农业废弃物的特点范文

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农业废弃物的特点

篇1

[关键词] 农业废弃物 逆向物流 现状分析 发展对策

农业废弃物包括植物类废弃物(农林生产过程中产生的残余物)、动物类废弃物(牧、渔业生产过程中产生的残余物)、加工类废弃物(农林牧渔业加工过程中产生的残余物)和农村城镇生活垃圾等四大类。通常农业废弃物主要指农作物秸秆和畜禽粪便。我国是世界上农业废弃物产出量最大的国家。农业废弃物逆向物流的实施对现阶段“三农”问题,农业可持续发展及未来20年全面建设“小康”社会目标的实现起着至关重要的作用。

一、农业废弃物逆向物流的特点

农业废弃物逆向物流除具有一般的逆向物流的特点外,还有其典型的特点。

1.数量大。统计年鉴中对农业废弃物还没有统计数据。但事实上我国是世界上农业废弃物产出量最大的国家,每年大约有40多亿t。根据作物和养殖规模估算,我国每年产生畜禽粪便26.0亿吨,农作物秸秆7.0亿吨,蔬菜废弃物1.0亿吨,乡镇生活垃圾和人粪便2.5亿吨,肉类加工厂和农作物加工场废弃物1.5亿吨,林业废弃物(不包括薪炭林)0.5亿吨,其他类的有机废弃物约有0.5亿吨。

2.分散性。我国地域辽阔,与城市工业生产和城市居民生活的集中性不同,农村生产和生活是分散进行的,村落相互之间的距离近的几百米,远的几公里;家庭是农村的基本生产单位和生活单位,,因其分布地域广泛, 从而导致农业废弃物逆向物流的分布面广、逆向物流服务对象的数量庞大,逆向物流规模普遍较小。

3.季节性和周期性。农业生产有着非常强的季节性,这就决定了农业废弃物逆向物流也具有较强的季节性,表现为在农产品成熟时,出现短时、较大的农业废弃物,而季节过后,农业废弃物迅速减小;畜禽生长出栏也都有一定的周期;这些导致农业废弃物逆向物流呈现较大的周期性和波动性。

4.差异性。由于不同地域、自然条件的差异,使得各地农副产品品种多样,生产方式各不相同,即使同一地区,同种农副产品,其质量等级也不一样。同时,由于各地区经济和物流发展水平的不同,存在着地区间人文经济等各不相同。这些不同,导致农业废弃物逆向物流的巨大差异性和多样性。

二、农业废弃物逆向物流存在的主要问题

1.资源总量不清。我国农业废弃物的产生量和危害仅仅是根据作物和养殖规模进行的粗略估算,每年产生农业废弃物的数量、分布、利用状况和对环境造成的影响没有一个准确的数据。不同部门的统计数据出入很大,难辩真伪;各种利用途径比例及具体应用情况也不清楚。更谈不上根据各地农业废弃物的数量、特点,以及不同区域特点和经济发展等确定农业废弃物逆向物流的发展模式。数据不准,必将带来农业废弃物逆向物流的盲目性,从国家层面上难以制订农业废弃物逆向物流的发展规划。

2.利用意识不强。数以亿计的农业废弃物已经成为我国最大的污染和潜在资源库。以1999年畜禽粪便产生量为例,所产生的19亿t畜禽粪便是我国固体废弃物产生量的2.4倍。畜禽粪便化学耗氧量的排放量已达7118万t,远远超过我国工业废水和生活废水的排放量之和。农业废弃物又是一个有巨大潜力的资源库。如果用当前农林废弃物产量的50%作为电站燃料,可发电4000亿kW・h,占目前我国总耗电量的30%左右。2020年的生物质资源量至少可达到15亿t标准煤,如果将其中的50%用于生产液体燃料,即可为我国石油市场提供2亿t液体燃料。目前,人们对农业废弃物的双重性认识不清;多数学者关注的是农村正向物流、工业废弃物的逆向物流或者农业废弃物的开发利用技术,而很少有人关注农业废弃物的逆向物流;这些综合因素导致对发展农业废弃物逆向物流的忽视,从而对农业废弃物逆向物流投入和建设不足,严重限制了我国农业废弃物逆向物流的发展。

3.农村物流基础设施薄弱。我国农村物流基础设施建设仍然显得相当落后,主要表现在道路、运输工具、通讯水平、商品储存保管水平上。我国以农村公路为主体的公路网总规模与我国的国土面积和人口数量相比,仍相当落后,公路密度只有美国的约五分之一英国的八分之一、日本的十五分之一。目前仍有184个乡镇、5万多个行政村不通公路。在我国农村由机动运输工具完成的货运量仅占总量的20%左右,其余80%则由人力或畜力来完成。我国农村的汽车、农用运输车的拥有量平均每20户才有一辆,而当前世界平均车辆保有量每10人一辆车。这些都给农业废弃物逆向物流的发展带来了不便。

4.农业技术与装备落后。以投入领域为例,国内大部分资金投向了农业生产领域,进入流通领域的资金不足;而在国外,农业生产环节投入比例只占30%,产后投入比例高达70%。我国优良的农业废弃物的资源化利用创新的技术少,具有自己知识产权的技术和适应性能好和推广价值高的技术更少。学习国外的先进技术又不到位,比如在我国规模化养猪设备引进过程中,没有很好的吸收和消化国外的整套技术,而仅是盲目的引进养猪设备,而忽视粪污处理技术设备的配套。不清楚农业废弃物产品开发的主攻方向,导致我国农业废弃物转化产品品种单一、质量差、利用率低、商品价值低,不能形成产业化,也就不能有效地转化农业废弃物,实现资源化利用。搬运方面,机械化水平低,等设备数量有限,大多数靠人工操作,这无疑增加了发展农业废弃物逆向物流的成本。

5.缺乏政策法规。目前国家没有完整的农业废弃物利用专门法律或法规,近几年各行业部门临时制订的农业废弃物资源化的标准或技术准则,标准化程度较低,随意性强。具有执法权的环保部门只按制订的污水处理和排放标准,去监督管理,只有“罚”没有“奖”。基本上采取末端治理思路去“堵绝”污染。管理养殖业的农业部门,主要是抓“肉、蛋、奶”的生产,不重视农业废弃物这类“副产品”,更谈不上相应的鼓励治理政策。多头管理也造成部门间的有关政策法规的矛盾和冲突。我国农业废弃物的管理体制,可操作性差,而且针对不同地域和不同类型的农业废弃物没有对应的废弃物管理办法,更谈不上系统的监测、监管、预测和预警体系。缺乏农业废弃物逆向物流政策的导向或地区政策变动导致农业废弃物逆向物流的发展缺乏理性的规划,出现不必要的混乱,农业废弃物逆向物流市场的进入与退出、竞争规则基本上无统一法律法规可循,会给农业废弃物逆向物流的发展带来很大的风险。

三、谋求农村逆向物流新发展的对策

1.构建顺畅的农业废弃物逆向物流网络。农业废弃物逆向物流的顺利运转,需要良好的逆向物流网络支持。良好的逆向物流网络需要农村交通设施建设、农资及农产品回收点、回收中心的发展和建设、网络信息平台建设等基础设施建设的支持。农业废弃物的利益应该具有规模性,企业应该组成战略联盟形式。逆向物流运作流程应具有以下流程:分散产生-集中回收-分类配送-专业处理-分类配送-进入企业联盟。经过高级专业化处理后的农业废弃物,此时将其分类配送到需要的工业园区,企业联盟再利用。基于供应链管理的农村逆向物流网络如图所示。

2.营造良好的农业废弃物逆向物流政策环境。从发达国家发展逆向物流的经验来看,发展逆向物流需要法律、规章做保障。目前新农村建设刚刚步入轨道,新农村逆向物流的发展难度很大,更需要国家和各级地方政府的支持和帮助。建议尽快出台一系列有关农业废弃物逆向物流的法律法规,为农业废弃物逆向物流发展提供法律依据;制定一系列涉及农业废弃物逆向物流的激励机制,为农业废弃物逆向物流发展提供动力支持。通过税收优惠、财政补贴等方式积极支持从事农业废弃物逆向物流业务企业的发展;同时加强对从事农业废弃物处理、再利用和环境污染物质合理控制技术研发企业的扶持力度,促进再生资源回收利用。因此,应由政府出面,各方协调,统筹规划,制定新农村农业废弃物逆向物流方面的相关规则和提供各种优惠政策(包括土地、资金和技术扶持等),同时应加强完善农村环境保护和资源利用方面的法律、法规,以法律手段控制环境污染和加强农业废弃物的利用,强化对耕地、水资源、生物资源的开发利用的监控,约束资源利用的短期行为。

