園林綠化廢棄物資源化利用的探討

王進(jìn)丹，張 蘇，吳曉華

(1．浙江省建德市楊村橋鎮(zhèn)人民政府，浙江建德 311600;2．建德市大同鎮(zhèn)人民政府，浙江建德 311600;3.浙江農(nóng)林大學(xué)風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江臨安 311300)

隨著城市園林綠化的發(fā)展，城市綠地面積迅速擴大，園林廢棄物如枯枝落葉 (植物調(diào)落物)、樹木修剪物、草坪修剪物、雜草、種子和殘花等的量越來越大。數(shù)據(jù)顯示，北京地區(qū)2007年年產(chǎn)園林綠化廢棄物236萬t［1］，上海每年僅行道樹修剪至少產(chǎn)生10萬t左右的樹枝，深圳2005年麥莎臺風(fēng)就產(chǎn)生了近2 000車的樹枝落葉［2］。這些廢棄物處理的傳統(tǒng)做法是焚燒或填埋，這不僅造成了環(huán)境污染，也帶來了資源的浪費。早在20世紀(jì)90年代，不少發(fā)達(dá)國家已頒布法令禁止園林廢棄物的填埋和焚燒［3］。受政策、資金和技術(shù)等多方面的影響，目前國內(nèi)大部分城市的園林廢棄物仍然采用填埋或焚燒等途徑處理。如何處理城市園林生態(tài)系統(tǒng)中的廢棄物，避免使之遺棄于環(huán)境，加重環(huán)境負(fù)擔(dān)，是擺在我們每一個園林工作者面前的一個現(xiàn)實問題。

大量研究表明，園林廢棄物的再利用除了可以增加土壤肥力外，還具有創(chuàng)造野生動物棲息地、抑制雜草生長、增加雨水滲透性、減少土壤侵蝕和地表徑流、降低地表揚塵和大氣懸浮物等重要功能［4］，可提高綠地的自肥和自我維持能力。還有研究表明城市綠地覆蓋物能減少城市土壤中鉛的毒害，園林廢棄物堆肥被利用來進(jìn)行有機污染的城市土壤修復(fù)［5］。園林植物廢棄物對維護(hù)整個城市土壤生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)以及植物生長起著重要作用。園林廢棄物無害化、資源化利用符合當(dāng)前節(jié)約經(jīng)濟宗旨，是未來發(fā)展的必然趨勢。

1 國外再利用的實踐

一些發(fā)達(dá)國家較早就開始對園林綠化廢棄的利用進(jìn)行研究，利用現(xiàn)代堆肥技術(shù)、各種工藝系統(tǒng)和配套設(shè)備，對園林綠化廢棄利用的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化程度高，宣傳力度大，公眾認(rèn)知程度廣，其經(jīng)驗和做法值得我們借鑒。

1.1 美國

美國城市綠化已經(jīng)走出了利用自然土壤的傳統(tǒng)時代，取而代之的是利用城鄉(xiāng)廢棄物，如枯枝落葉、工廠下腳料、生活垃圾等生產(chǎn)再生土、堆肥來替代自然土壤，用于城市綠化用土和土壤改良。同時也經(jīng)常采取地面鋪設(shè)的循環(huán)方式讓庭院廢棄物自然降解，也就是將樹枝、落葉等粉碎處理后進(jìn)行地面直接覆蓋。紐約植物園建立的永久性堆肥場面積達(dá)2 787 m2，使交送環(huán)衛(wèi)局處理的垃圾減少了1/2［6］。

1.2 歐洲國家

園林綠化廢棄物再利用在歐美等國已經(jīng)發(fā)展成為相當(dāng)成熟的產(chǎn)業(yè)，可以加工處理為綠地覆蓋物(基質(zhì))、有機肥、非常規(guī)飼料等多種產(chǎn)品，滿足不同的需求。同時對城市有機廢棄物的管理有嚴(yán)格的法規(guī)，如歐盟的土地填埋法對可降解的有機廢棄物進(jìn)入填埋場的比例有嚴(yán)格控制，并逐年降低;氮素法嚴(yán)格規(guī)定了單位土地面積化肥使用量，有力促進(jìn)了有機堆肥的市場發(fā)展。布魯塞爾等較大的城市綠化服務(wù)機構(gòu)較早就開始用混合堆肥的方式處理綠地有機廢棄物，城市建有15個大型露天堆肥場，4個安置場，處理園林綠化廢棄物達(dá)21.6萬t。比利時政府也鼓勵家庭堆肥，市民可以按生產(chǎn)的堆肥量從當(dāng)局獲得補貼。在英國、葡萄牙等國，植物園成為園林綠化廢棄物堆肥處理最好的宣傳陣地，如邱園植物園、葡萄牙馬德拉植物園等［7］。

