1- دانشگاه صنعتی اصفهان
2- دانشگاه صنعتی اصفهان ، shariat@iut.ac.ir
چکیده: (72 مشاهده)
هوموسی شدن یکی از مراحل بنیادی در تثبیت مواد آلی و شکلگیری ترکیبات پایداری نظیر اسیدهای هیومیک (HA) و فولویک (FA) در فرآیندهای تولید کمپوست و ورمیکمپوست است. این مرحله نهتنها تعیینکننده بلوغ، پایداری و کیفیت نهایی محصول این فرآیند است، بلکه نقش مهمی در چرخه زیستی کربن و مدیریت پایدار مواد زائد آلی دارد. در این مقاله، با مرور نتایج پژوهشهای منتشرشده در سالهای ۲۰۰0 تا ۲۰۲۵، جنبههای مختلف واکنشهای هوموسی شدن شامل مکانیسمهای فیزیکی، شیمیایی و میکروبی، مدلهای سینتیکی و ریاضی مورد استفاده، عوامل مؤثر (نسبت C/N، مواد اولیه و افزودنیها ) و راهکارهای بهینهسازی آنها مورد بررسی تحلیلی قرار گرفته است. نتایج مرور نشان داد که کمپوست و ورمیکمپوست، بسته به نوع جمعیت میکروبی و شرایط فیزیکی، مسیرهای متفاوتی از حلقوی شدن و پلیمره شدن ترکیبات فنولی را طی میکنند. افزودنیهایی مانند بیوچار، اکسیدهای فلزی (Fe₂O₃ و MnO₂)، و خاکستر زیستی نقش مؤثری در تسریع واکنشهای اکسیداسیون–کاهش و بهبود نسبت HA/FA دارند. مدلهای سینتیکی کلاسیک نظیر مرتبه اول، دوم و پارابولیک، در پیشبینی تغییرات زمانی شاخص هوموسی شدن (HI) مفیدند، اما مدلهای هوش مصنوعی از جمله شبکههای عصبی مصنوعی (ANN) و جنگل تصادفی (RF) توانستهاند رفتار غیرخطی این واکنشها را با دقت بالاتری تعریف کنند. بر اساس مطالعات اخیر، آینده پژوهش در این حوزه بر توسعه مدلهای هیبریدی چندمقیاسی، ادغام دادههای omics با مدلهای سینتیکی، بهکارگیری آنزیمهای مهندسیشده، و استفاده از سامانههای هوشمند کنترل بلادرنگ در مقیاس صنعتی متمرکز است. در مجموع، درک عمیق از مکانیسمها و مدلسازی هوشمند واکنشهای هوموسی شدن، مسیر تازهای برای بازیافت زیستی پسماندهای آلی، کاهش انتشار کربن، و تولید کودهای زیستی با کیفیت بالا در چارچوب اقتصاد زیستی چرخشی فراهم میسازد.