الكتلة الحيوية

الكتلة الحيوية هي المادة الناتجة عن نمو الكائنات الدقيقة أو النباتات أو الحيوانات . ^{[ 1 ]} وبعيدًا عن هذا التعريف العام، توجد اختلافات في كيفية استخدام المصطلح وتطبيقه تبعًا لمعايير الصناعة أو المجال. على سبيل المثال، قد يُعرَّف بشكل أضيق على أنه المادة النباتية فقط، ^{[ 2 ]} أو على أنه مزيج من المواد النباتية والحيوانية. ^{[ 3 ]}

يعتمد تركيب مصدر معين للكتلة الحيوية على ما إذا كان مشتقًا من النباتات أو الحيوانات أو الكائنات الدقيقة أو مزيج من جميع المواد البيولوجية. وقد تحتوي الكتلة الحيوية أيضًا على مواد من أصل غير بيولوجي، نتيجة للتلوث الناجم عن الأنشطة البشرية . ^{[ 4 ]}

يلخص الجدول أدناه الأنواع الرئيسية للكتلة الحيوية ومصادرها النموذجية. ^{[ 5 ]}

يتم تحديد التركيب الكيميائي للكتلة الحيوية من خلال ما إذا كانت مادة نباتية أو حيوانية.

تُعدّ الكتلة الحيوية شكلاً من أشكال الطاقة المتجددة، وهي مفيدة كوقود ومصدر لبعض المنتجات الكيميائية. ومع ذلك، فإن محتواها من الطاقة منخفض مقارنةً بالفحم والبترول. وبالمقارنة مع أنواع الوقود الأحفوري التقليدية، تتميز الكتلة الحيوية بمحتواها العالي من الأكسجين، حيث يُحرق الكربون فيها جزئياً. ^{[ 6 ]} ومن الأمثلة البارزة على ذلك إنتاج الإيثانول الحيوي . ^{[ 7 ]}

يوجد تصنيف عام للكتلة الحيوية المنتجة أو المستخدمة في عمليات التحويل. ^{[ 8 ]} تُستخلص أنواع الوقود الحيوي، مثل الإيثانول الحيوي والديزل الحيوي، والبلاستيك الحيوي، عادةً من مصادر أولية أو "من الجيل الأول" من النباتات والزيوت الغنية بالطاقة، مثل بذور اللفت وقصب السكر والذرة . يُعد محتواها العالي من السكريات والزيوت مثاليًا كمواد خام، إلا أن استخدامها ينطوي على بعض السلبيات. فبالإضافة إلى ارتفاع سعر المحصول المختار نتيجةً لزيادة الطلب، تصبح الأراضي الصالحة للزراعة، التي كان من الممكن استخدامها لزراعة الغذاء للاستهلاك البشري والحيواني، غير متاحة.

تشمل الكتلة الحيوية من مصادر ثانوية أو "من الجيل الثاني" مجموعة أوسع بكثير من المواد النباتية والحيوانية. قد تُستمد من مصدر نقي نسبيًا، مثل نشارة الخشب أو العشب، أو قد تكون عبارة عن تيار نفايات صلبة أقل تحديدًا. يُعد التعامل مع هذا النوع من الكتلة الحيوية أكثر صعوبة، لاحتوائه على مزيج متنوع من المركبات التي يصعب تحويلها إلى منتجات مفيدة. مع ذلك، لا يزال هناك اهتمام بحثي وصناعي مكثف بعمليات تحويل الكتلة الحيوية من الجيل الثاني ^{[ 9 ]} نظرًا لإمكانية إعادة استخدام منتجات ومشتقات قيّمة كان من الممكن أن تُهدر بالحرق.

في الدراسات البيئية، تشير الكتلة الحيوية إلى إجمالي كمية الكائنات الحية الموجودة في بيئة أو نظام بيئي معين. وقد تشمل مجمل المادة البيولوجية، أو مجموعة فرعية من الأنواع أو الأفراد. وعادةً ما تُعبّر عنها بالوزن الإجمالي للكربون الموجود في مجموعة الكائنات الحية المختارة. وتشير تقديرات عام 2017 إلى أن إجمالي كمية الكتلة الحيوية في الغلاف الحيوي يبلغ حوالي 550 جيجا طن من الكربون، غالبيتها العظمى من النباتات الأرضية (حوالي 450 جيجا طن من الكربون). ^{[ 10 ]} ولحساب ذلك، تُستخدم تقنيات الاستشعار عن بُعد، مثل مؤشر اختلاف الغطاء النباتي الطبيعي (NDVI)، بشكل شائع لتقدير الكتلة الحيوية على نطاقات واسعة.

• في عمليات المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي ، مثل عملية الحمأة المنشطة ، يُستخدم مصطلح "الكتلة الحيوية" للدلالة على كتلة البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي تُحلل الملوثات في مياه الصرف الصحي . ^{[ 11 ] : 243} تُشكل الكتلة الحيوية جزءًا من حمأة الصرف الصحي .

• ألياف الكتلة الحيوية المهدرة - مصدر محتمل لإنتاج المنسوجات بشكل أنظف .
• الكتلة الحيوية (قمر صناعي) - قمر صناعي لمراقبة الأرض.

• المواد الحيوية