刘玉升

山东农业大学新农村发展研究院/植物保护学院,山东泰安271018

农村生活垃圾分类新体系及湿垃圾环境的昆虫转化技术

刘玉升

山东农业大学新农村发展研究院/植物保护学院,山东泰安271018

本文通过分析农村生活垃圾演变特点和处理现状，结合农村生活垃圾特点，创新提出与当前农村生产、生活现状相适应的生活垃圾三元二级分类新体系，为农村生活垃圾的减量化、无害化处理奠定基础。针对农村生活垃圾中的湿垃圾，充分发挥并强化环境昆虫这一“大自然清道夫”的食腐功能，开发腐屑食物链产业经济结构，实现湿垃圾高速、高效、高值转化利用，发展循环农业，借助产业拉力，带动就业、生态环境保护，助力美丽乡村建设。

农村生活垃圾;三元二级分类;湿垃圾;环境昆虫;转化

进入21世纪以来，国民经济持续、健康、快速发展，人民生活水平日益提高，农村的产业结构发生了巨大变化，大批工商业产品涌入农村消费市场，农村垃圾因此而逐年增加。

1 农村生活垃圾的演变特点与处理现状

1.1 农村生活垃圾的演变特点

新中国成立初期，一些日常生活必须的工业制成品逐渐进入村民家庭，村民的生活剩余物中出现了工业废弃物，村民在日常生活中产生的生活废弃物也大量增加，这时垃圾产生量在就逐渐增加，垃圾种类也逐渐由简单变得复杂。但由于这一时期处于计划经济体制下，社会产品总体供应有限，农村物资相对紧缺，所以物资重复利用率高，垃圾还没有对村民的日常生活造成影响，因此也就没有引起村民、社会和政府的重视[1]。

改革开放后，农民可以自主经营土地，农民的生产积极性大幅度提高，生产力得到了进一步解放，产业废物迅速增加，逐渐取代生活废弃物。这一时期的垃圾表现出数量大、种类复杂的特点[2]。村庄垃圾开始影响村民正常的生产和生活，破坏美丽的村庄自然环境，村庄垃圾问题在某些地方引起了村民的重视。但农村垃圾归宿自然也随着产业垃圾的迅速增加而逐渐的瓦解，农村需要寻找新的垃圾处理方式来解决日益突出的村庄垃圾问题[3]。

1.2 农村生活垃圾处理现状

村镇生活垃圾分布分散，量大面广，有机废弃物含量高，资源化利用率低。农村垃圾分类、垃圾收集、垃圾运输、垃圾处理技术等一系列问题都严重滞后于城市垃圾管理水平，有一些是盲目模仿城市垃圾处理。

1.2.1 池塘、洼地、沟渠和撂荒地演变成天然的垃圾填埋场村镇普遍存在一定数量的池塘、洼地、沟渠及撂荒地，村民习惯性将其作为丢弃堆积垃圾场所，池塘水面漂浮着一些塑料、纸片、树叶等现象在农村随处可见。

改革开放初期、中期，大部分城市垃圾往农村空闲地无序转移。

1.2.2 垃圾随农家肥进入农田虽然农民生活水平不断提高、农村机械化作业逐渐增多，但传统的耕作方式并没有、也不可能完全被现代化的生产方式所取代，还有部分村民家里养着些耕牛，同时农户家里一般也会养一些鸡、鸭、猪等禽畜。受传统生产、生活方式的影响，村民不会轻易将禽畜的粪便丢弃，而是沿袭传统的习惯用禽畜的粪便来沤农家肥。一些村民在处理家庭生活垃圾的时候，为了方便，便会直接将垃圾丢弃在院子里的沤肥池里，当农家肥被运往农田的时候，塑料等垃圾便随之一起进入农田。