3.企业联动,促进农业废弃物逆向物流的产业化、市场化、规模化。由于农业废弃物具有分散性、差异性、季节性等特点,农业废弃物回收利用必须向市场化、规模化、专业化方向发展,应引导农民建立各种专业合作经济组织,有效地改变了一家一户分散经营的格局,促使其走上规模化生产发展的道路,为农村逆向物流的专业化和社会化提供重要的组织条件,为企业进入农村发展逆向物流创造各种有利条件。企业是回收逆向物流的主要来源方,参与农业废弃物逆向物流业务有不可推卸的社会责任。企业应该重视回收逆向物流发展,加大回收逆向物流投入,加快回收逆向物流人才储备,成为农业废弃物逆向物流主力军。开展农业废弃物逆向物流可以采取三种方式实现:(1)由产生农业废弃物的农户联合回收。(2)由需要农业废弃物的企业回收。(3)由第三方逆向物流企业回收。值得提出的是,随着企业间竞争越来越激烈,社会分工专业化程度越来越高,应该注重鼓励发展大型第三方物流企业和企业集团,使之成为我国现代农业废弃物物流产业发展的示范者和中小物流企业资源的整合者。

4.发展农产品物流技术,源头控制农业废弃物。农村物流中,农产品是重要物流客体,农产品的生物性能(含水量高、保鲜期短、极易腐烂变质等)对运输效率和保鲜条件提出了很高的要求。由于我国广大农村还缺乏现代的冷链物流技术,农产品物流是以常温物流或自然物流形式为主,农产品在物流过程中损失很大。有数据表明,我国水果蔬菜等农副产品在采摘、运输、储存等物流环节上的损失率在25%~30%左右,也就是有四分之一强的农副产品在物流环节中被消耗掉了,而发达国家的果蔬损失率则控制在5%以下。另据统计,我国每年3.7万吨蔬菜、水果在运输路途中腐烂,如此之多的农产品足可以供养2亿人的生活。源头控制要采用绿色设计策略,提高产品质量,减少逆向物流的发生,有利于逆向物流的实施。,开展绿色正向物流,加强正、逆物流协调配合。加强农业废弃物逆向物流的源头控制是农业废弃物逆向物流的重要一环。源头控制得好,产生的农业废弃物品就少,就能大大减少回收逆向物流业务。

5.培养农业废弃物逆向物流专业人才,增强全社会农业废弃物逆向物流意识。首先,必须向企业和农民宣传现代物流知识,提高企业和农民对农业废弃物逆向物流意识的认识水平。如在实际工作中,可以利用“三下乡”等形式,将农业废弃物逆向物流知识、物流技术等送到农村,向广大农村群众普及农业废弃物逆向物流知识,激发和调动他们发展农业废弃物逆向物流的积极性和主动性。其次,加强现代农业废弃物逆向物流的高素质人才培养。在高校设置物流管理专业,尽快培养一批熟悉农产品物流供应链管理,适应时展的专业技术人才。

参考文献:

[1]中国物流与采购网,省略

[2]谢水清:论农村物流的内涵与特点.重庆交通学院学报(社科版),2006(9)

[3]孙振钧 孙永明:我国农业废弃物资源化与农村生物质能源利用的现状与发展.中国农业科技导报, 2006, (8)

篇2

关键词:食用菌生产;农业有机废弃物;循环利用

中图分类号:S646 文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2012.02.030

Circulating Utilizing of Agricultural Organic Waste with the Production of Edible Mushrooms

ZHU Hua-ling1,BAN Li-tong2,XU Xiao-ping1,BU Lu-xia1

(1. Department of Basic Course, Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China; 2.Department of Agriculture, Tianjin Agricultural University,

Tianjin 300384,China)

Abstract: The importance, main models, present state and question of the circulating utilizing of agricultural organic waste with the production of edible mushrooms were summarized and analyzed.

Key words: production of edible mushrooms; agricultural organic waste; circulating utilizing

农业有机废弃物是农业生产、农产品加工、畜禽养殖业和农村居民生活排放的有机废弃物的总称,主要包括农作物副产物(玉米秸秆、玉米芯、豆秸、稻草、稻壳、花生秧、花生壳)、畜禽粪便(牛粪、马粪、猪粪、鸡粪)、食品和饮料加工中的边角余料、农产品加工废弃物等[1-3]。中国是一个农业大国,每年产生7亿多t的农作物秸秆,26亿多t的畜禽粪便及大量有机废弃物[4],合理妥善地处理和利用这些农业有机废弃物,对自然、社会的和谐发展起着举足轻重的作用。食用菌是生态链上处于还原者位置的真菌,若将其引入农业有机废弃物的处理环节中,不仅可以减少农业有机废弃物对环境的影响和污染,还可以变废为宝,生产出美味可口的绿色食品,所以,借助于食用菌生产实现,农业有机废弃物的资源化循环利用是处理和利用农业有机废弃物的最佳方式。

1 资源化循环利用是农业有机废弃物最经济最合理的处置方法

要实现农业与农村持续发展,建设农村小康社会,就必须实现资源的最优化配置和废弃物的循环利用,才符合循环经济的发展要求。而循环经济的重要思想是:“没有废物,只有放错了地方的资源” [5],或者说只要把农业有机废弃物放到合适的地方,它们仍然可以是被利用的资源,为农业和农村的快速发展做出重要的贡献。所以说农业有机废弃物的资源化循环再利用是符合循环经济发展要求的最经济的利用途径。

在“生产者-消费者-分解者”组成的生态链上,农业有机废弃物属于生产者和消费者均不能有效利用的剩余物,他们只有被分解者彻底分解才能重新回归生态链,才能真正实现生态农业。而生态农业的实践早已指明了变“ 废”为“ 宝”的途径[6],所以,农业有机废弃物资源化循环利用也符合生态农业发展的趋势和要求。总之,资源化循环利用农业有机废弃物是最合理的处理方法,既可以持续利用资源又能保持生态平衡、改善环境质量,全面促进农村的经济与社会发展。

2 食用菌生产是农业有机废弃物循环利用链条上关键的一环

2.1 食用菌生产在农业生态链中的地位

食用菌是农业生态链中的还原者,是联系生产者(绿色植物)和消费者(人类、 动物)之间的物质和能量的纽带,是连接种植业、养殖业等多个产业的关键一环(图1)。

食用菌人工栽培是以农业有机废弃物(如农作物秸秆、玉米芯、棉籽壳、锯木屑、牛粪、鸡粪等)为原料生产食用菌产品的过程,培养基组成及其配比、培养温度、初始含水量、初始 pH值、种龄等因素对栽培结果的影响较大。食用菌菌丝体在生长过程中通过分泌胞外酶分解有机物质如纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、多糖等而在培养基内外进行有氧生长。在得到食用菌子实体的同时,也得到食用菌菌渣。菌渣可作为动物饲料或有机肥, 实现了有机物质循环反复利用, 实现农业生态环境的良性循环。所以说,食用菌生产是循环利用农业有机废弃物各链条上关键的一环。

正因为有食用菌生产这一环节,才形成了一个多物种共生、多层次搭配、多环节相扣、多梯级循环、多层次增值、多效益统一的物质和能量体系,构成食物链和农业生态系统的良性循环,促进生态的可持续协调发展[7]。通过食用菌生产链条的延伸,可以实现循环经济发展构思,进一步提高相关产业的经济效益和竞争力[8]。

2.2 食用菌生产在循环利用农业有机废弃物过程中的作用

食用菌生产可以有效地促进农业废弃物的循环再利用,主要表现在食用菌生长的全过程都可以是降解利用农业有机废弃物的过程;而且食用菌生长过程中,不同的阶段对废弃物的利用能力是不同的,这与其不同生长发育期对物质的需求不同有关。梁连友等[9]研究发现,苹果园每667 m2每年修剪的枝条达150 kg,可以栽培100袋香菇,生产鲜香菇100~150 kg,每667 m2果园在不影响苹果生产的前提下增加产值400元以上,产生了显著的经济和生态效益;而且用果树修剪枝条栽培香菇后菇渣中木质素降解了20%~30% , 粗纤维降解了15%~50%,说明食用菌生长的过程是降解利用果树枝条的过程。李晓博等[2]的研究表明,在双孢蘑菇培养料堆制发酵过程中,稻草、玉米秸杆和玉米芯中的木质素、纤维素和半纤维的降解率介于10%~30%;而在双孢蘑菇生长发育过程中,稻草、玉米秸杆和玉米芯中木质素、纤维素和半纤维素的降解率则介于30%~40%,明显高于堆制发酵过程中的降解率。这说明在双孢蘑菇准备和生产的整个过程中对稻草、玉米秸杆和玉米芯等农业废弃物都有一定的降解能力,但在双孢蘑菇生长发育阶段需求更大,这一阶段的利用主要是漆酶、过氧化物酶、滤纸纤维素酶、梭甲基纤维素酶、半纤维素酶和菌丝共同作用的结果。食用菌对农业有机废弃物中的纤维素和半纤维素利用速率最快的时期是在出菇阶段,是子实体形成时期,需要利用纤维素和半纤维素合成细胞壁;而对木质素利用最快的时期是原基形成前,是因为蘑菇的营养生长阶段对木质素的需求较多。