1.3 日本

在日本，采取多種堆肥方法來處理園林綠化廢棄物。用樹皮堆肥發(fā)酵制作肥料，用可移動的粉碎設(shè)備將樹木的剪枝等就地粉碎后堆肥，鼓勵家庭制作活性堆肥;各類發(fā)酵劑和小型堆肥配套機械種類齊全，不少園林綠地都建有配套的堆肥場。

2 利用現(xiàn)狀

2.1 北京市

北京城區(qū)建成了幾座大型的園林綠化廢棄物集中處理廠。北京市東壩苗圃土壤基質(zhì)加工廠將樹枝、落葉、碎草等處理，生產(chǎn)土壤基質(zhì)。豐臺區(qū)草橋植物垃圾處理廠將綠化廢棄物通過微生物發(fā)酵后，生產(chǎn)作為菊花、草坪等粗放型種植的花卉的肥料。

2.2 上海市

2008年上海市公布《園林植物廢棄物處理處置技術(shù)》，規(guī)定政府給予政策支持，將園林綠化廢棄物納入城市有機廢棄物系列，給予綠化部門同等政策補貼，以解決目前經(jīng)費困難。上海市是國內(nèi)最先出臺相關(guān)政策鼓勵和支持園林綠化廢棄物處理的城市。

3 利用方式

當(dāng)前我國園林綠化廢棄物利用的方式主要有制成板材、做食用菌培養(yǎng)料、作扦插材料、作有機肥料、制取沼氣、生產(chǎn)乙醇和發(fā)電等 (圖1)。

3.1 制成板材、木屑壓制板

在園林綠化廢棄物中的主干部分可以根據(jù)不同樹種進(jìn)行分類，將修剪下來的大的樹干、樹枝集中運往工廠，將其中較大成材桿直接制成板材，經(jīng)過粗加工處理壓制成板材。但是因園林綠化廢棄物粉碎顆粒材質(zhì)疏松，造成板材承壓力差，其使用范圍和消費者接受度都很有限。對其中不能扦插和不成材的枝干用作造紙或提取化學(xué)原料。

3.2 作食用菌培養(yǎng)料

園林綠化廢棄的闊葉樹木和木屑均可作食用菌培養(yǎng)料，通過按一定比例添加無機鹽類和糖類制成食用菌的營養(yǎng)料［8］。這種食用菌培養(yǎng)料比傳統(tǒng)的食用菌棒有更多優(yōu)勢，它基本上沒有農(nóng)藥殘留和化學(xué)殘留，可以用于生產(chǎn)一些高檔的蘑菇。因此，利用園林綠化廢棄物培養(yǎng)食用菌，既可減少園林生態(tài)系統(tǒng)中廢棄物的含量，又可增加收入。

3.3 扦插

園林綠化廢棄物組成成分中93% 為小枝、葉及草本等，而園林綠化大部分樹種的枝葉都可以進(jìn)行扦插。扦插是植物繁殖最常見的方法之一，它具有繁殖快、遺傳變化小、易采集、管理方便等特點。對園林綠化廢棄物中可扦插繁殖的枝條進(jìn)行苗圃繁殖，這不僅利用了資源，也縮短成苗的周期，大大提高經(jīng)濟效益。

3.4 作有機肥料和土壤改良劑

有機堆肥處置園林廢棄物生成有機肥料和土壤改良劑是目前園林廢棄物資源化最主要的利用方式。有機堆肥就是對收集后的綠化廢棄物進(jìn)行粉碎，利用微生物在一定溫度、濕度、pH等條件下，使園林綠化有機廢棄物發(fā)生生物化學(xué)降解，形成有機肥料和土壤改良劑的過程，達(dá)到無害化、減量化、資源利用的目的。

