农业固废污染物分析与资源化利用的研究

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工作研究
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《现代农业科技》2008 年第 14 期
农业固废污染物分析与资源化利用的研究
尹连庆 刘 静
(华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定 071003)
摘要 分析了当前农业固废污染物的种类及其污染现状,在此基础上对其处理方法及资源化利用的途径进行讨论,以“减量化、资源 化、无害化”为主要原则,对处理与利用此类污染物作出合理建议。
水分;经常施用粪肥也能提高土壤抗风化和水侵蚀的能力,
(1)加大宣传力度,提高公众的环保意识,使农业固废
改变土壤的空气和耕作条件,增加土壤有机质和作物有益 资源化利用的观念进一步深入人心,最终促使每个人都能
微生物的生长。其弊在于:使用排泄物过度会危害农作物、 自觉地减少及合法地处理处置农业固体废弃物。
需的氮、磷、钾等土壤养分和有机质,将其堆肥后施于农田 是一种被广泛使用的利用方式。这种方式不仅可以杀死排
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海科技农业,2006(5):101- 102.
泄物中大部分的病原微生物,而且有利于改良土壤结构,提 高土壤肥力和农作物产量。
目前,我国农业固体废物有很多种,主要包括农田中残 留的不可降解塑料农膜、农作物秸秆、畜禽粪便等。本文在 分析主要农业固体废弃污染物种类的基础上,将对其形成 原因进行分析,并对其总量控制、合理化治理以及资源化利 用作进一步研究。 1 塑料地膜 1.1 塑料地膜的污染分析
农用塑料薄膜是温室及大棚保护地的主要覆盖材料, 主要是棚膜和地膜,另外还包括遮阳网、防虫网、饲草用膜 以及农用无纺布等。塑料地膜栽培技术是广泛应用的农业 技术之一。近年来,随着农用塑料薄膜的大规模使用,农膜 的废弃与处置已经引起一系列环境问题,由此所带来的环 境污染日趋严重。
(上接第 289 页)
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养殖污水排入江河湖泊中,导致水体严重富营养化以及水生 养;规模秸秆堆肥,大力发展沼气技术;集中处理地膜,加快
生物逐渐死亡,对水体的生态功能的实现和维持造成极大威胁。 新型可降解地膜的开发等等,达到农业与环境双赢的目的。
(4)畜禽粪便对大气的污染。畜禽场大量的粪便和垫 5 参考文献
料分解产生的含有氨、硫化物、甲烷等有害物质的恶臭气 体,对大气环境造成污染,对周边环境的适居性构成很大影 响,甚至影响到周边局域小气候环流。
1997(1):23- 25.
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(2)能源化。能源化手段主要有 2 种。一种是进行厌氧
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焚烧秸秆污染的形成包含 2 个过程:农作物秸秆成为 废弃物及农民对被废弃的秸秆采取焚烧处理。农作物秸秆 成为废弃物的根本原因是农业现代化过程中传统农业生产 要素被工业部门所生产的农用生产要素替代,农作物秸秆 的原有用途消失,或者现有的用途在经济上变得不合算,而 人们又找不到更有效地利用秸秆的方法。因此,我国的焚烧 秸秆现象就伴随着工业对农业的改造过程而出现。 2.2 秸秆的资源化利用
物年排放量的 3.4 倍。
“减量化、资源化、无害化”是固体废物污染防治的总原
(2)畜禽粪便对土壤的污染。畜禽排泄物对土壤既有 则,同时也是农业固废处理与利用的总原则。因此,做好农
利也有弊,在一定条件下两者可相互转化。其利在于:能够 业固废的减量化、资源化与无害化,是今后对农业固废污染
施用于农田作为肥料培肥土壤;粪浆也为土壤提供必要的 控制与处理利用的主要目标。鉴于此,特提出建议如下:
(3)利用秸秆与畜禽粪便好氧堆肥或秸秆堆肥技术制 造有机复合肥,可拟建大型有机肥料厂,市场前景相当广阔。
(4)在目前气化技术相当成熟的条件下,进行高效低耗 秸秆气化技术的研究与开发,建设大中型秸秆发电厂,其经 济效益是不容置疑的。 2.3 秸秆资源化利用的科研需求
(1)加快农业机械器具的研发,进一步完善秸秆直接还 田技术;加大秸秆还田技术及其对土壤理化和生物学性质 的影响与调控方法的研究力度。
我国废旧农膜的回收利用主要有以下几种途径:再生 造粒、油化回收、高温热解、焚烧处理等。其中值得推广的是 再生造粒技术,它将废旧农膜重新加热塑化、切粒而加以利 用,基本原理是废旧农膜经破碎送入熔融装置,农膜在其熔 化温度内被熔化,经挤压切粒,获得 2 次母粒。该技术是农 膜再利用中最经济和最方便的方法,造成 2 次污染量最小, 产品需求量大,是适合中国国情的最主要农膜回收技术。
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土壤、表面水和地下水水质;某些排泄物(通常是新鲜的禽
(2)进一步健全法制、改革体制、创新机制,为农业固废
粪)含有高浓度的氮能对作物生长起到扼杀作用;大量使 处理的法制化、产业化创造条件。通过制定相关的法律法规,
