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秸秆露天焚烧与资源综合利用

2009-07-31郭义田刘兰民李淑芹田业文

吉林农业·下半月 2009年6期
关键词:标煤沼气秸秆

郭义田 刘兰民 李淑芹 田业文

我国是世界上最大的农业生产国,每年生产各类作物秸秆约7亿吨,其中有约50%未得到有效的处理和利用。不仅浪费了资源,而且还由于大量秸秆的露天焚烧,导致了严重的环境污染、火灾频发、高速公路和民航的运输安全受到影响及威胁。秸秆的处理和利用已成为我国目前面临的一个主要问题之一,但是由于缺乏经济可行的技术,秸秆焚烧和综合利用问题一时难以解决。

近年来,随着玉米面积的不断扩大,玉米秸秆也越来越多,满山遍野的秸秆处理成了各级政府和百姓亟待解决的问题。在玉米产粮大县吉林省农安县每年就有200多万吨秸秆,除了用作烧柴及部分粗饲料外,其余的被农民“一把火”焚烧掉,看似轻松却带来了很大的浪费和危害。

一.焚烧的危害

1.火灾频发我国每年因烧荒所致的森林大火,防风林带、房屋、粮食被毁及人员伤亡所造成的损失数不胜数,给国家和百姓造成了巨大的经济损失和精神痛苦。据不完全统计,2008年我国城镇共发生火灾95356起,死亡950人,受伤434人,直接经济损失约10.8亿元;农村发生火灾29686起,死亡406人,受伤103人,直接经济损失约1.7亿元。其中36.8%是放荒焚烧秸秆引发的。

2.破坏环境 露天焚烧秸秆产生了大量的烟雾,增加了空气中二氧化碳和二氧化硫的浓度,严重污染了周围的空气环境。中华人民共和国《大气污染防治法》中明确规定“禁止在人口集中地区,机场周围、交通干线附近以及当地人民政府划定的区域露天焚烧秸秆”。

3.影响安全1997年就有因秸秆焚烧产生的烟雾影响成都双流机场20多架飞机起降的报道。今年春天安微六安县,因焚烧秸秆,出现了一起前去救火消防车与拉石车相撞,导致消防员死伤的重大事件。原国家环保总局《秸秆焚烧和综合利用管理办法》具体规定“以机场为中心15公里为半径的区域,沿高速公路、铁路两侧各2公里和国道、省道公路干线两侧各1公里的地带”为秸秆禁烧区域。不难看出,秸秆焚烧是有法可依的。

4. 破坏植被 焚烧秸秆,会烧死大量的土壤微生物和有机物,蒸发掉土壤里的氮、磷、钾等十几种营养元素,土壤水分会损失65%~80%以上,土壤板结,吸水保墒能力大幅度下降,对农作物的生长造成许多不利的影响。

5. 浪费资源秸秆中含有50%以上的光合作用产物,富含氮、磷、钾、钙、镁等元素和有机质,是一种具有多用途的可再生的生物资源。同时也是一种粗饲料,其特点是粗纤维含量高,达30%~40%以上,并含有木质素等,木质素虽然不能为猪、鸡所利用,但能被反刍动物牛、羊等牲畜吸收和利用。

既然焚烧秸秆有很多的危害,那么对秸秆的开发和综合利用势在必行。

二. 秸秆的利用

1.直接还田秸秆还田是一举两得的好办法,既杜绝了焚烧秸秆对环境的污染又提高了土壤有机质和养分的含量。即粮食收获后,直接将秸秆粉碎还田。除联合收割机外,目前农机市场上有近20多种各式秸秆还田机。相信在不久的将来就象四轮拖拉机一样,落户每个村、屯、户。秸秆腐烂还田,根据测量计算,每40吨秸秆就可以为农业提供1吨纯养分,其中氮0.36%;磷0.05%;钾0.59%。同时秸秆还田可以减少土壤水分的蒸发,降低土壤表层泾流量从而提高土壤含水量的优势,有效减轻农作物苗期强光、干旱对其造成的危害,保证植株正常生长。除机械粉碎还田外,还可以采用玉米大垄双行种植,留高茬轮作自然腐烂还田。

2. 替代能源秸秆颗粒可加工成浓缩碳,热量相当于3500大卡的标煤,成本只是标煤的五分之一。如:安微大唐安庆生物质能发电公司使用秸秆变废为宝,利用秸秆发电。由于秸秆和煤、油、天然气相比,成本低、污染少,可称得上电厂最划算的成本投入。此外,秸秆燃烧后的草木灰还可以无偿地返还给农民做肥料。使用秸秆发电,电厂降低了原料的成本,环境受到了保护,新能源得以开发,同时还使农民增加了收入。窜起了一个“黄金圈”。据悉,该发电公司每年燃烧秸秆,将会给当地农民增加收入6000多万元,减少秸秆浪费21万吨,可节约标煤10万吨,可减排二氧化碳8万吨,二氧化硫0.24万吨。对可利用再生能源,保护地方环境、推动当地循环经济发展具有较好的生态效益和社会效益。

3. 秸秆炼油 秸秆不仅可以发电、取暖,还可以炼油。我国每年仅木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆就有5亿多吨,其中稻壳9000万吨,燃烧相当于4600万吨标煤。木屑产油率60%以上,秸秆和稻壳产油率50%以上,而且生物油的热值都在16~18兆焦/千克以上。采用提炼技术,可将秸秆等生物质直接转化为生物油,作为燃料可以直接在燃油锅炉和工业窑炉中燃烧使用,精制提炼后可作为车用燃料使用,还可以分离提取高附加值的化学产品。

4.生产沼气近年来,在各级政府的推动下,我国农村沼气得到了快速的发展,由南方向北方扩展。仅吉林省的农安县今年就将免费建成1440个沼气池并投入使用。沼气的普及和应用将给千家万户带来光明和欢乐,不投入就可以点灯、做饭、取暖。目前我国沼气生产主要原料是畜禽粪便。畜禽粪便无法也不足以保证原料的供给和沼气生产的需要。经科研人员的深入研究发现,秸秆利用“生物气化”技术,通过在厌氧条件下微生物的消化作用,把秸秆等有机物转化成(甲烷)沼气。但是,由于秸秆的木质纤维素含量高,消化率低,产气量少,一般不能完全以秸秆原料生产沼气。于是北京化工大学又发明了一种常温、固态化学预处理技术,利用该技术在厌氧发酵前对秸秆进行快速化学处理,预先把秸秆转化成易于消化的“食料”,可使秸秆的产气量提高50%~120%,为秸秆的规模化生物气化提供了前提条件。

5. 食用菌栽培用秸秆粉碎作食用菌栽培原料在我国各地是很普遍的。这种利用廉价的秸秆生产食用菌(平菇、木耳、灵芝、猴头等)原料广、投资少、省工时、品质优、收益高,既能把秸秆就地转化,又能使百姓创收,而且还不破坏生态环境,何乐不为。

总之,杜绝秸秆露天焚烧,变废为宝,保护环境即将逐步走上法律的轨道。同时,开发和综合利用也是我国农业和广大农民解决秸秆问题的当务之急,相信一定能在不断实践和开拓中探索出一条可行之路。

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