除了农作物的副产物以外,食品加工和饮料生产的边角下料可以作为食用菌生产的栽培料而被循环利用。戴德慧等[10]利用酿造的酱渣进行食用菌发酵生产富含真菌多糖的生物饲料。研究结果表明,平菇能在酱渣中快速生长;固体发酵培养基酱渣含量70%时,平菇有较快的生长;液体种子培养基添加20%酱渣可促进菌丝球的形成,发酵产物的水分含量为 50.5%,多糖为17.3%,粗蛋白为 19.1%。王建芳等[11]用香菇对中药废渣进行固态发酵研究发现,中药废渣经固体发酵,粗蛋白含量提高了68.20%,粗纤维含量降低了44.9%,多糖含量提高了150.9%;朱忠贵等[12]的研究表明,将农作物秸秆粉、木薯渣、醋糟、奶牛粪等农业有机废弃物,按比例混合配制成低碳复合型食用菌培养料,替代棉籽壳用于食用菌栽培,不仅充分利用农业下脚料、符合低碳经济发展方向,而且其价格只有棉籽壳的1/2~2/3,大大降低了食用菌生产成本,能够将农民育菇经济效益提高20%~35%。朱辉等[13]从利用淀粉废水的角度出发,在淀粉废水中对金针菇菌丝体进行了液体培养,获得了合适的培养条件,为工业化利用淀粉废水生产金针菇菌丝体,减轻淀粉废水污染提供了技术支持。解秋菊等[14]用真姬菇液体发酵海带废渣,发现发酵后上清液中的多糖抗氧化活性比未发酵海带废渣中的多糖抗氧化活性显著提高,从而为海带废渣的高附加值再利用提供了科学依据。

农业有机废弃物经食用菌菌丝的分解作用, 分泌出某些激素类和特殊生物活性酶, 加上菇渣中菌体蛋白的大量存在, 因此,用菇渣作肥料比用秸秆堆沤的肥料有更多的可给态养分和更好的增产效果[9];用菌糠作为有机肥施用,对番茄的生长发育和品质有明显的提高,单株产量达到2.69 kg,比施用尿素增加28.10%[2]。用果树修剪枝条栽培香菇后菇渣中粗蛋白由2%~3%提高到10%~17.14% , 氨基酸含量增加到5%~6% , 特别是含有多种禽畜体内不能合成的、一般饲料中又缺乏的必需氨基酸和菌类多糖,因此, 栽培香菇的下脚料作为菌糠饲料又具有食用菌的清香味, 且适口性好, 有利于提高畜禽产品的产量和质量[9]。刘润叶[15]将腐植酸胶体、食用菌渣和禽粪等副产物按比例复合,添加特殊的符合微生物菌群,经过复合发酵形成复合腐植酸有机肥,不仅能彻底解决菌渣、禽粪等的重复再利用问题,实现腐植酸有机肥-农作物种植、水产养殖-食用菌栽培、禽类养殖-腐植酸有机肥的良性循环。

利用农业有机废弃物栽培食用菌,可改变资源浪费型传统农业,实现“点草成金、化害为利、变废为宝、无废生产”,是农业有机废弃物综合开发利用的一条最为有效、持久的捷径;与此同时还能建立一个多层次的生态农业系统。在这个系统中,食用菌作为主要的链接者,既能循环利用农牧产品废弃物和净化环境,又能作为产业链推动生态农业的发展。由于食用菌的作用,可使种植业和养殖业有机地结合起来,并且在这个结合过程中,创造巨大的经济效益、生态效益和社会效益。所以说食用菌生产在农业有机废弃物循环利用过程中起到的是连接、纽带和促进的作用。

3 利用食用菌生产循环利用农业有机废弃物的主要模式

各个地区根据自身特点,分别发展了不同的以食用菌为纽带的农业有机废弃物的循环利用模式,比较有代表性的有山东省久发食用菌有限公司开发形成的各环节耦合,产业链条延伸,多元化多循环,集种植业、 养殖业与工业有机结合的产业生态系统[16-17],见图2。

还有淳安县以桑枝等农业废弃物为原料栽培食用菌发展形成了桑枝食用菌生产循环模式[18-19](图3)。张岩等[20]提出了食用菌生产的“废弃物”循环利用模式(图4)。沈明珠等[21]提出了农业有机废弃物的循环利用的最佳模式(图5)。李晓等[1]提出了双孢蘑菇生产对农业有机废弃物的利用的模式(图6)。

除了这些比较典型的循环利用模式之外,各地也发展了一些实用的模式[5,22],虽然具体内容不完全相同,但总体特征基本相似,都以食用菌生产作为农业有机废弃物循环降解利用的纽带,都对当地的经济发展和环境保护起了积极地推动作用。

4 利用食用菌生产循环利用农业有机废弃物的研究现状和存在的问题

近年来,各地响应生态农业和循环经济的发展需要,以食用菌生产为纽带循环利用农业有机废弃物已取得了显著进展,不仅种植业、养殖业的废弃物被广泛应用,甚至一些工厂的有机下脚料、食用菌生产的菌渣,也被广泛的重新循环再利用,使农业有机废弃物再次被使用在能源、肥料、饲料和材料等方面,既节省了资源,又减少了污染,对自然、社会的和谐发展起了积极地推动作用。但由于农业有机废弃物数量大、品质差、危害多,人们对农业有机废弃物的价值还存在一些消极的观念,没有放在整个社会循环系统中去考虑,导致对农业有机废弃物资源化利用过程中仍存在不少问题,阻碍了农业有机废弃物循环利用技术的发展、推广和应用。

另一方面,虽然现在很多地方已有废弃物资源化利用的传统,但是循环利用技术相对片面,创新技术少,利用率不高。导致农业有机废弃物转化产品品种单一、质量差、利用率低、商品价值低,不能形成产业化,也不能有效地循环利用。例如,目前利用食用菌生产循环利用的废弃物主要是农作物的副产物,而畜禽粪便的应用就相对较少[24-25]。如果通过添加特定的材料和微生物菌种, 将畜禽粪便用来生产栽培食用菌的专用料,将发挥更大的经济效益[26]。再例如,食用菌的液体发酵与固体栽培相比,具有菌丝生长速率快,营养成分利用率高,生长周期短,产量大;接种方便,便于大规模工业化生产;产生的活性物质品种多而且产量高等优点,然而在循环利用农业有机废弃物的过程中,食用菌固体栽培技术应用较多,液体发酵技术应用较少,这也是今后技术发展的一个方面。

随着生态农业的发展,食用菌以生产周期短、投入少、产出多、效益好而越来越多地被引入到生态农业的系统中,成为物质和能量良性循环的主要环节[24-25]。畜禽养殖、食用菌生产、环境治理有机结合,实现农业有机废弃物循环再利用,对构筑大农业生态循环系统具有重大意义。

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篇3

据北京市植物保护站副站长金晓华介绍,我国一直关注生活垃圾、白色垃圾的整治和回收工作,但农田包装废弃物的污染问题没有得到应有的重视。为提高北京市农业有害生物预警与防控能力,降低农药使用量,提升农药利用率,实现农田农药面源污染的可持续治理,从2009年开始,北京市植物保护站实施了“北京都市型现代农业基础建设及综合开发规划”-田园清洁循环工程-农药包装废弃物回收项目。经过3年的实践,探索出了有偿置换模式、现金回收模式、平原区回收模式以及山区模式四种农药包装废弃物回收模式,将废弃的农药包装袋、瓶、桶等进行定点回收、分类,并统一进行销毁。

通州区植物保护站站长金红云说:“去年,我们依托现有农药连锁配送点的资源优势,在全区设立了9个农药包装废弃物回收点,利用农户买农药的机会,大力宣传农药包装废弃物对农田、环境、人畜的危害,让农户树立农药包装废弃物回收的意识。同时,为了保证农药包装废弃物回收工作的持续性,我们探索出了有偿置换的运行模式。农户拿来的农药包装废弃物,无论是袋,还是瓶,以30个为单位,可以在回收点当场换一袋洗衣粉,或一瓶洗涤灵或一块肥皂,这样就调动了农户捡拾农药包装废弃物的积极性。仅2011年,通州区回收农药废弃包装物达26.7吨,150万个袋(瓶)。”