傳統(tǒng)有機廢棄物堆肥歷史悠久，而現(xiàn)代的堆肥技術(shù)發(fā)展于20世紀(jì)30年代，出現(xiàn)了稱為印多爾 (Indore)堆肥法，以在堆肥方法上出現(xiàn)了堆體、翻堆和發(fā)酵有效控制為標(biāo)志［6］。90年代后，各國堆肥處理呈上升的發(fā)展趨勢，堆肥的發(fā)酵工藝、技術(shù)和設(shè)備日趨完善，機械化程度提高，進(jìn)入了規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，逐漸成為可降解有機物的再生利用、廢棄物減量和資源化的最佳途徑。園林有機廢棄物含有豐富的氮磷鉀等養(yǎng)分，經(jīng)過堆肥等處理后可以作為肥料施用在土壤中，能增加土壤有效養(yǎng)分和有機質(zhì)含量，刺激土壤微生物的活性，改善土壤的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，增大土壤孔隙度，增強土壤的保水保肥能力。目前，國內(nèi)一些大城市，如上海、北京、廣州和深圳，已經(jīng)開始進(jìn)行園林綠化有機廢棄物的堆肥化利用［9］。綠化廢棄物堆肥主要可生產(chǎn)以下類型的產(chǎn)品:園藝基質(zhì)，應(yīng)用于園藝生產(chǎn)，是草炭理想的替代物;立體綠化輕型營養(yǎng)基質(zhì)，堆肥產(chǎn)品肥力、物理性狀都優(yōu)于草炭、珍珠巖，已逐步成為立體綠化基質(zhì)的首選;園林綠地覆蓋物，落葉、樹枝等都非常適合在發(fā)酵后作為綠地覆蓋物使用;有機復(fù)混肥，通過混合配比，作為草坪養(yǎng)護(hù)，花卉、作物有機肥料，因為添加菌種發(fā)酵的堆肥本身具有生物活性，有利于土壤的修復(fù)。

圖1 我國園林綠化廢棄物資源化利用的方式

有機肥制備主要有堆肥和漚肥2種方式，堆肥是在好氣微生物作用下，漚肥是在水淹條件下、在嫌氣菌作用下進(jìn)行腐熟制成。

制取堆肥。首先將糞便加水?dāng)囅?，將土?xí)窀赡胨椋缓髮⑼?、園林綠化廢棄物和糞便按一定比例混合，澆上糞稀，一層層堆制發(fā)酵而成，或者用熱性肥料 (如馬、羊糞)做熱源點，把上述3種物質(zhì)堆于熱性肥料周圍，澆上糞稀，堆制而成。制取堆肥時要在糞堆頂部插一根木棍，以保持好氣菌的活動，溫度不能過高，過高則要潑水降溫。

制取漚肥。一般多用坑式，先將園林綠化廢棄如樹葉、雜草等切碎鋪于坑底，約15 cm厚，再鋪上動物糞便，澆上人糞尿和水，將樹葉、雜草全部淹沒，待肥料發(fā)酵，糞水呈黑綠色時，再加上一層。然后再加草和樹葉、騾馬糞等，如此一層層堆至近地面，最后灌水。漚肥時坑面要保持一定水層，不能缺水。

3.5 作飼料

可以把園林綠化廢棄物的青嫩部分，如草坪修剪物等統(tǒng)一收集、運輸，曬干制成青干草，或者經(jīng)過加工制成草粉或飼料。青貯是利用特制窖將青貯飼料壓緊密封，以乳酸菌發(fā)酵而成。方法如下:選擇地勢高燥、土壤堅實處砌一高窖，將鮮嫩的園林綠化廢棄物去除腐爛部分和泥土等雜質(zhì)，并控制含水量，切碎后鋪入窖內(nèi)逐漸踩實，不留有空隙，在裝至高出地面0.5 m左右時，蓋一層干草，再堆1 m左右厚的土，使窖頂呈饅頭形，封窖后半月內(nèi)，土層每天會下降，應(yīng)繼續(xù)填補，經(jīng)過一段時間發(fā)酵，飼料呈黃綠色并有酸香味即成?？扇〕鲲曈没蚶^續(xù)貯存。青貯飼料較干草具有所占空間少、可以長期儲存、營養(yǎng)物質(zhì)不易損失、飼料可口性增加等優(yōu)點。但是作為動物飼料，又因植物葉子含有單寧類物質(zhì)而常引起動物拒食現(xiàn)象，并且蛋白質(zhì)含量較低，缺乏維生素，因而生物學(xué)利用率較差，不宜全部喂此類飼料，只能作為搭配種類。