用排泄物也能引起土壤中溶解盐的积累,使土壤盐分增高, 规范公众行为,并为健全农村环境管理体系提供法律依据。
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(5)畜 禽 粪 尿 的 生 物 病 源 污 染 。已 患 病 或 隐 性 患 病 的 畜禽会随粪便排出多种病菌和寄生虫卵,若处理不当,就会
此外,应加大可降解地膜的推广使用,为白色污染的彻 底解决寻找一条切实可行的途径。
收稿日期 2008- 05- 26
2 农作物秸秆 2.1 农作物秸秆的污染分析
秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的统称。目前,绝大部 分农作物秸秆因得不到有效利用而就地焚烧于农田,特别 在收割季节集中焚烧秸秆的现象日益严重,既浪费了大量 资源,又造成严重的大气环境污染,危害人们的身体健康, 给社会生活和经济发展造成了极其严重的影响。
排泄物种类 猪粪 牛粪 羊粪 鸡粪
表2
水分 81.5 83.3 65.5 50.5
畜禽排泄物的化学成分
(%)
有机质 15.0
氮(N) 磷(P2O 5) 钾(K2O )
0.6
0.40
0.44
14.5
0.32
0.25
0.16
31.4
0.65
0.47
0.23
25.5
1.63
1.54
0.85
(3)饲料化。粪便资源的饲料化,是畜禽粪便综合利用 的重要途径。畜禽排泄物中含有大量未消化的蛋白质、VB、 矿物质、粗脂肪和一定数量的糖类物质,满足高速发展的畜 牧业饲料需求。 4 小结与建议
目前,农田使用的地膜大部分是以聚乙烯或聚氯乙烯 为原料的塑料薄膜,在自然降解环境中极难分解。不可降解 地膜的危害是显而易见的,白色地膜不仅造成视觉污染,而 且影响土壤物理性状,对农作物的扎根、生长极为不利。如 果将其填埋,进入土壤之后,长期不腐烂,不仅占用大量土 地资源,而且影响土壤的通透性和渗水性,破坏土质,严重 影响植物的生长,引起土壤退化。 1.2 塑料地膜的控制及资源化利用
(2)加强与高校、科研单位合作联合攻关研究新技术, 拓展秸秆资源化的途径,提高其利用价值。如以沼气为纽带 的多种经营道路,准备把沼液大范围地推向市场。 3 畜禽粪便 3.1 畜禽粪便的污染分析
(1)畜禽排泄物的排放量。具体见表 1、表 2。据报道,全 国畜禽排泄物年排放量已达 18.84 亿吨,相当于工业废弃
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《现代农业科技》2008 年第 14 期
工作研究
畜禽种类 排粪量
表1
奶牛 55~65
各种畜禽排泄物的排放量
(kg/ 只·d)
哺乳母猪 育肥猪 羊 产蛋鸡 肉鸡
7~11
3.5 2.66 0.15 0.1
发 酵 ,生 产 沼 气 ,为 生 产 、生 活 提 供 能 源 。这 样 既 减 少 了 污 染 ,又 提 高 了 污 染 物 治 理 的 经 济 效 益 。另 一 种 是 将 畜 禽 粪 便直接投入专用炉中焚烧,供应生产用热。
(1)秸秆养畜。我国粮食生产秸秆,大量的薯、芋藤、蔓 和可利用草木农作物秸秆,远远大于牧区的牧草产量,这是 巨大的饲料源。如果其中一半用于养畜,则肉食品的产量将 增加 5 倍。因此,秸秆养畜是我国秸秆资源化中的发展趋势。
(2)秸秆生产全降解快餐盒。利用稻麦草浆做的快餐盒 各项指标良好,价格低廉,而且生产过程中无毒、无污染,原 料来源广泛。
(1)肥 料 化 。畜 禽 排 泄 物 中 含 有 大 量 农 作 物 生 长 所 必
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关键词 农业固废污染物;资源化利用;塑料地膜;秸秆;畜禽粪便 中图分类号 X71 文献标识码 A 文章编号 1007- 5739(2008)14- 0290- 02
农业污染主要是指农业生产、活动中所产生的污染物, 通过地表径流、农田排水和地下渗漏进入水体,或吸附于土 壤等而引起的水体、土壤、大气的污染过程。目前,我国农业 污染问题日益突出,农业污染量占到全国总污染量(指工业 污染、生活污染及农业污染的总和)的 1/ 3~1/ 2,不仅成为水 体、土壤、大气污染的重要来源,而且对农产品安全、人体健 康,乃至农村和农业可持续发展构成严重威胁。
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成为疫病传染源,造成疫病传播。此外,畜禽排泄物中含有大 量源自动物肠道中的病原微生物和寄生虫卵,在进入水体后 会导致水体中病原种类增多,菌种和菌量加大,且出现病原
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菌和寄生虫的大量繁殖和污染,导致介水传染病的传播和流行。 3.2 畜禽粪便的处理与资源化利用
影响植物生长。土壤中的氮蓄积量过高还会对地下水造成
(3)在农业固体废弃物控制中,科技成分占有相当大的
污染,危及人类健康。
比重。因此,应加强农业固废的处置与利用技术的研究及引
(3)畜禽粪便对水体的污染。畜禽养殖场未经处理的污 进。对农业生产产生的废弃物应当因地制宜地进行资源化
水中含有大量的有机污染物,其污染负荷很高。高浓度畜禽 处理,比如利用技术规划畜禽养殖园区,对畜禽进行集中饲
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