据金晓华介绍,除了通州区的有偿置换模式,京郊其他区县在农药废弃包装物回收上也各有创新。顺义区充分利用全区16家农药连锁配送店,探索了定点定人、按件计价、分类回收、分期集中、统一销毁的现金回收模式。顺义区植保站与农药连锁配送店签订回收协议,共同制定回收价格,即不分种类、大小一律按每个空包装0.1元,其中,每个包装物付给上缴人0.07元,回收费用由连锁店先行垫付。该模式实现了回收工作的日常化,充分调动了农民回收农药包装废弃物的积极性,初步形成了农药包装废弃物回收产业。大兴区在魏善庄、采育两镇3.1万亩项目区探索了“平原区回收模式”。针对平原区每个村都建立了保洁队(队员8人~10人)的实际情况,采取了雇用保洁队捡拾农药包装废弃物的回收模式,回收资金按每亩1.2元下发到两个项目镇科技站,科技站按每亩0.6元与保洁队签订回收协议,由保洁队负责本辖区农田农药包装废弃物统一回收、集中存放,根据回收数量集中送科技站统一分类。延庆县植保站将农药包装废弃物回收政策与山区生态林补偿政策相结合,充分利用护林员队伍大、分布广、工作区域固定、收入不高、便于组织管理等特点,探索了山区回收模式。由延庆县植保站与项目区乡镇林业站签订农药包装废弃物回收协议,由乡镇林业站组织该项目区的护林员实施农药空瓶回收工作,每村为一小组,由组长负责,每个护林员负责农林面积300亩,在农忙季节每10天回收一次,在农闲季节每20天回收一次。

据统计,2011年该项目回收、销毁农药废弃包装物约为750万个,重约59.5吨,清洁面积达59.43万亩。

北京市农田有了“清洁”的环境,沟渠、田间地头的农药包装废弃物减少很多,但作为农药废弃包装物回收工程来说,形成可持续性的运行机制仍任重道远。

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一、固体废弃物来源

经过调查,我县的农村固体废弃物来自两个大的方面:一是农业生产过程中自产的,有农田秸杆、杂草,果园的落叶、枝干等;畜牧业生产中产生的牲畜和家禽粪便;农产品加工中产生的下脚料;人们在日常生活中产生的废弃物。二是由城市以不同的方式转嫁给农村的固体废弃物,如城市生活垃圾。

二、污染现状与危害

1、废弃塑料

废弃塑料污染有两方面,一是地膜残留的污染。我县的设施农业近年来发展较快,伊山镇、南岗乡、下车镇、东王集乡等乡镇都有较大规模的设施农业,其中农膜和塑料薄膜使用量较大。2013年上半年,灌云县新增高效农业面积4.8万亩,其中设施农业0.65万亩。按照亩均用农膜6千克,仅此1项我县新增的废弃农膜就达到39吨。绝大部分废弃的农膜不能够迅速降解,且回收价值低、难度大,农民的积极性不高,造成大部分农膜堆在田间地头,部分残留在土壤中,改变了土壤的结构,影响作物生长和田间管理。二是白色污染严重。废弃的塑料制品名目繁多,如各种塑料包装袋、食品袋等[2]。

2. 农业秸秆

经济在发展,人民的生活水平逐步提高,农民的生活方式在逐步的改变,农村的能源结构也发生了改变。原来作为农村薪材的农作物秸秆被液化气、电炒锅、电磁炉等代替,成为农村固体废弃物的最重要来源。2012年,我县小麦、水稻、玉米三大作物的秸秆产量达到130万余吨,其中小麦秸秆60余万吨,一半以上被焚烧,严重影响空气质量和交通运输,威胁人民的健康以及财产安全。除部分秸秆被用于饲料、造纸、还田和编织外,其他部分秸秆被堆放在田头或者抛弃在河沟中,污染了河道水质,影响村容村貌。

3、禽畜粪便

近几年来,我县的畜禽养殖业有了较大的发展,规模化养殖企业不断增加,东王集乡的肉牛养殖、龙苴镇的家禽养殖、沂河淌的鹅养殖等,这些都呈现出集约化养殖的特点,随之而来的是养殖场所产生的畜禽粪便在不断增多。根统计,全县每年生猪饲养量超百万头、三禽饲养量超2000万羽,每年粪便产生量达到80余万吨,尿液产生量115万余吨。其中绝大部分的养殖场所产生的粪便没有经过灭菌处理,直接露天堆放,容易滋生蚊蝇,在雨水的冲刷下,有害物随地表径流进入水体,造成水体的富营养化,严重影响环境。

三、防治措施

1、正确处理固体废弃物与农业环境保护的辩证关系

农村固体废弃物之所以影响到了农村环境保护问题,是因为其在错误的时间被放到了错误的地点。农村固体废弃物中绝大部分可以被直接再利用,而影响其再利用的主要原因是农村体制问题。我县的农村土地为以家庭为单位的小农经营体制,阻碍了农业新技术、新方法的推广利用。同样,小农经营体制难以承担农村基础设施建设成本,相对来说小农经营体制投入产出比更低,无法提高农业生产效率。同时也束缚了一大批农村劳动力在土地上。在秸秆综合利用方面,小农经营体制下收益微乎其微,严重影响其积极性。

2、加强环保宣传,提高环境道德意识

农村地区固体废弃物污染比较严重很大程度上是由于农民朋友的环保意识淡薄造成的,对农业生产和生活中所造成的污染没能正确认识。所以要加强农村的环保教育和宣传,尤其是乡镇村基层干部的环保意识,能够在工作和生活中时刻关注身边的环保问题。在乡镇的年终考核中将环保纳入考核指标。每年组织科技下乡活动之际,在社区、乡镇、农村集贸市场张贴环保挂图并通过举办农业环保法律、法规知识的培训班,增强农民群众的环保法观念,培养“环境保护,人人有责”的责任感,养成“食品入口,包装入桶”的生活好习惯。

3.发展生态农业,实现清洁生产

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1.1能源消费碳排放核算根据《2006年指南》关于能源消费碳排放核算公式和张兰[19]等学者的研究,能源消费主要考虑煤炭、石油、天然气,此外还包含少量的风能、生物质能、核能等,由于其他能源对环境影响较小,不予考虑。核算能源消费碳排放的公式。式中,E-C为能源消费碳排放量;Energyi为第i种能源的消费量;αi为第i种能源转换因子,即根据净发热值将燃料转换为能源单位(TJ)的转换因子;CCi为第i种能源碳含量(t/TJ),即单位能源的含碳量;NCi为第i种能源的非燃烧碳,即排除在燃料燃烧以外的原料和非能源用途中的碳;10-3为单位转化系数;COFi为第种能源的碳氧化因子,即碳被氧化的比例,通常缺省值为1,表示完全氧化。将上述公式进一步简化,可得到计算中更为简便且实用的公式:。式中,βi为第i种能源的碳排放系数,即单位能源的碳排放量。国内外开展能源碳排放系数研究主要有国家科委气候变化项目、国家计委能源所、日本能源经济研究所、美国能源部、DOE/EIA等,本文研究中选取几项权威系数的均值作为计算系数,详细情况见表1。

1.2农业碳排放核算IPCC有关农业生产碳排放的论述多集中于生物活动产生、土壤碳和水稻的甲烷排放,而关于农业生产物质投入导致碳排放的研究不多。结合我国和湖南省农业生产特点,以《2006年指南》为主要参考,结合田云[2,22]等基于投入视角的农地碳排放测算研究,确定农业生产碳排放源包括:稻田、化肥、农药、农膜、牲畜活动。由于农业机械动力相关的碳排放已在能源消费碳排放核算中涵盖,为避免重复,此处不再涉及。构建农业物质投入碳排放核算公式为。式中,A-C为碳排放;i为第i种农业生产要素投入;εi为第种农业生产要素碳排放系数。农药等农业生产要素碳排放系数参考美国橡树岭国家实验室等机构和学者的研究成果,见表2。水稻生长过程中会释放大量甲烷,而甲烷是IPCC公布的六类温室气体之一。水稻是湖南省种植面积最大的农作物,因此核算湖南省农业生产碳排放需要考虑水稻生长的碳排放。Wang[23]、Cao[24]、Matthew[25]等学者测算了稻田甲烷排放系数,结果为0.44gCH4/(m2•d)、0.44gCH4/(m2•d)、0.50gCH4/(m2•d),研究将三者的算数平均值作为计算系数,即0.46gCH4/(m2•d)。根据2007年IPCC第四次评估报告的相关内容,1单位甲烷与1单位二氧化碳温室效应比为25∶1,据此可确定甲烷与碳的转换系数为6.82,结合稻田甲烷排放系数,确定稻田碳排放系数为3.136gC/(m2•d)。湖南省水稻生长周期为120—150天,研究选取平均值135天为计算标准。稻田碳排放计算公式为。式中,R-C为稻田碳排放量;S为水稻播种面积。根据《2006年指南》第四卷第10章关于牲畜和粪便管理过程碳排放的相关论述,畜牧业尤其是诸如牛、羊等反刍动物生长过程中会产生大量的甲烷,具体而言包括肠道发酵和粪便管理两部分。参考田云[12]等学者的研究,我国畜牧业产生甲烷排放的主要牲畜品种有牛、马、驴、骡、猪、羊,以IPCC给出的排放系数为依据,运用上文所述的甲烷—碳转换系数,建立我国主要牲畜碳排放系数见表3。畜牧业碳排放计算公式为:。

