تهدید‌ها تولید می‌کنند. بارنتو و همکارانش در محیط کنترل شده‌ای مانند BioFence می‌توانند به روش‌های مختلف ریزجلبک‌ها را تحت فشار قرار دهند: به آن‌ها مواد مغذی مختلف دهند، مثلاً فسفر یا نیتروژن یا کنترل میزان نور (با کم کردن نور آزمایشگاه) یا دما. بارنتو می‌گوید: «در نتیجه، ریزجلبک‌ها ترکیبات متفاوتی تولید می‌کنن که میتونه برای ما مفید باشه.» بارنتو مدعی است که حل کردن این بخش از پازل می‌تواند به تولید یک اکوسیستم چرخشی کامل از ماهی‌ها، جلبک‌ها و گیاهانی کمک کند که هر کدام از آن‌ها از ضایعات دیگری تغذیه میکند.

این رویکردی است که تکرارکننده‌ی چیزی است که هم اکنون در طبیعت رخ می‌دهد، ضایعات یک موجود به غذای موجود دیگر تبدیل می‌شود که در نهایت غذای موجود اول می‌شود. درختان را تصور کنید: چوب مرده تبدیل به غذای قارچ‌ها می‌شود که سپس تجزیه می‌شوند و خاک را غنی می‌کنند تا غذای درخت بعدی شود. اما انسان‌ها این حلقه‌های بی‌پایان را مختل می‌کنند.

شاید ما انسان‌ها تصور کنیم ضایعات (پسماند یا زباله) عواقب اجتناب‌ناپذیر زندگی مدرن باشد، اما در طبیعت چیزی به نام زباله وجود ندارد.