1.2.3 借鉴城市垃圾处理方式传统农村条件下，农村垃圾的循环利用和农村环境容量及自净能力相结合，完全可以解决农村自身产生的垃圾。但随着农村垃圾数量的增加，成分的复杂，传统的农村垃圾处理方式已经不能满足农村垃圾处理的需要。自推进垃圾处理城乡一体化以来，村民在一定程度上保存原有垃圾处理方式的基础上，更多的采用“村收集、镇运输、县处理”的模式，最终通过填埋、焚烧、沤肥等方式处理农村垃圾特别是农村的产业垃圾。

2 农村生活垃圾的三元二级分类体系

垃圾分类是指按一定规定或标准将垃圾分类储存、分类投放和分类搬运、分类利用或处理，从而将垃圾转变成公共资源的一系列活动的总称。垃圾分类的目的是提高垃圾的资源价值和经济价值，力争物尽其用，垃圾的单一化精细分类是高速、高效、高值资源化利用及尾料处理的基础和前提。农村生活垃圾处理的关键在于阻遏垃圾混合和湿垃圾（有机垃圾）资源化利用。

垃圾分类是一项长期的社会工程，有人类的生活，就会有垃圾的产生，垃圾分类处理就会伴随这个过程，人人都是垃圾的产生者，人人都是垃圾的受害者。垃圾分类需要源头分类、过程分类和末端分类密切结合，全程完整的垃圾分类回收处理体系是垃圾得到合理回收、利用、处置的前提。通过垃圾分类，最大限度地实现垃圾资源化利用，减少垃圾尾料的终端处置量，改善生存环境质量，是当前世界各国共同关注的迫切问题之一。

2.1 农村生活垃圾的传统四类分类

农村生活垃圾的传统分类，以回收利用的现行技术和资源化程度一般分为四类：

①可回收垃圾（主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类）；

②不可回收垃圾；

③餐厨垃圾（包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物）；

④有毒有害垃圾（含有对人体健康有害的重金属、有毒的物质或者对环境造成现实危害或者潜在危害的废弃物。包括电池、荧光灯管、灯泡、水银温度计、油漆桶、家电类、过期药品、过期化妆品等）。

针对生活垃圾的回收利用功能分为可回收与不可回收垃圾，一般市民很难在投放垃圾的短时间之内予以准确判断，产生分辨判断不清、无所适从的感觉，从而影响了生活垃圾的源头分类效率和积极性、主动性。在北京、杭州等地，垃圾分类试点已经推行了近20年，却未见明显实效，一是受制于源头分类的质量，二是“分后再混”对垃圾分类积极性的挫伤。

2.2 生活垃圾三元二级分类体系的含义

生活垃圾“三元二级分类体系”采用直观形态分类原则，以是否含有水分作为主要判断特征，便于普通市民直接、快捷判断分辨，实现源头高效分类投放。第一步进行大轮廓的“三元分类”，即仅将生活垃圾分为干垃圾（无水、无机、难腐烂），湿垃圾（有水、有机、易腐烂），特种垃圾（有毒、有害、重污染）三个类型。第二步针对干垃圾进行精细分类，实现单一化存放；对湿垃圾进行二次检查，分拣出混入其中的非有机物，保证有机垃圾的纯度。最后，经过单一化细分的各类干垃圾进入再生资源系统，经过纯化的湿垃圾经过微生物发酵、物料调和、环境昆虫过腹转化，实现最大程度的利用。微生物发酵处理有机物料技术十分成熟；可用于转化处理有机垃圾的环境昆虫以黄粉虫、白星花金龟为主，可以结合蚯蚓养殖，提高处理效率和产业价值。对于暂时不能利用、不会利用、不值得利用的垃圾，或者数量微少的垃圾，则采取填埋可填埋的、焚烧需要焚烧的原则，作为暂缓。

图1 农村三元二级分类与传统四类分类生活垃圾的比较Fig.1 Comparison between the three elements two levels and the traditional four levels for living garbage in villages

垃圾分类不是垃圾处理技术，分类是处理的基础和前提，传统“先细分、再混合、资源化不彻底”的方式越来越难以发展，三元二级分类体系“先粗分、再精细、资源化全利用”是一个发展方向，相应的技术也逐步成熟和完善，具有巨大的产业空间。