1.3废弃物碳排放核算根据《2006年指南》第五卷有关废弃物的分类研究,温室气体排放源主要有四类:固体废弃物生物处理、废弃物的焚化与露天燃烧、固体废弃物填埋处理、废水处理与排放,固体废弃物填埋处理(即SWDS)是废弃物温室气体的主要来源。固体废弃物被掩埋后,甲烷菌可使废弃物所含有机物分解产生甲烷气体。由前文可知,甲烷是主要温室气体之一,且产生的温室效应比二氧化碳强。据IPCC相关研究估计,全球每年约3%—4%的温室气体来源于废弃物填埋处理产生的甲烷。《2006年指南》推荐使用一阶衰减法(FOD),一阶衰减法能获得更好的测算精度。根据《2006年指南》和渠慎宁[3]等学者的研究,本研究给出固体废弃物填埋处置产生甲烷量的一阶衰减法的估算公式。

2数据来源与处理说明

2.1数据来源农业生产中涉及的水稻种植面积、化肥、农药、农膜数据来自2001—2011年《中国农村统计年鉴》和能源数据来自湖南省能源平衡表;农业生产中各类牲畜数量来自历年《湖南省统计年鉴》;工业废弃物和城市固体垃圾数据来自国研网统计数据库,确实部分运用插值法根据历年数据补充完整(限于篇幅,方法介绍略);土地利用数据来自国研网统计数据库,经济数据来自相关年份的《湖南省统计年鉴》,按2000年不变价格参与计算。

2.2处理说明根据《土地利用现状分类》和赵荣钦等学者的研究,承载碳排放的土地利用类型包括耕地、牧草地、农村居民点用地、城镇居民点及工矿用地、交通水利和其他用地。研究将根据碳排放发生载体,本文将其分解到具体的用地类型,畜牧业按照食物来源将牲畜活动分属于耕地和牧草地,用地类型与碳排放源对应关系见表4。

3结果分析

3.1碳排放总量与时序特征根据上述公式,我们对湖南省的碳排放总量进行了测算,结果见表5。2011年湖南省碳排放总量为10377.79万t,比2000年的3504.60万t增长了196.10%,远低于同时期GDP增速(500.21%)。从碳排放来源分析,2011年湖南省碳排放的主要来源仍然是能源消费,占总量的95.69%,达9930.06万t;其次是畜牧业碳排放,占总量的2.43%,达2523.01万t;种植业碳排放站总量的1.78%,达184.76万t;废弃物碳排放最少,仅为碳排放总量的0.10%。根据IPCC给出的《2006年指南》,全球能源消费占碳排放总量比例的平均水平为75%,湖南省能源消费碳排放占比远高于参考值,说明湖南省的能源消耗量较大,节能减排的形势严峻。本研究重点测算了湖南省2000—2011年的碳排放总量,通过分析其时序和结构变化特征探讨了湖南省新世纪初期经济发展对环境的影响。研究时序内湖南省碳排放逐年增加(表5),且增速持续上升,年均增长率10.37%,低于GDP的年均增长率(17.69%)。湖南省碳排放的结构特征也发生了较大变化,2000年能源消费仅占碳排放总量的77.29%,随后逐年上升,直至2008年超过90%,2011年达到总量的95.69%,能源消费对碳排放的影响逐渐增强,湖南省经济发展对能源消费的依赖日益突出,暴露了较为严重的经济发展质量问题。种植业碳排放占比逐年下降,比2000年降低了4.12倍,对碳排放总量的影响逐渐变小。畜牧业碳排放在碳排放结构中处于第二位,2000占比高达13.36%。随着能源消费碳排放的迅猛增加和畜牧业自身的萎缩,畜牧业碳排放占比也逐年下降,比2000年降低了4.50倍;废弃物在总量中的比例一直较低,2000年占总量的0.23%,随后逐年下降,2011年仅为0.10%。

3.2土地承载结构特征与效应分析根据以上有关土地承载碳排放来源的描述,本研究将2011年湖南省碳排放根据其土地承载的属性进行分解,并进一步计算结构特征与碳排放强度,以期从土地利用的视角分析碳排放的来源及减排路径,具体见表6。结果显示,城镇居民点及工矿用地是最大的碳排放源,总量达7781.06万t,占总量的74.98%,且碳排放强度(碳排放与土地面积的比值,t/hm2)也最高,为263.94;交通水利及其他用地次之,碳排放强度为33.41,碳排放占总量的11.30%,为1172.40万t;其他用地类型的碳排放量较少,总计占比为13.73%;牧草地的碳排放总量虽然较少,但其强度较大,单位面积碳排放达32.22t,是仅次于城镇居民点及工矿用地和交通水利及其他用地的碳排放土地承载类型。

4结论与讨论

4.1结论从2011年湖南省碳排放测算的结果可知,能源消费碳排放是碳排放的主要来源,其次是畜牧业、种植业和废弃物。能源消费的高碳排放与湖南省产业结构不合理、产能过剩、能源过度消费有着直接的关系。尤其是新世纪初期,忽视环境问题和对资源的过度消耗是造成碳排放居高不下的重要原因。湖南省节能减排形势严峻,为配合国家碳减排的重大目标,在后续发展中应着重从优化产业结构、转变经济发展方式、淘汰落后差能、创新能源利用技术、大力发展现代农业等方面着手。研究时序内,湖南省碳排放总量逐年增加,且增速不断变快,碳排放结构中能源消耗碳排放占比逐年增加,说明湖南省在能源消耗方面存在浪费问题。畜牧业碳排放占比仅次于能源消耗碳排放,其次是种植业碳排放,废弃物碳排放最少。除能源消耗碳排放占比外,其他来源占总量的比例均逐年下降。能源消耗碳排放的迅猛增加与新世纪初期湖南省经济发展的特征有关,大量工业企业项目投入使用,产能过剩,造成了资源浪费,从而造成碳排放激增。在种植业方面,在研究时序内湖南省耕地种植面积没有明显增加,但碳排放却显著增加,这与近年来优越的农业政策有关。农业政策刺激农民积极种粮的同时也加重了农业物质的投入,如化肥、农药、薄膜等,这些都是农业碳排放的主要来源。畜牧业的碳排放降低与农业产业结构调整有很大关系,湖南省畜牧业萎缩,其产值在第一产业中的比重逐年下降,而技术创新等手段对畜牧业碳排放影响较小,因此碳排放量较最初降低。城镇居民点及工矿用地是碳排放强度最大的用地类型,其次分别是交通水利及其他用地、牧草地、农村居民点用地、耕地,城镇居民点及工矿用地集约利用度高,人口密集,且承载了主要的能源消耗碳排放,因此其碳排放强度较高。通过土地承载碳排放效应分析,可为控制碳排放提供一条新路径。即通过调控土地结构控制碳排放增加,保护其他碳排放强度较低且综合效益较高的用地类型,如林地、草地、牧草地等。

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关键词:西部城镇固废处理措施

中图分类号:C35文献标识码: A

一、西部城镇固体废物的特点

1、固体废弃物组分特点。

固体废弃物通常是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质,主要包括城市生活固体废弃物、工业固体废弃物和农业废弃物。西部地区中小城镇由于居民消费水平及生活能源气化率低,居民的生活及取暖主要以燃煤为主,所产生的固体废弃物有机成分较少,无机成分较多,可回收固体废弃物比重更低。近年来由于经济的持续发展和人民的生活水平不断提高,垃圾的组成成分发生了变化,主要表现为易腐垃圾成分增加,煤渣含量下降,可燃物增多等。

