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农业固废污染物分析与资源化利用的研究

2022-11-11

现代农业研究 2022年5期
关键词:资源化粪便畜禽

姚 刚

(中国市政工程西北设计研究院有限公司 甘肃,兰州 730000)

通过历年来的实践和观察可以发现,我国主要的农业固废污染物有三大类,分别是塑料地膜(农田中残留的不可降解的部分)、农作物秸秆、畜禽粪便。现代农业的推广已让现代农业从业者培养了比较好的生态循环意识,包括现代农业的一些管理者也能去学习发达国家开展现代农业的一些先进技术手段,再结合我国自身地理结构及环境因素进行相应的改良,从而促进我国现代化农业的不断进步。因此,本文将着重分析农业固废污染物及资源化利用。

1 农业固废废弃物的主要特点

农业污染简单来说就是在农业生产各环节所生成的污染物,一般会因为农田排水或者地表径流等方式对更多的土壤、水体甚至是大气造成一定的污染。据统计,农业污染占总污染量的一半左右,说明了当下农业污染问题极为突出。农业污染间接影响着农产品的食用安全,同时也影响着传统农业往现代农业发展的进程。通过分析农业固废污染物的主要特点来帮助寻找对应的利用方法。

1.1 农业固废污染物量极大

在种植业和养殖业每年都会产生数以亿计的废弃物。据估计,每年秸秆的燃烧总量占秸秆总产量的1%。在之前农业生产中生产户更多的是以个体农户为主,农户决定着自己今年所预计生产的产品类型和产品总量,所以会导致各个地区所生产的产品类型非常丰富多样,所产生的农业固废污染物也是随意丢弃。正因为对于固废污染物的界定划分不够明确,加上农户自身对生态循环没有良好的认知,导致了一些可循环利用的资源被忽视。现在对于农业固废污染物还只能进行预估,可想而知实际总量远远超过所预估的这个值。所以农业固废污染物的总量极大。

1.2 农业固废污染物品质差

处于传统农业阶段时,习惯性将农业生产的固废污染物采取秸秆还田处理、粪便发酵施用、化肥直接投放等没有过多技术含量的方式处理。而这样的生产利用方式不能有效提升土壤和相应农产品的有机含量,也没有很好地实现资源化利用。但现代农业在科学技术的支撑下,不断增加着农业固废污染物中对土壤和农作物有益成分的含量,从而实现资源化利用。

1.3 农业固废污染物价格低

结合上面所提及的品质问题,农业固废污染物想要售卖的价格高低离不开其品质的好坏。当农业固废污染物所含的有益成分没有达到一定的标准,那也很难满足其利用效果,从而价格也会大打折扣。售卖遇到难题,滞留存放的固废污染物越来越多,产生的危害也越来越大,严重的话甚至危害周边人群的身体健康。

1.4 农业固废污染物利用率低,污染严重

农业固废污染物更多时候是因为长期堆积和采用不合理的方式处理导致其所含的有害物质影响到环境和人们的生活质量。例如,之前在农村秸秆直接焚烧是非常常见的处理方式,而这样的处理只能让秸秆的能量发挥了1/10的作用,浪费的物质中还能产生更多的热能,而更多有益成分被直接抛弃,像蛋白成分、矿物质、有机物质、作物所需的微量元素等。再者,秸秆的不充分燃烧使得大量的有害气体被释放,比如二氧化碳、二氧化硫等气体,使得大气受到破坏。这是作物方面非常真实的写照,而养殖方面也是一样。

结合以上阐述充分认识到农业固废污染物的几大特点,提醒着现代农业生产者加强农业固废污染物的资源化利用的实践和研究,结合国内外先进的技术手段有效实现农业废弃物资源化,更好地建设生态化农业产业链。

2 农业固废污染物资源化存在的问题

2.1 技术设备不到位

当下的生产模式依然处在传统和现代之间的过渡期,在相关的处理方式上技术水平还不够高、能力不够强,对于其利用率研发的工艺还较为基础。在刚开始进行农业废弃物资源化研究时就类似于捉迷藏,摸不清方向,在技术层面就类似于登山没有准备齐全的登山设备,那想要和其他产业竞争就缺乏竞争力。在研发的过程中初期产生的效益不够明显,参与研发的团队信心受到影响,在思想层面对资源化利用的重视程度渐渐下降,长久以来,研发资金的筹备和市场的推广也遇到阻碍,使得已经研发出来的技术手段没有推广出去,也就没有得到有效实践,影响着现代农业发展的进程。