图2 农村三元二级分类生活垃圾的处理技术Fig.2 The treated techniques for living garbage of the three elements two levels in villages

湿垃圾的环境昆虫转化技术是创新性关键环节。传统农业生产方式在几千年的历史发展过程中，依赖于已有的技术体系作为支撑，尤其是石油农业的现代农业生产技术体系，包括工业品的投入、良种、栽培管理等诸多方面。但是，实现循环农业的生产方式，需要建立与之相适应的新型技术支撑体系，这一体系需要寻找缺失的农业环节并产业化壮大以及将之贯穿、使之循环的产业链。以环境昆虫为纽带的循环农业模式是以环境昆虫生产与产业化为纽带，形成种植业和畜禽养殖业之间的新型衔接模式，可实现物质的多级和高值化利用。模式构成设计人为生物多样性及生物系统的构建原理，在农业生产系统中，通过加入环境昆虫的高值化环节，建立种植业和畜禽养殖业的新型衔接关系以及有机废弃物资源化利用，延长了系统食物链结构，系统有机废弃物实现资源化、终端化、高值化转化，形成新型循环生产关系。

循环农业运用物质循环再生原理和物质多层次利用技术，是可实现较少废弃物的生产和提高资源利用效率的农业生产方式，可实现我国农业从传统的“资源—产品—废弃物”的线性生产方式向“资源—产品—废弃物—再生资源”的循环农业方式转变。传统农业结构中难以实现循环的根本原因在于缺失了对于腐屑食物链的产业化开发，腐屑食物链中的组成成分就是曾经缺失的环节。腐屑食物链主要由腐食性生物所组成，其中环境昆虫是极其重要的组成环节，与环境微生物、蚯蚓等为主体构成环境生物系统。

国内外学者对于环境微生物的研究与利用已经做了大量的工作，但是对于具有“大自然的清道夫”之称的环境昆虫研究及利用极少。无脊椎昆虫可以和植物、脊椎动物、微生物、藻类等整合成生物系统资源，发挥更大的生态环境与产业经济效益。目前用于有机废弃物资源化转化的生物研究最充分的是微生物，可以加工有机肥、转化成单细胞蛋白，以及制备沼气；其次为植物，作为肥料直接使用；作为畜禽饲料的只有极少部分，而且对质量的要求较高；对于利用蚯蚓进行转化的研究也较多，但是由于产业链构建不完善，目前处于停滞状态。对于环境昆虫的利用尚未引起人们的足够重视，虽然环境昆虫可以取食消化反刍动物所不能消化代谢的老化、腐败秸秆，以及各类有机废弃物[4-7]。

昆虫的消化系统比较简单，包括一根自口到肛门，纵贯于血体腔中央的消化道，以及与消化有关的唾腺等。一些昆虫的消化道中共生细菌和原生动物等，有助于昆虫消化特殊食料。如白星花金龟成虫肠道细菌菌群包括5个菌属：气球菌属(Aerococcus)、短状杆菌属(Brachybacterium)、棍状杆菌属(Clavibacter)、李斯特氏菌属(Listeria)、皮杆菌属(Dermabacter)。

2.3 农村生活垃圾三元二级分类体系的优点

农村生活垃圾三元二级分类体系具有以下优点：①以是否含水作为明显、直观、常识性的判别标准，便于一般市民快速、准确对垃圾分类投放。②实现了源头分类，为后续的单一化精细分类奠定了基础。③为湿垃圾（有机垃圾）的利用创造了条件，解除了湿垃圾对干垃圾和特种垃圾的污染。④特种垃圾进行专业化处理，最大限度地减少了环境污染。⑤实现资源化的极致利用[8,9]。

