劉曉霞
(羅山縣環(huán)境保護局 河南信陽 464200)
隨著人類自然資源的開發(fā)和利用,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展,農(nóng)作物產(chǎn)量得到了提高,必然會產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)廢棄物。而且這種廢棄物的數(shù)量逐漸增多,特別是農(nóng)民生活條件的改善,對農(nóng)業(yè)廢棄物利用率越來越低。據(jù)有關統(tǒng)計,種植業(yè)可產(chǎn)生10×108t的廢棄物(殼蔓、秸桿、蒿草)[1];養(yǎng)殖業(yè)糞便 300×104t左右;林業(yè)有 160×104t左右,這些農(nóng)業(yè)廢棄物中利用率不足1/5。這些廢棄物不僅會污染環(huán)境,更是寶貴資源。農(nóng)業(yè)秸桿就是一個明顯的例子,大量秸桿焚燒嚴重影響大氣環(huán)境,畜牧業(yè)養(yǎng)殖產(chǎn)生大量的糞便對地下水和地表水遭成污染,這樣反過來又會制約農(nóng)業(yè)的發(fā)展。如何有效地利用這些廢棄物,將它制成可再生能源及其系列產(chǎn)品,對于改善農(nóng)村生活環(huán)境,合理利用生產(chǎn)資源有著重要的意義。
農(nóng)業(yè)廢棄物是一種特殊形式的農(nóng)業(yè)資源[2],具體指農(nóng)業(yè)資源利用過程中產(chǎn)生的物質(zhì)能量流失和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和再生產(chǎn)中資源投入與產(chǎn)出在能量和物質(zhì)的差額。
農(nóng)業(yè)廢棄物雖然種類繁多,形態(tài)各異,其產(chǎn)生主要有四種來源,分為農(nóng)村城鎮(zhèn)生活來源、農(nóng)副產(chǎn)品加工性來源、動物性來源和植物性來源。雖然農(nóng)業(yè)廢棄物數(shù)量過于龐大,而且種類較多,理化性質(zhì)也差異很大,但有著共同的特點。
一類是天然小分子化合物:如氨基酸、單糖、脂肪、生物堿、黃酮素、萜烯類及碳氮氫類化合物等;另一類為天然高分子聚合物及其混合物,如淀粉、纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)、橡膠及果及和木質(zhì)素等。
除了C、H、O元素占70%~90%以外,還含有常見元素Mg、Ca、S、N、P、K等多種元素。
具有抗沖擊力強等一系列特點,如韌性大、表面密度小、抗彎和抗拉等。植物性廢棄物具有較好的可燃性,燃燒后能產(chǎn)生一定的能量,雖然沒有煤產(chǎn)生的熱量大,但是燃燒不會產(chǎn)生有害氣體,是一種清潔能源,灰分用途較為廣泛。
我國的農(nóng)業(yè)廢棄物有四種來源,分別為農(nóng)村城鎮(zhèn)生活性來源、農(nóng)副產(chǎn)品加工性來源、動物性來源和植物性來源[3],這些廢棄物近年來隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展不斷增多??偟膩碚f,農(nóng)業(yè)廢棄物處理與資源化利用存在以下問題:
對于農(nóng)作物秸桿是農(nóng)業(yè)廢棄物的主要部分,含有豐富的有機質(zhì)、半纖維素、纖維素、粗蛋白和粗脂肪等各種營養(yǎng)元素,具有很高的利用價值,目前我國利用率很低,僅為33%左右;我國在中小城市的蔬菜和瓜果在生產(chǎn)、加工的過程中,也會產(chǎn)生一系列的剩余物,這些蔬菜類的營養(yǎng)成分很豐富;除此之外,還有大量的農(nóng)副產(chǎn)品加工腳料,如水產(chǎn)品淡水魚的內(nèi)臟、魚頭,豆類加工的豆渣等,還有人畜糞便類,既污染了養(yǎng)殖場周邊的環(huán)境,人居環(huán)境質(zhì)量變差,甚至會引起河水富營養(yǎng)化[4],而且每年以5%~10%的速度遞增。
由于對農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用技術處于較低的水平,而且使用率低,導致了對資源的極大浪費。當前我國并沒有建立起一套完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系,技術更新速度慢。
缺乏相應的,制約了農(nóng)業(yè)廢棄物的處理和資源化利用。
用作燃料。據(jù)有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計,我國90年代末秸桿用作燃料的比例達80%以上,有的地區(qū)高達90%以上。但隨著農(nóng)村生活的水平的提高和居住條件的改善,秸桿用作燃料的比例在不斷下降,這也是農(nóng)作物秸桿廢棄的主要原因之一。秸桿還田。有四種方法:燒草木灰還田、堆漚后還田、直接還田和利用過腹還田。秸桿還田可以提供豐富的N、P、K、Si等營養(yǎng)元素,可以補充土壤的有機質(zhì),改善土壤的理化性質(zhì)等。處理技術有:⑴微生物處理技術;⑵青貯法;⑶氨化法;⑷熱噴法。秸桿固化、氣化和炭化。秸桿炭化、固化技術是將植物纖維性廢棄物制成棒狀,放入炭化設備中制成生物質(zhì)炭。秸桿氣化是將廢棄物點燃后,控制其反應過程,使其變成CH4、H2、CO等可燃性氣體,每噸秸桿可代替0.5t~0.7t煤炭,成本比天然氣和液化氣的1/3~1/2。
其它加工品的原料。利用植物性纖維廢棄物可制成輕質(zhì)建材板、人造纖維板和紙板等復合材料。
制作肥料。一種方法是堆肥法,將農(nóng)業(yè)廢棄物在微生物的作用下經(jīng)過適量的發(fā)酵,有機物得到降解腐熟,養(yǎng)分大大提高;另一種方法是干燥法,分為人工干燥法和自然干燥法。制作燃氣能源。以秸桿為原料,經(jīng)過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生以CH4為主要成分的沼氣,可用作燃料。沼氣池分為戶用小型沼氣池和大中型沼氣池。
[1]胡明秀.農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用途徑探討.安徽農(nóng)業(yè)科學[J].2004,32(4):757-759.
[2]馮玉娟,蘇西平,王林濤.農(nóng)業(yè)廢棄物處理與資源化利用環(huán)境與生活[J].2014(11):116-117.
[3]孫鵬.信息系統(tǒng)工程[J].2014(7):35-36.
[4]薛智勇,王衛(wèi)平,許育新,朱風香,等.農(nóng)業(yè)廢棄物資源化現(xiàn)狀和多元循環(huán)利用探討[C].2006年中國農(nóng)學會學術年會:245-246.