2.2 政府提供的支持不够,农户对固废污染物资源化的参与热情不够

资源化利用需要投入比较高的成本和宣传力度。以秸秆处理为例,秸秆离田成本大约是作物收入的1/7~1/3,而还田成本大约是作物收入的1/10~1/7。而对于养殖场的固废污染物处理,其成本比以上两种处理方式都高出不少,所以对于处理设备和资金方面都有很大的需求。以政策的支持来说,现有的秸秆禁烧并还田、农业机械设备的购买维护补贴、粪便及污水有机质处理等政策能解燃眉之急,但是没有较为系统的政策来支撑资源化利用,加上现有的补贴标准对于农户来说不能够提起农户参与固废污染物资源化的热情,意识层面不到位,补贴方面哪怕再多依然只能解决一时。

2.3 固废污染物资源化相应的服务体系不够完善

农业生产的环节比较多而且各个环节都有其需要注意的细节点,而这些也影响着固废污染物资源化利用,使得其利用的过程中更为复杂和多样化,而农户自身去操作不能有一套完整的流程,导致农户操作遇到困难没有得到有效的解决。久而久之,用户便依然选择常规处理的方式来处理秸秆、地膜和禽畜粪便,避免因为遇到难题将固废污染物长时间堆积。更重要的是,资源化利用需要有配套的产业体系去支撑,还需要有合适的渠道去推广,对于个体农户或小企业很难单靠自身将产业化走通。

2.4 技术专业化程度不够

最开始进行秸秆还田项目的开展时,对还田秸秆的种类要求、还田对应的时间、处理方式等等都没有清晰的标准或者提示,单靠农业相关人员自身的经验操作,对于秸秆、禽畜粪便生产有机肥环节也没有评判肥料的有机含量及肥效的标准。

3 农业固废污染物的资源化利用

3.1 塑料地膜

受到种植季度和养殖气候的影响,农用塑料薄膜有很多类型,常见的有棚膜、地膜、遮阳网、防虫网等,像现在农业生产安置的温室大棚,其覆盖材料也多是农用塑料薄膜。另外,塑料地膜栽培已经受到越来越多种植户的追捧,利用这项农业技术满足种植条件、提高作物产量。在农用塑料薄膜使用量逐渐增加的同时,面临的问题也随之产生,对于农膜使用时不够节约、使用中没有做好维护、使用后不能及时回收或者合理处理,慢慢地也就引发出不少环境相关的问题。需要注意的是,当前农用塑料薄膜的原始材料以聚乙烯或者聚氯乙烯为主,但这2种材料在自然条件下很难降解。此类不可降解的农膜所带来的危害非常多,一方面在丢弃使用过的白色地膜时容易干扰视觉,另一方面改变土壤本身的物理结构,影响农作物生根及对有利元素的吸收。

针对上述问题,需要及时控制塑料地膜并采取合理的资源化利用方式。当下对于废旧农膜的收集处理方式更加多样化,例如再生造粒、油化回收、高温热解、焚烧处理等方式。其中的再生造粒技术当前的运用更加广泛,主要原理在于通过集中粉碎再控制一定的温度范围加热熔化,最后通过挤压切粒。此项技术得到广泛运用的原因在于投入成本相对较低、适用性更强且二次污染相对较小,整体来说非常适合当下的农膜回收,实现资源化利用,通过推广现在的需求量也越来越大。若想从源头实现资源化利用,需要不断研发和推广可降解地膜,前期可以由农业相关部门进行免费发放,安排专门的服务部门对接地膜的合理使用和回收事宜,中期可适当补贴减少农户前期的投入成本,后期覆盖面越来越广之后,便正式走上正轨,资源化利用更加合理。

3.2 农作物秸秆

秸秆来自于农作物成熟后的根茎叶部分,之前将农作物秸秆进行就地焚烧造成了很大的资源浪费,还有很大部分原因还是在于资源化利用成本投入过高,长期坚持没有得到效益上的满足。另外加上工业对农业进行了适当的改造,秸秆原本的作用逐渐被弱化。