2.4 农村生活垃圾分类的意义和前景

我国是最早提出并实践垃圾分类收集的国家之一，垃圾回收利用是中华民族的传统美德[10]。但是近二十年来由于垃圾分类及资源化再生利用工作做得不够，垃圾已经成为城镇化发展的一大危害。长期以来，社会上存在政府的环卫和拾荒大军两支垃圾分类、回收、处理的队伍，践行“垃圾是放错地方的资源”理念[11]。政府环卫进行大规模混合垃圾处理，拾荒大军仅仅回收利用小部分干垃圾，二者的结合将促进垃圾分类工作持续发展。

为了配合我国城镇化发展战略，对于海量的城市生活垃圾处理，急需探寻一项投入和运行成本低、劳动强度小、高效高值化、无二次污染的处理技术，以实现经济、社会、环境效益的统一。按照可持续发展战略和循环经济理念，采用“三元二级分类体系”，各类单一化精细分类的干垃圾进入资源再生系统；针对高度纯化的有机垃圾，通过物理破碎和物料配制、微生物发酵、环境昆虫过腹转化“三位一体生物系统”技术，对城市生活垃圾进行低成本、高效率、高值化、减量化、无害化、资源化处理。

垃圾处理的产业化，是解决生活垃圾问题的发展方向。国外垃圾处理产业规模庞大，如德国的垃圾资源回收不仅创造了25万个就业岗位，而且每年的营业额高达500亿欧元，约占全国经济产出的1.5%。我国也将发展成为一个垃圾资源回收与昆虫资源产业交织的新兴产业领域，也将在生物资源利用、循环经济和大农业领域发挥巨大的作用。

[1]中国科学院生物质资源领域战略研究组.中国至2050年生物质资源科技发展路线图[M].北京:科学出版社,2009

[2]曲福田.资源经济学[M].北京:中国农业出版社,2001

[3]翟虎渠.农业概论[M].北京:高等教育出版社,1999

[4]刘玉升,叶保华.精细养殖经济昆虫[M].济南:山东科技出版社,2002

[5]刘玉升.构建腐屑生态体系开辟农业生产新战场[J].农业系统科学与综合研究,2000,16(1):57-59

[6]刘玉升.黄粉虫生产与综合应用技术[M].北京:中国农业出版社,2008

[7]刘玉升.蝗虫高效生产养殖与综合利用技术[M].北京:中国农业出版社,2008

[8]刘玉升,包建中,周长路,等.“三色农业”与生物资源的可持续利用[J].现代化农业研究,1999,20(增刊):17-19

[9]刘玉升,包建中,周长路,等.“三色农业”的系统观[J].农业系统科学与综合研究,1999,15(4):269-272

[10]刘玉升.大农业循环经济理论探讨[J].农业现代化研究,2003,24(专刊):3-5

[11]刘玉升.大农业—第六次产业革命的主战场[J].山东农业大学学报:社科版,2000,2(1):51-54

A New Classification System and Insects Transform Technology in a Wet Environment for Rural Living Garbage

LIU Yu-sheng
Institute of New Countryside Development;College of Plant Protection/Shandong Agricultural University,Tai’an271018,China

Based on the analysis of the evolution characteristics and the treatment status of rural garbage,This paper innovatively presented a new classification system with three elements and two levels of rural garbage,which could lay a foundation for the diminished and harmless treatment of rural garbage.For the wet garbage in rural garbage,gave fully play and strengthen the"nature scavenger"function of environment insects to develop the ecstasy food chain industry economic structure to achieve high-speed,high efficiency,high value transformation,circular agriculture with the industry tension,employment,ecological and environmental protection and the beautiful rural construction.

Rural living garbage;three elements and two levels classification;wet garbage;environmental insects;conversion

R124.3

A

1000-2324(2017)05-0775-04

2016-07-05

2016-07-12

“十二五”国家科技支撑计划课题:低成本村镇基础设施与环境建设技术研究与示范(2014BAL04B05)

刘玉升(1964-),男,博士,教授,主要从事环境生物与资源昆虫的利用.E-mail:ysl8877@163.com