2、单个城镇固体废弃物总量较少。

西部地区中小城镇的经济发展水平普遍较低,单个中小城镇产生的垃圾数量和质量也远远低于大城市,在一些大城市,有机物成分占垃圾总量的31%一36%以上,无机成分约占60%,废品约占4%一6%,而中小城镇由于居民消费水平及生活能源气化率低,居民的生活及取暖主要以燃煤为主,所产生的生活垃圾中有机物成分占20%,无机成分约占65%,废品的比重更低。单个城镇固体废弃物总量较低客观上决定了以单个城镇为中心的固体废弃物处理设施处理量不足,处理成本过高,往往难以为继

3、固体废弃物的处理在城区和农村地区出现断裂。

西部地区小城镇固体废弃物处理在城区和乡村地区具有较大差异,在城区通过设置垃圾桶,垃圾运输车和填埋场,初步建立了固体废弃物的处理体系,但是在农村地区主要利用其环境自净能力处理固体废弃物。广州学者李锦顺用“城乡社会断裂”这个概念来阐释当前我国城乡生态环境对立的严峻性和残酷性,“断裂”这个概念比“巨大反差”、“失调”、“加剧”更加具有穿透性,更加能够反映城乡对立的现状。

4、城区固体废弃物产生源点分散,分类收集投资较大。

固体废弃物分类投放是科学处理的前提,但是目前我国西部地区小城镇因为发展规划不到位居住区、商贸区、工业区、农业区所产生的固体废弃物混杂在一起;另一方面因为西部农村地区多处山区和丘陵地带,农户居住分散,固体废弃物产生的源点较多,导致建立垃圾分类收集体系的投资较大。

二、西部城镇农村固体废弃物污染防治现状

我国的西部农村现代化进程发展较快,农民生活水平显著提高。随之而来的环境问题也日益突出,虽然农村环境问题越来越得到重视,但是由于西部地区农村环境治理的难度大,因此在农村环境治理较之我国东部其他小城镇及城市在很多方面都比较落后。例如,农村固体废弃物处理缺乏财政支持、环保机构建设不完善、固体废弃物处理设施不配套、农村地区污染迁问题较为突出、固体废弃物整体发展规划区域性不强等问题。

三、西部城镇固体废弃物处理现状的原因分析

分析西部农村固体废弃物处理不力的原因,主要有以下几点:一是长期的生活习惯,以及环保意识相对薄弱;二是资金投入不够,固体废弃物存放的基础设施落后;三是没有专门的环境卫生保洁队伍;四是农村固体废弃物分布较散,且面积较大,不利于收集;五是农民收入低,固体废弃物收费难于实现,治理资金难以筹集;六是固体废弃物处理没有一个系统的、长远的统筹安排和规划;七是政绩评定机制不完善,未能将农村环境保护纳入考评机制中;八是国家环保监测网点,对乡镇及乡以下企业的监测,能力也是有限的,一些怵目惊心的案例与数字,还未见诸报告;九是一些农村固体废弃物处理与处置工程,如秸秆气化工程,缺少技术支持。

四、解决西部城镇固体废弃物问题的方法探讨

1、通过跨区域合作治理提升西部小城镇固体废弃物处理绩效

西部小城镇处于经济欠发达地区,经济承受能力弱、资金眨乏,筹集相当困难,县城及以下的城镇基本没有相应的融资渠道来进行固体废弃物处理设施的建设。固体废弃物处理在自然条件、经济条件、技术条件等各方面与大中城市以及东部地区的差异较大,仅靠单个小城镇的力盆来建设固体废弃物处理设施,不仅达不到经济规模,而且管理、技术力也达不到要求。从西部地区小城镇的经济社会发展现状来看,通过地方政府间跨区域合作,合理规划固体废弃物处理设施的区域布局。才能提高其利用效率。首先,共同的公共政策议题是地方政府推行跨区域合作治理的基础.由于信息科技和交通基础设施的飞速发展,地方政府所面临的外部环魂变迁非常迅速,有的公共政策议题,仅靠地方政府自身的力量无法应对,例如区域内的污染迁移问题,客观上要求相关地方政府共同面对区域内的污染处理问题。其次,建立伙伴关系是地方政府推行跨区域合作治理的重点。通过地方政府之间的协商和谈判,超越行政区域的限制,以共同的姿态增强对环境变迁的调整能力.最后,降低交易成本是地方政府跨区域合作治理的关键。地方政府跨区城合作治理的目的是资源互补,交易成本是地方政府跨区城合作治理中的关键因素,如果合作中的任何一方认为交易成本高于建立合作治理的效益,跨区域合作治理就无法实现,降低交易成本的关键就是要在区域的范围内对合作治理的议题给予科学的规划,各级地方政府之间建立对话和协调机制,共享利益和分担责任

2、建立科学的固废处理管理管理方法

坚持把农村固体废弃物治理的具体工作纳入新农村建设整体规划中去,有计划、有重点、分期分批地搞好农村生活垃圾治理,以及对相关设施设备的投入。根据“村收集、镇运输、区处理”的管理模式,可以实行村落联合处理处置,集中资金,形成规模,产生经济效益。必要时,可以与邻近的乡镇联合起来建立联合收集运输系统,形成规模化处理,使农村垃圾处理工作逐渐走上了规范化轨道。但区别于城市垃圾,农村垃圾成分更趋复杂、分布面更广、收集更为困难,并存在就地处理便捷、人力资源丰富、转化利用率高等特点,农村垃圾这一特征决定了必须探索一条与农村实际情况相吻合,与经济承载实力相适应,与城乡统筹发展相一致的科学处理模式,并根据各地实情有针对性地选择应用。

3、多渠道筹集资金

因建立农村固体废弃物处理与处置系统需要大量的资金,考虑到目前的农村固体废弃物处理现状及危害,国家应该加大农村固体废弃物处理与处置的力度,提供更多的资金支持,保障新农村建设,且还应鼓励社会资金向农村公共卫生服务设施倾斜。农村干部需争取各级政府的资金支持,即省、市、区、镇各级拨款,再向辖区内单位或个人收取一定的农村固体废弃物处理费,积极倡导个人捐助一点,实行专款专用于固体废弃物清扫、收集、清运及终端无害化处理等工作经费,切实解决处理资金不足的问题,尽快建立长期稳定的投入机制

4、注重固体废弃物无害化处理

农村生产过程中产生的牲畜粪便以及菜帮、菜叶等都在沼气池中得到无害化处理,而那些有害废弃物如电池、残留农药瓶等则单独集中处理,集中后待运至垃圾场,经过分类压缩的垃圾集中无害化处理是农村垃圾处置的后道程序。一般说来,目前比较有效的无害化处理方法是焚烧发电,它是目前世界各国广泛采用的垃圾处理技术,主要通过垃圾焚烧来发电焚

烧后的废渣用来制砖,产生的余热用来发电,形成一个完整的循环经济链。但由于其处理成本的限制,大多农村的固体废弃物都是作卫生填埋处理。当然,要

彻底地清除那些有毒有害固体废弃物,还需要优化农村固体废弃物收集及运输系统,保证垃圾桶、垃圾中转站及相关垃圾运输车辆的数量

参考文献

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园林废弃物情况

通过分析可知,近年来克拉玛依区绿地总面积在不断增加,栽植的植物种类越加丰富且数量大,这就意味着园林绿色废弃物量也会逐年增加。从绿地结构来看,近年来克拉玛依区单位附属绿地所占比例大幅下降,防护绿地则大幅增加,道路绿地略有增加,而公共绿地则基本保持不变。这一方面意味着园林废弃物的组成结构、数量会有大的变化,因为不同的绿地所配置的树种、草种等存在差异,而不同的植物所产生的凋落物量会有很大差异;另一方面,因为绿地组成结构变化,使得绿地养护、管理方式发生变化,而这会间接导致园林绿色废弃物量的变化。

