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农村废弃物排放及资源化现状分析

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[摘要]随着我国农村经济和农业科学技术的发展,农民的生活水平不断提高,与此同时,农村排放的废弃物数量和种类也在迅速增加。目前,我国农村废弃物主要包括农作物秸秆、人畜粪便以及生活垃圾等。这些废弃物多数直接丢弃或排放到周边环境中,处理量较少,既造成了可利用资源的浪费,又对环境造成了污染。2000年我国农作物秸秆年产量约为6亿t,露天焚烧约占总量的23%,秸秆露天焚烧排放的PM(颗粒物)达110.71万t,占全国PM排放总量的11.5%。2002年我国畜禽粪便产生量达27.5亿t,流失至水体的总氮、总磷、BOD和COD分别约为87.0万、34.5万、600.0万和647.0万t。我国农村生活垃圾年产生量约1.8亿t,人均垃圾日产生量为0.43~2.00kg。因此,农村废弃物问题直接影响了农村生态环境以及农业的增产增收和可持续发展。因此,必须在了解各类废弃物产生量的基础上,通过适当的技术方法和管理手段,使农村废弃物从“污染源”成为“资源”,减少其排放量,同时降低化石能源和化学肥料需求量,实现农村地区的可

随着我国农村经济和农业科学技术的发展,农民的生活水平不断提高,与此同时,农村排放的废弃物数量和种类也在迅速增加。目前,我国农村废弃物主要包括农作物秸秆、人畜粪便以及生活垃圾等。这些废弃物多数直接丢弃或排放到周边环境中,处理量较少,既造成了可利用资源的浪费,又对环境造成了污染。2000年我国农作物秸秆年产量约为6亿t,露天焚烧约占总量的23%,秸秆露天焚烧排放的PM(颗粒物)达110.71万t,占全国PM排放总量的11.5%。2002年我国畜禽粪便产生量达27.5亿t,流失至水体的总氮、总磷、BOD和COD分别约为87.0万、34.5万、600.0万和647.0万t。我国农村生活垃圾年产生量约1.8亿t,人均垃圾日产生量为0.43~2.00kg。因此,农村废弃物问题直接影响了农村生态环境以及农业的增产增收和可持续发展。因此,必须在了解各类废弃物产生量的基础上,通过适当的技术方法和管理手段,使农村废弃物从“污染源”成为“资源”,减少其排放量,同时降低化石能源和化学肥料需求量,实现农村地区的可持续发展。为此,笔者以我国中部地区农村的代表—董家湾村为例进行实地调研,从农作物秸秆、人畜粪便和生活垃圾3个方式估算该村废弃物的产生量,并对其资源化潜力和方式进行了初步研究。 
1研究地区概况与调查方法 
董家湾村位于湖北省西南部宜昌市境内,地处长江上游与中游的分界点,30.4°N,111.8°E,平均海拔37.5m,年降雨量为1032.7mm,且多集中于汛期,是非常典型的江汉平原农村村落。全村耕地面积为360.73hm2,常住人口2643人,其中农业人口1720人,农民人均年纯收入5300元。全村建有沼气池120个,户拥有沼气池比例约20%。村内私营养殖户不多,养殖数量在50头以上的仅4户。村内建有省级大型棉花加工企业1家,棉花年加工量达40000t。 
2009年7月笔者对董家湾村的废弃物排放量及资源化利用现状进行实地调研,调查内容包括:到当地农业副业主管单位调取相关资料、与主管农业的市镇领导和村基层干部的深度访谈、对董家湾村10%的住户入户调查。除获取相关的数据资料外,还获得77份农户调查问卷。 
对董家湾村的生活垃圾采用普查和典型户定点监测相结合的方法进行调查。普查:采取随机抽样方式调查董家湾村5%村民家庭的垃圾日产生量;典型户定点监测:选择部分住户(20户)进行为期10d的每日定点定时的生活垃圾称重及分类。 
2董家湾村废弃物排放及利用现状 
2.1农作物秸秆 
棉花、小麦、油料、玉米、豆类、稻谷和甘蔗等为董家湾村主要农作物,其中棉花和小麦分别为春、秋季的主要作物。2008年该村各种农作物秸秆产生总量约为2615t,各种作物所占比率如图1所示。通过调查问卷分析以及与村民的访谈可知,该村村民对农作物秸秆利用的意识较低,其利用方式仅限于炉灶燃烧利用方式,大部分秸秆露天堆放以及进行田间焚烧。由于该村生活用能以电能、液化气、太阳能和沼气为主,因此多数村民认为,将秸秆从地里运出来不仅没有必要,而且浪费人力和时间。此外,村民们尚缺乏秸秆饲料过腹还田、秸秆育菇、秸秆气化技术等综合利用方式方面的知识,在秸秆资源化方面更是空白。 
2.2人畜粪便 
实地调查发现,董家湾村饲养的畜禽以牛、猪、羊、家禽为主,每年排出的畜禽粪量较大,干重约2373t(图2)。按人均粪便量0.4kg/d计,董家湾村每年的粪便量约2759t。建有沼气池的家庭(约20%)一般将人畜粪便作为沼气发酵原料,而多数家庭建有储粪池,用于不定期肥田。该村有4户稍具规模的养猪场,建有沼气池,但畜禽养殖较少的家庭,由于缺乏沼气池进料而常到养猪场购买。养猪场用高压水枪冲洗猪圈,猪粪污水直接排入池塘污染水体,雨季猪粪水则肆意横流,严重影响人居环境。2.3生活垃圾 
调查结果显示,董家湾村中经济条件较好的家庭,垃圾产生量较大,以纸类、玻璃和塑料为主;经济条件较差的家庭,垃圾产生量较小,且多为厨余垃圾。董家湾村生活垃圾人均日产量约为0.67kg/d,年产生量约646t。生活垃圾中有机废物占60%以上,以厨余垃圾为主,包括剩饭剩菜、烂菜叶、瓜果皮等。畜禽养殖较多的家庭,其厨余垃圾利用率接近100%,其他家庭未被利用的厨余垃圾则多堆放于房前屋后或水渠两侧。生活垃圾中灰土垃圾约占30%,弃置于水渠两侧或低洼处。对于可回收垃圾(纸、橡胶、塑料、金属等),村民们都有较强的经济意识,将其分类收集后变卖至废品收购站。 
3资源化潜力及资源化方式 
3.1资源化潜力 
农村废弃物作为一种特殊形态的农业资源,既为农村能源的重要组成部分,亦为优质肥料,同时在饲料化和材料化方面应用广泛。董家湾村各类废弃物均为低水平低效利用,笔者通过对其资源化潜力分析,结果发现,董家湾村的农村废弃物具有巨大的开发潜力(表1)。3.1.1能源化。农村各类废弃物通过发酵生产沼气能显著提高热效率,如农作物秸秆炉灶焚烧方式只利用了其热能的10%,而产沼燃烧可使热效率提高到94%;同样通过沼气发酵也可使粪便中不能直接燃烧的能量得到充分利用。董家湾村废弃物按现有的沼气技术水平能转化成沼气122万m3,户均达1586m3,折合标准煤1.7千t。农村废弃物的能源化在优化农村能源结构、解决农村能源短缺方面具有重要的价值。 
3.1.2肥料化。农村废弃物的肥料化能够增加土壤有机质,改良农田土壤,提高耕地基础地力,从而提高农产品的产量和质量,有利于农业生产的可持续发展。董家湾村的废弃物用作肥料可提供氮约3.6t,磷约0.6t,钾约3.8t,相当于施用氮肥7.8t,磷肥3.3t,钾肥6.3t。因此,将废弃物肥料化一方面可以使农民增产增收,另一方面可以大大减少对化学肥料的使用,进而降低农民的生产成本,减轻环境污染负荷。 
3.1.3饲料化。由于农村废弃物富含大量蛋白质和纤维类物质,因此秸秆及家禽粪便经过适当的技术处理后可以饲料化。当前我国秸秆饲用量约为1.60亿t,相当于3.67亿hm2天然草地的产草量,其相应的养殖量约为4.67亿只羊单位,占我国草食畜养殖总量的75%。我国目前在畜牧业生产中成熟并推广的饲料化技术是麦秸氨化技术,通过这种技术处理的氨化麦秸营养价值高且易消化。董家湾村的畜禽养殖数量较多,饲料需求较大,而该村的麦秸产生量也较大,因此秸秆饲料化具有很大利用潜力。 
3.1.4材料化。近年来,将秸秆等高纤维性植物废弃物加工生产生物质材料具有广阔前景,如利用秸秆等可生产轻质建材板或砖,还可生产可降解包装材料等。根据董家湾村农作物种植现状,将废弃物材料化的途径可以多种多样,如利用麦草制取糠醛;利用甘蔗渣、玉米渣制取膳食纤维;利用秸秆、棉籽皮和树枝叶等栽培食用菌;将棉秆皮和棉铃壳等制成聚合阳离子交换树脂吸收重金属等。 
表1董家湾村废弃物资源化潜力分析 