秸秆的资源化利用方式有很多。比如,秸秆也可以作为禽畜部分饲料来源。随着土地资源的开发和利用,牧草的种植量略有减少,而我国每年所产生的秸秆量其实比牧草量高出很多,选取部分秸秆用于饲养牲畜,既能够提高肉制品口感和肉食品的产量,也成为了秸秆资源化利用一大发展方向。再比如,将秸秆制作成日常生活用品也可以实现秸秆资源化,像麦秆做的菜板和水果刀、稻麦草浆生产的快餐盒和勺子等,在生产全降解生活用品时也是会注重各项指标是否达到实用级标准,相较于一些同类高端产品而言性价比也会更高,并且生产的各个环节也是保持无其他毒害气体产生的。当然,现在也会将秸秆和畜禽粪便进行结合,通过秸秆堆肥或者好氧堆肥技术进行有机复合肥的生产,既能够保障原材料的供给也打开了整个资源化利用的市场,前景还是非常广阔的。随着现在专业化水平的提高,也研发出了节能低耗秸秆气化技术,通过建设一定规模的秸秆发电厂,使得秸秆的资源化利用更加广泛,实现更大的经济效益。

3.3 畜禽粪便

畜禽粪便造成的污染还是比较严重的。首先,畜禽粪便对土壤的影响是有利有弊的,如果将粪便通过固化发酵也可以产出比较好的肥料,施用发酵肥能够提高土壤透气性,从而帮助到农户改良土壤耕作基础。但如果过度施用畜禽粪便制作的肥料,比如含氮量较高的粪肥不利于土壤有机质的产生和农作物有益微生物的产生。再者,畜禽粪便也会对周边水体造成一定的影响。畜禽粪便过度施用,土壤盐分过高,通过雨水冲刷后产生污水甚至流入江河,污染负荷对水生生物非常不利,影响地下水及水环境生态。此外,患病或隐性患病畜禽的粪便中也可能含有各类病菌或者寄生虫卵等,需要进行适当的灭菌处理,如果处理方式不得当,严重的将成为导致疫病传染源。甚至病原菌与寄生虫进入水体后繁殖速度会加快,传染病的传播也会随之加快。

对畜禽粪便的处理最直接高效的方式就是肥料化,畜禽粪便中有很多有利于作物生长的有机成分,比如氮、磷和钾等,对畜禽粪便进行合理的堆肥处理后再进行施用,进行堆肥处理就是将粪便的大多数病原微生物进行灭杀,而且也能更有利于土壤结构的改良、土壤肥力的增强,从而提高当季农作物产量。第二个行之有效的方法便是能源化,沼气制造是畜禽粪便实现能源化的第一种方式,将畜禽粪便进行密闭发酵,沼气产生后保障运输安全性的情况下进行日常生产生活的能源供应,不仅保障了经济效益,也减少了环境污染。产热是畜禽粪便实现能源化的第二种方式,直接将畜禽粪便放置到指定位置,投放进指定的炉具中充分燃烧,实现就近供暖。第三个循环利用的途径就是饲料化,本身粪便中有很多物质是有利于饲料补充的,比如蛋白质、维生素、矿物质、粗脂肪以及部分糖类等物质,这些都是畜禽之前没有完全吸收和消化的物质,但是却能够作为饲料的原材料,提高畜禽粪便综合利用,满足当下畜牧业饲料的需要。

4 农业固废污染物的资源化利用体系及路径

4.1 相关法规与政策

在农业固废污染防治与资源化利用等方面现在已经有了综合性法规政策与针对特定农业固体废物的专项条例政策,对于出台的一系列相关政策都是以农业固废污染物无害化处理及资源化利用为主要手段。《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》等都在加快完善资源化利用体系。

4.2 运行与监管体系

农业固废污染物处理资源化利用需要几个独立环节共同构成运行与监管体系,包括产生、收集、存放、运输和利用等环节。首先,农业固废污染物来自于农业生产者或经营者。然后,有专门的服务平台负责农业固废污染物的收集、存放和运输。最后,由专门负责的公司利用相应的资源进行沼气制作、产电和有机肥制作等处理。

4.3 处理利用路径与模式

在不断实践和探索中已经积累了一套经济比较适用的农业固废污染物循环应用模式,在运行体制层面,以生产者责任作为基础进行适当的延伸扩展,将农膜商品服务体系进行完善、农药包装回收奖励机制进行推广等方式方法来形成更好的应用效果。

结合上面所提及的三方面体系及路径,在后期的发展道路中要坚持以农业固废污染物基本特征为主线,结合当下法规相关要求,借鉴和剖析其他地区比较适合的应用模式,不断完善农业固废污染物资源利用的处理技术路径。

5 结束语

本文总结了农业固废污染物的主要特征,并分析了对于资源化利用方面存在的问题,更加明确了在农业固废污染物整个控制环节科学技术应用的重要性。在后期实践和研究的过程中需要不断结合全国各地经济水平、地理环境因素、日常生活习惯、农业固废污染物总产量等方面的因素,结合前面提及的资源化利用方式方法因地制宜的开展处理路径,实现农业和环境的互利共赢。

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