绿色废弃物利用的需求

克拉玛依区土壤含盐量高、肥力差,虽然局部树木种植带实施了换土,换土深度约50cm,但这些土一般取自荒地和农田,用量巨大,对农田生态系统造成了极大破坏[3]。多年的试验证明,城市园林绿色有机废弃物能有效地改善城市绿地的土壤质量,对城市绿地的景观效果有较大的提升,如杭州下沙绿地,连续施用绿色废弃物堆肥产品3年后土壤pH有明显的下降,土壤的有机质含量、全氮、全磷的含量均有明显的增加,这些养分的含量增加了近50%[4]。因此,基于克拉玛依区城市园林可持续发展的需要,利用城市园林绿色废弃物来实现克拉玛依区土壤的改良未尝不是一种很好的选择。克拉玛依市是国家级园林城市,除了园林树种多达90多种外[3],每年城市景观美化也需要种植大量的观赏性花草,但是土壤贫瘠,这对花草的成活非常不利。另外,目前花卉、苗木的集约化生产程度越来越高,使用基质的量也越来越大,所用的基质主要是泥炭,而泥炭作为一种不可再生自然资源,有很强的稀缺性,而且可供商业化开发利用的部分则更为稀缺[5-6]。目前,已有研究表明以有机废弃物作为农业再生资源,再利用太阳辐射能进行高热灭菌,生产具有环保型特点的栽培基质,用于非食用性植物生长需要,完全可取代泥炭。这种天然泥炭替代物有广泛的发展前景,对清除垃圾及减少有害物质保护环境有重要作用[7]。因此,将园林废弃物堆肥化处理也可以成为取代泥炭的良好的绿化基质,为自然资源的保护做出贡献。

园林绿色废弃物处理现状

因克拉玛依区园林绿地类型多样,不同绿地管护方式不同,负责园林绿化管理的单位也不同,使得对绿色废弃物的处理方式也不尽相同。草坪草屑、树枝等通常直接作为垃圾而进入垃圾填埋厂,并未进行资源化处理。相对而言,公共绿地、道路绿地、生产绿地的管护相对比较专业,废弃物产出量也比较大,这便于收集用于堆肥化处理。但是,不利之处是收集绿色废弃物需要人力和物力,园林管护单位未必愿意收集,而且至今尚没有单位专门进行废弃物收集,因此目前克拉玛依市园林绿色废弃物的资源化利用的程度还比较低,大量的绿色废弃物还是没有得到很好的处理和利用。但是,随着克拉玛依区城市园林的发展,园林绿色废弃物数量和种类也会相应增加,如果任由它们像生活垃圾一样被环卫部门收集运往垃圾场填埋或焚烧,这不仅极大地增加了城市垃圾的处理压力和成本,而且还可能会污染地下水、土壤和大气而极大地危害环境。总之,由于园林绿色废弃物种类繁多,区域分布广,绿色废弃物收集困难等诸多因素的限制使得目前克拉玛依区园林绿色废弃物资源化利用工作的开展比较困难。

克拉玛依市园林绿色废弃物利用设想及建议

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我国农业经济的发展离不开区域生态循环型农业经济体系的推动作用,通过对农业资源及农业产业单元的合理分配,使生产变得更加清洁化、节约化、循环化,并最终实现保护环境、农业增收且可持续发展的目标[1]。区域生态循环型农业经济体系结构模式,由此可以看出生产循环型农业经济体系的构成内容共有5个,分别是负责原料传输、负责产品传输、负责废弃物传输、负责再生产产品的传输及负责现代服务传输的5条现代循环服务链[2]。循环型农业经济体系涉及到很多生产要素,如劳力、设施等。系统在经济效益、社会效益、生态效益等方面实现价值,首先要做的就是通过循环型农业经济体系来合理地配置要素资源,有机地将农、林、牧、渔等结合起来。生态循环型现代农业产业体系具有针对性和多样性,当地政府部门从当地的具体情况出发,构建不同的生产循环农业经济体系,让区域内资源的配置更加合理,废弃物都可以得到妥善回收利用,污染物排放尽可能减少,从而为区域经济的发展带来推动作用,并且使生态环境实现可持续发展。

2循环型农业经济的特点

2.1高效利用资源

能量、水源等资源都是农业活动的基础所在,想要开展农业生产活动就离不开能量这个动力。而对于农业生态系统的建设来说,循环型农业经济体系中高效地利用能量就是一个根本保障,一方面要通过尖端技术来将能源效能发挥出来,另一方面要开发自然界的能力。

2.2农业排放零污染

循环经济有一个基本要求,就是将产生的农业废物通过回收利用变为可利用资源,让物质和能量在系统内进行循环,不产生环境污染。

2.3农业经济的现代化

循环型农业经济不仅要保护好生态环境,也要让农民真正实现增产增收,这样农民才会有更大的积极性来落实循环经济中的各项制度。

3构建区域循环型农业经济体系的具体措施

3.1完善农业服务配套体系

首先,区域政府部门要利用各种媒介来开展宣传教育活动,使公众在资源节约及生态环保方面有足够的认知。其次培养高素质、能力强的人才来研发各种实用技术,如能源化、饲料化等废弃物资源化技术,施用沼液肥料的时间匹配技术等耦合技术,以及高效利用水肥药等减排减量化技术。再次,加强农业技术设施和农业农村环境综合治理方面的建设力度,各种水利工程、乡村道路等都要尽快建设完成。最后,通过农业设备和建设工程,提高区域循环型生产的机械化程度和工程化程度,建设的重点在4个方面:一是减量化设备,如用来喷洒农药的机械,;二是利用废弃物进行有机肥生产或是发酵沼气等的设备;三是收获废弃物的技术设备,如采收水生植物、收集秸秆的设备等;四是循环工程,如输送沼液到农田中的管道工程等。

3.2强调绿色生产,利用好废弃资源

想要保证构建起的区域循环型农业经济体系的健全程度,就必须要依靠循环型农业经济体系的清洁排放等来实现,保证绿色生产,有效利用废弃物[4]。在绿色种植方面,一是立体农业技术和多样化种植技术的推广,各种农作物混合、间列地进行种植;二是大力监督农业投入品市场,完善和优化农作物的用肥结构,尽量使用有机化肥来代替无机化肥,尽量使用毒性低、效用好且不易残留的农药;三是防治好农作物的病虫害,提供一个良好的生存环境来开展区域生态建设。从绿色养殖方面来说,首先要保证畜禽饲养环境的清洁与良好,尽量饲喂绿色环保的饲料;其次是通过有效的技术将牲畜养殖和农作物种植结合起来,提高养殖效率,提升养殖质量。从绿色加工方面来说,从加工农副产品到后期包装、运输和贮存等各方面都应有更为严格的技术标准,避免掺用有害的化学剂,为农副产品的安全和质量做好保证。从合理利用废弃物来看,如何净化处理农村生活污水沼气、加工制造有机肥以及回收和处理农业废旧设施和废弃物等服务都是区域政府和相关部门需要做好的。

3.3通过节约生产和集约化经营来保证低投入和高产出

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关键词:绿化废弃物;厌氧消化;性能

1、绿化废弃物的来源

绿化废弃物是指在城市绿化美化建设和林业生产中,所产生的树枝、落叶、草屑以及其它有机废弃物。近年来,随着我国城市化建设和绿化工作的发展,绿化废弃物的数量越来越多,但是大部分的绿化废弃物都没有实现资源化利用,目前主要采用就地堆放、焚烧填埋等方式处理,不仅占地、污染环境,而且浪费了资源[1]。

2、绿化废弃物的特点

绿化废弃物最主要的组成成分是有机物,是重要的生物质资源,其主要特点有[2,3]:(1)碳元素含量高,在好氧堆肥过程中,可以作为重要的碳源提供者;(2)含有微生物生长所需的氮、磷等营养元素;(3)收集、运输费用高。绿化废弃物的分散范围广,而且体积大、质地松软,这样将其运往处理地的费用就较高;(4)原料机械粉碎效率低。粉碎机很难把不同种类的绿化废弃物都粉碎到同一程度[1]。

3、绿化废弃物的处理处置方法

(1)堆肥

堆肥是绿化废弃物处理处置最常用的方法,以绿化产生的草坪草屑、树叶和树枝等废弃物为原料,在一定条件下进行好氧发酵,利用微生物降解有机物的作用使绿化废弃物中有机物氧化、分解转化成腐熟的堆肥产品,这些堆肥产品可以加工成饲料喂养动物,也可以应用于城市绿化中,减少了对环境的污染,也节约了资源[4]。但是绿化废弃物中含有较难降解的纤维素、半纤维素和木质素等,堆肥时间较长,耗时、占地。

(2)作为有机覆盖物

园林覆盖物的主要作用就是保持水源、调节温度和防止侵害,另外还能起到装饰美观的作用,其包括无机覆盖物和有机覆盖物。无机覆盖物有石子、沙砾、卵石、碎石等,维护费用低,且不容易腐烂,但是会影响土壤的通透性和树木的生长;有机覆盖物是由废弃的树皮、树枝、落叶等各种绿化废弃物经过粉碎、加工处理后覆盖在绿地表面、树木下,一般覆盖厚度在10cm 以下即可[5]。有机覆盖物可以加工染色,增加园林美感,还减轻了对绿化废弃物处理的压力,对土壤水分的保持、温度的调节、肥力的增强都有一定的作用[6]。