 
3.2资源化方式近年来,我国农村废弃物资源化利用技术发展较快,其利用方式日益多样化。农作物秸秆资源化利用方式主要有秸秆还田、生产沼气、生产饲料、固化炭化、生产建材、秸秆发电等;畜禽粪便资源化利用方式主要有生产肥料、生产沼气和燃料、养殖蚯蚓等。尽管农村废弃物资源化方式较多,可能具有较好的经济技术和社会效益及广阔的推广应用前景,但不同地区,在选择资源化方式时应该根据当地实际情况和特点,遵循就地、大量和简易的原则,因地制宜,以期能有效提高农村废弃物的资源化程度。 
根据董家湾村经济发展水平较低、农业结构较简单和紧邻市郊的地理位置等因素综合考虑,董家湾村所采取的废弃物资源化方式必须是采用投资小、见效快、技术要求不高的方式,使农户有意愿也有能力采用。因此,该村产生的大量农作物秸秆可用于堆沤还田、麦秸氨化、发酵制沼气以及秸秆育菇;畜禽粪便和厨余垃圾除用于产生沼气外还可堆肥以及发酵后养殖蚯蚓。例如,将经热蒸、消毒、发酵、化学处理后的稻草、麦秆、玉米秆、油菜秆和花生壳等作栽培主料,可大量生产多种食用菌,如草菇、鸡腿菇、平菇、凤尾菇、榆黄菇、双抱蘑菇等,经济收入可观;用经发酵的畜禽粪便养殖蚯蚓,可使有机质通过蚯蚓的消化系统,转化为自身或其他生物易于利用的营养物质,既能生产优良动物蛋白,又可生产生物有机肥料,为设施农业、花卉、种植业等提供高档肥料,进而延长产业链条,增加农民收入。 
4资源化利用建议 
通过对董家湾村的废弃物排放和资源化现状分析,可以在一定程度上掌握中部农村地区在废弃物利用方面存在的不足及可资源化的潜力。根据调研结果分析,该村应进一步推进沼气工程建设,加强废弃物堆肥技术,发展麦秸氨化、秸秆育菇和蚯蚓养殖技术,建立生活垃圾收集处置系统,这样既能减少农村环境污染,又使得农村废弃物得以资源化利用。 
参考文献略


来源:环境科学
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