3.6 制取沼氣

沼氣是有機物在隔絕氧氣的條件下經(jīng)過多種微生物發(fā)酵而產(chǎn)生的一種混合氣體。沼氣發(fā)酵過程是在無須日光、氧氣和氧化劑條件下的厭氧發(fā)酵。沼氣細(xì)菌需要碳素和氮素營養(yǎng)。園林綠化廢棄物由于含有豐富的碳源，可以作為沼氣的原料，同時利用人類糞尿和動物糞便為沼氣池發(fā)酵提供氮源，接種含甲烷細(xì)菌或者腐熟好的糞便為沼氣池啟動提供所需的微生物細(xì)菌。

沼氣池經(jīng)厭氧發(fā)酵，從沼氣系統(tǒng)中排出的氣體有甲烷、二氧化碳和硫化氫。硫化氫是有毒氣體，需處理。處理硫化氫，可使之通過石灰水洗滌器或采用固體吸附。沼氣可以用作燃料，也可以用來發(fā)電，對于推動城市園林現(xiàn)代化和小城鎮(zhèn)園林化具有重要意義。沼氣池發(fā)酵的熟料，一般都是液體或半液體，可按液體肥使用，也可拌入堆肥中作追肥和底肥。厭氧發(fā)酵為人畜糞便處理提供了一種衛(wèi)生方法，降低了廢棄物中有機質(zhì)的含量，草籽被消滅，病毒被消滅或者大大減少。污泥肥效高，并能作土壤改良劑。

3.7 生產(chǎn)乙醇

由于全球能源危機的加劇，許多國家致力于開發(fā)和利用可再生能源，生物質(zhì)乙醇和生物質(zhì)能源以其清潔性和廣泛性得到人們的特別關(guān)注。自然界中的麥糠、秸稈、谷殼、雜草及工業(yè)廢紙、木屑等纖維素除少量用于造紙外并未被充分利用。2011年北京林業(yè)大學(xué)李智［10］對利用雜草、木屑等園林綠化廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精進(jìn)行了試驗分析，工藝路線如圖2所示。

圖2 發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精的工藝路線

將園林綠化廢棄物中雜草和木屑等與1% 的稀硫酸按一定比例混合 (固液比為1∶10)，121℃蒸煮120 min，趁熱過濾，并用4倍園林廢棄物重量的熱水沖洗，由于濾液中含有一定的硫酸，將濾液重新泵打回蒸煮鍋中，濾渣進(jìn)入固態(tài)發(fā)酵罐(控制濾渣中殘存的酸度為pH值4.8左右)。在連續(xù)操作中，該系統(tǒng)啟動時添加1% 的稀硫酸，一旦連續(xù)操作系統(tǒng)正常運行，就可以通過補加少量濃硫酸來控制蒸煮過程中料液的酸度。將液態(tài)蒸餾與固態(tài)蒸餾出的酒精進(jìn)行精餾，得到 95%(V∶V)的酒精，由于酒精的生產(chǎn)原料為纖維素，不符合國標(biāo)有關(guān)食用酒精標(biāo)準(zhǔn)，所以生產(chǎn)出來的酒精一般直接作為燃料或添加到汽油中制成“汽油乙醇”。

3.8 發(fā)電

垃圾發(fā)電技術(shù)是利用垃圾堆積或燃燒產(chǎn)生的熱作為動力來進(jìn)行發(fā)電，園林綠化廢棄物燃燒和堆積可產(chǎn)生大量的熱，因此可用來發(fā)電。將來，隨著垃圾發(fā)電技術(shù)工序的簡化和普及，園林綠化廢棄物在垃圾發(fā)電的應(yīng)用一定會越來越廣泛。同時隨著我國生物電廠的不斷增加，對生物能燃料的需求會越來越多，為了滿足這種需要，必然要求重視園林綠化廢棄物的回收利用，使園林廢棄物的回收、加工、轉(zhuǎn)換形成一個穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)鏈。

4 思考和建議

4.1 思考

園林綠化廢棄物處理面臨壓力巨大。園林綠化廢棄物有總量大、種類多、處理難等特點，給其銷納帶來巨大的壓力。園林綠化廢棄物本身不易壓實，占用空間，來源廣泛，不易收集，不便運輸，且沒有統(tǒng)一的處理指導(dǎo)規(guī)范，沒有專門的技術(shù)，沒有較好產(chǎn)業(yè)化形式，尚未形成規(guī)?；幚?。

花木基質(zhì)的需求造成對自然資源的危害。隨著人們物質(zhì)文化水平的提高，花木基質(zhì)的需求不斷增加，目前靠進(jìn)口和開采不可再生資源泥炭解決花木基質(zhì)問題并非長久之策。