(3)其它方法

绿化废弃物还可以发酵制沼气用于发电和锅炉,制作成花坛和院子的栅栏,扦插育苗,制作成小工艺品等[7]。

4、污泥单独厌氧消化存在的问题

污泥厌氧消化工艺复杂,投资和运行费用高,系统容易受外界环境变化而改变,且污泥单独厌氧消化由于缺乏足够的底物,污泥活性较低,可生物降解能力较低,存在挥发性固体去除率和产气效率较低等问题,导致厌氧消化效果不佳。

5、国内外对绿化废弃物与污泥联合厌氧消化的研究

联合厌氧消化是指两种或两种以上的有机固体原料一起作为厌氧消化基质相互促进、互补的生物降解过程[8]。联合厌氧消化带来的底物之间的协同作用能使微生物群落有更理想的生长和代谢环境(合适的C/N、理想的营养和水分含量),能够稀释有毒有害物质、提高有机物去除率,而且在大多数情况下,联合厌氧消化的甲烷产量高于各种底物单独厌氧消化的总和[9,10]。

国内外学者已经对有机固体废物与污泥联合厌氧消化有较多研究,并且取得了一些成果。

王凯丽等[11]对脱水污泥和加拿大一枝黄花联合厌氧消化结果表明投加黄花进行共发酵明显改善了厌氧消化性能,随着黄花VS比例逐渐增加到50%,沼气中甲烷和H2S含量稍微有所下降。杨玉婷等[12]研究了不同接种量和秸秆加入量对污泥厌氧消化产气规律的影响,发现接种体积比为20%沼液的处理污泥加入20g秸秆(碳氮比为7.53)后其产气总量和CH4含量都较高。Weiland[13]研究表明当停留时间低于30d时,投加的有机物质比例太高反而会影响基质的降解效率。陈中玉研究了玉米秸秆预处理与剩余污泥混合厌氧消化,表明水预处理后的玉米秸秆与剩余污泥(干物质)以1:1.2的混合比例(质量比)效果最佳[8]。

参考文献

[1] 陈敏.园林绿化废弃物处理的现状与对策[J].农业与技术,2015,35(18):165,235.

[2] 金丰尧.食物残渣与园林绿化废弃物混合堆肥技术研究[D].沈阳建筑大学,2012.

[3] 刘毓,韩冰,吕战国. 园林绿化废弃物生态处理技术探讨[J]. 园林科技,2012(03).

[4] 刘宏钊,陈德敏.论城市园林绿化废弃物循环利用的法律规制[J].中国园林,2015,31(10):104-108.

[5] 徐丽.浅谈园林绿化废弃物的处置利用[J].安徽农学通报,2012,18(12):158.

[6] 于红梅,丁福波.园林绿化废弃物的处置利用[J].现代园艺,2015(8):160.

[7] 陈明赞.园林绿化废弃物的资源化再利用[J].绿色科技,2011,2011(3):31-32.

[8] 陈中玉.玉米秸秆预处理及与剩余污泥混合厌氧消化[D].天津:天津大学,2010.

[9] Fountoulakis MS, Manios T. Enhanced methane and hydrogen production from municipal solid waste and agro-industrial by-products co-digested with crude glycerol. Bioresource Technol, 2009, 100:3043-7.

[10] Li M, Zhao YC, Guo Q, et al. Bio-hydrogen production from food waste and sewage sludge in the presence of aged refuse excavated from refuse landfill. Renew Energ, 2008, 33:2573-9.

[11] 王凯丽,董滨,戴晓虎.不同VS比例的黄花和污泥联合厌氧消化的研究[J].环境科学与技术,2014,37(5):126-131.

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【关键词】固体废弃物,处理,岩土工程,环境问题

1.1固体废弃物的主要成分

固体废弃物种类繁多,成分复杂,按其来源,可分为工业、矿业、建筑、园艺、医疗、农业及生活废弃物;按其危害性,可分为有害废弃物、无害废弃物;按其可燃性,可分为可燃、不可燃等。

固体废弃物填埋处置一般以城镇居民生活垃圾(生活废弃物)为主,其主要成分为:废弃食物、园艺废弃物、纸品、塑料、合成树脂、橡胶、皮革、纺织品、木材、金属品、玻璃、陶瓷品、灰渣和土石等。生活垃圾尽管组成成分千变万化,但也有一些共同特点,即:密实度小、多孔隙、含水量大、不饱和。

1.2固体废弃物的处理方法

城镇废弃物排放量大,点多面广,占地多,危害大。因此,对固体废弃物的处置需要建立一套控制性管理系统,包括从产生、收集、贮存、运输、处理到最终处置的全部过程和所有方面。处置方式多种,一般有回收再利用、焚烧、堆肥和填埋等。处理过程分为预处理、处理和最终处置。预处理如轧碎、分选、小量化、无害化等。

目前,城市垃圾处置的最主要方式是填埋,同时辅之以焚烧和循环再利用等其它手段。据资料统计,填埋法处理的垃圾在美国约占市区垃圾产量的95%,在英国约占86%,在欧洲其他国家约占60%~70%,在日本约占50%。由此可见,填埋法是发达国家处理固体废弃物及再生资源化后的终极废弃物的最普遍采用的方式。现在美国约有2/3的岩土工程公司转向搞环境岩土工程,这已成为当前环保和岩土工程的重要领域;而且填埋技术有了很大发展,固体废弃物填埋已“进入现代填埋法”阶段。在我国垃圾处理先后经历了自然堆放、集中堆放、初始填埋和规范堆埋几种方式,而且经济发展的不平衡使得上述四种仍然同时存在。发达的大、中型城市如杭州、上海、北京、广州、深圳、苏州、福州和南京等地都已建成或正在建造具备一定规模和技术水平的填埋场,欠发达的中、小城市仍然以集中堆放和初始堆埋为主,甚至有些地方还处于自然堆放状态。自然堆放和集中堆放,一般无覆土,没有无害化处理和卫生措施,属于无控型处理,因此垃圾污水(浸出液)和产出气体(沼气)自由排放,蝇虫孽生,二次污染严重。初始填埋法采取了一定的工程措施,如底部填土、堆积废物顶部覆土等简单工程性措施,这是填埋法的雏形。这些措施基本上,没有统一的标准。规范堆埋则要求采用较高的技术措施,遵守一定的填埋工程规范。

2.1卫生填埋场的构造和类型。正规的城市卫生填埋场,主要由组合衬垫系统、渗滤液收集和排放系统、气体收集系统和最终覆盖系统组成。

1)面上堆填。填埋过程只有很小的开挖或不开挖,通常适用于比较平坦且地下水埋藏较浅的地区。

2)地上和地下堆填。填埋场由同时开挖的大单元双向布置组成,一旦两个相近单元填起来了,它们之间的面积也可被填起来。通常用于比较平坦但地下水埋藏较深的地区。

3)谷地堆填堆填的地区位于天然坡度之间,它可能包括少许地下开挖。

4)挖沟堆填。与地上和地下堆填相类似,但其填埋单元是狭窄和平行的,通常仅用于比较小的废物沟。

5)坡地堆填。利用坡地和挡土墙拦蓄固体废弃物,通常适用于山坡地区。

3固体废弃物填埋的环境岩土工程研究内容

填埋法是属于一种工程性处置,处置的环境(土地)主要与岩土工程有关,处置的手段(压实、防渗)、材料(覆盖土料、土工合成织物)也主要与岩土工程有关,因此填埋处置法的技术基础是岩土工程,即以岩土工程的手段解决固体废弃物的水土污染问题。无论如何,填埋场中的垃圾及其渗出液对周围的岩土会产生很大的影响,改变岩土的力学性质,使得传统的土力学在处理这类特殊的岩土工程问题遇到很大困难。因此,借助环境科学与工程以及化学和生物等其它学科的原理、技术和方法,分析填埋场中的垃圾与周围的岩土相互作用的关系,是垃圾堆埋处理中的一个重要课题,也是环境岩土工程的重要研究内容和方向。填埋处置涉及的环境岩土工程技术包括填埋场的选址、填埋堆体的3种构筑材料、防渗层结构和功能。具体内容为:

1)对固体废物的来源、组成成分及性质进行分析分类,以便对废弃物按填埋技术要求采取分选、小量化及固化等预处理措施。

2)对选址的地形地貌、工程地质及水文地质、气候、土壤、交通等要求进行综合的评估。

3)通过资料分析和试验研究,对固体废物、场地土及土料的密度、孔隙比、含水量、抗剪强度及压缩系数等物理力学参数进行合理的分析和选取。室内试验、现场试验和反分析等是确定填埋材料物理力学性质的重要研究手段。