對園林綠化廢棄物處理認(rèn)識不足。人們對園林綠化廢棄物的處理以及環(huán)?；|(zhì)、有機肥在綠化和環(huán)境中的應(yīng)用價值普遍認(rèn)識不足。園林綠化廢棄物作為城市垃圾的組成部分，對它的處理國內(nèi)還沒有引起足夠的重視。

資源化再利用十分必要。園林綠化廢棄物資源化再利用不僅是處理城市垃圾、滿足市場的需要，更是循環(huán)經(jīng)濟題中之義，是構(gòu)建和諧社會，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。

資源化再利用缺少相應(yīng)的政策支持、技術(shù)規(guī)范和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。園林綠化廢棄物的處理缺少宏觀的規(guī)劃和布局指導(dǎo)。從收集、運輸、粉碎、生產(chǎn)都缺乏具體的規(guī)章制度，規(guī)范要求，形不成完整的循環(huán)體系。

政府資金投入少。目前，園林綠化廢棄物資源化再利用資金的投入少。此行業(yè)是一項公益性強的環(huán)保產(chǎn)業(yè)，離不開政府的扶持。政府將資金投向這些新興領(lǐng)域，對于突破技術(shù)瓶頸，形成產(chǎn)業(yè)化處理規(guī)模，構(gòu)建園林廢棄物循環(huán)處理模式，推進(jìn)園林綠化循環(huán)經(jīng)濟的建設(shè)有重要意義。

4.2 建議

加強政府宏觀調(diào)控，促進(jìn)健康發(fā)展。政府部門加強調(diào)研，根據(jù)城市構(gòu)架和區(qū)域環(huán)境特點合理規(guī)劃和布局，同時出臺資金、政策的扶持方案，做好政策跟進(jìn)。

規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成規(guī)?；a(chǎn)。加強調(diào)研、協(xié)調(diào)、指導(dǎo)，出臺相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，將綠化廢棄物的收集、處理、加工、再利用等環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，使之成為一條資源循環(huán)利用的產(chǎn)業(yè)鏈。

開展科普活動，提高公眾重視度。向公眾普及園林廢棄物的處理及產(chǎn)品利用的知識，從思想上加強對廢棄物資源化利用問題的重視。

創(chuàng)新處理技術(shù)，加強科技攻關(guān)。加強基質(zhì)化研究，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展;創(chuàng)新堆肥化研究，實現(xiàn)有機肥規(guī)?；a(chǎn)，逐步形成經(jīng)濟效益、環(huán)境效益、社會效益的一體化，全面實現(xiàn)園林綠化廢棄物向有機肥、土壤改良劑、有機覆蓋物轉(zhuǎn)化的規(guī)模化生產(chǎn)。

［1］于鑫，孫向陽，徐佳，等．北京市園林綠化廢棄物現(xiàn)狀調(diào)查及再利用對策探討［J］．山東林業(yè)科技，2009(4):5－11．

［2］呂子文，方海蘭，黃彩娣．美國園林廢棄物的處置及對我國的啟示［J］．中國園林，2007(8):92－94．

［3］呂子文，方海蘭．園林廢棄物的利用 ［J］．園林，2008(5):23－26．

［4］張慶費，辛雅芬．城市枯枝落葉的生態(tài)功能與利用［J］．海建設(shè)科技，2005(2):40－42．

［5］Sabo A，F(xiàn)errini F．The use of compost in urban green areas-A review for practical application［J］．Urban forest and urban greening，2006(4):159－169．

［6］周肖紅．綠化廢棄物堆肥化處理模式和技術(shù)環(huán)節(jié)的探討［J］．中國園林，2009(4):7－11．

［7］E萊德雷，等．達(dá)爾文植物園技術(shù)手冊 ［M］．靳曉白，石雷，唐宇丹，等，譯．鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社，2004:66－67，78－79．

［8］陳文宏．南寧市園林綠色廢棄物的利用探討 ［J］．大觀周刊，2012(7):27－29．

［9］栗紹湘，李玉俊，郭洪嘉，等．堆肥過程中的保氮技術(shù)［J］．環(huán)境衛(wèi)生工程，2001，9(4):185－186．

［10］李智．淺談新能源發(fā)展模式:園林廢棄物生產(chǎn)乙醇技術(shù)［J］．生態(tài)環(huán)境，2011，11(246):161－165．