農(nóng)村秸稈焚燒危害及綜合利用技術(shù)

柴晶

摘要：分析了農(nóng)村秸稈焚燒帶來(lái)的危害，介紹了農(nóng)村秸稈的綜合利用技術(shù)。

關(guān)鍵詞：秸稈；焚燒；危害；綜合利用；技術(shù)

1 引言

秸稈是成熟農(nóng)作物莖葉（穗）部分的總稱。農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有一半以上存在于秸稈中，秸稈富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機(jī)質(zhì)等，是一種具有多用途的可再生的生物資源，特點(diǎn)是粗纖維含量高，并含有木質(zhì)素等。我國(guó)年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈6億t之多，相當(dāng)于天然草地生產(chǎn)干草的50倍。其中稻草1.8億t，玉米2.2億t，小麥1.1億t，還有甘薯蔓、油菜秸、大豆秸、高粱秸、花生秧及殼等產(chǎn)出的秸稈量都超過(guò)千萬(wàn)噸，而每年其中80%約5億t的秸稈都被燒掉了，沒(méi)有得到有效利用。

2 焚燒秸稈的危害

2.1污染空氣環(huán)境，危害人體健康

有數(shù)據(jù)表明，焚燒秸稈時(shí)，大氣中二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物3項(xiàng)污染指數(shù)達(dá)到高峰值，其中二氧化硫的濃度比平時(shí)高出1倍，二氧化氮、可吸入顆粒物的濃度比平時(shí)高出3倍，相當(dāng)于日均濃度的5級(jí)水平。當(dāng)可吸入顆粒物濃度達(dá)到一定程度時(shí)，對(duì)人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部分刺激較大，輕則造成咳嗽、胸悶、流淚、嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致支氣管炎發(fā)生。

2.2引發(fā)火災(zāi)，威脅群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全

秸稈焚燒，極易引燃周圍的易燃物，尤其是在村莊附近，一旦引發(fā)火災(zāi)，將會(huì)產(chǎn)生很大危害。

2.3引發(fā)交通事故，影響道路交通和航空安全

露天焚燒秸稈帶來(lái)的一個(gè)最突出的問(wèn)題就是焚燒過(guò)程中產(chǎn)生濃煙，直接影響民航、鐵路、高速公路的正常運(yùn)營(yíng)，對(duì)交通安全構(gòu)成潛在威脅。機(jī)場(chǎng)每逢農(nóng)作物收割季節(jié)都深受秸稈露天焚燒的危害，有時(shí)機(jī)場(chǎng)能見(jiàn)度低于400米。

2.4破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成耕地質(zhì)量下降

在農(nóng)田焚燒秸稈使地面溫度急劇升高，能直接燒死、燙死土壤中的有益微生物，會(huì)使土壤的自然肥力和保水性能大大下降，土壤水分損失65%--80%，板結(jié)不耐旱。

5 秸稈的綜合利用

5.1秸稈還田技術(shù)

農(nóng)作物秸稈還田技術(shù)主要是機(jī)械化秸稈粉碎直接還田技術(shù)，它是以機(jī)械的方式將田間的農(nóng)作物秸稈直接粉碎并拋灑于地表，隨即耕翻入土，使之腐爛分解，從而培肥地力，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收。

5.1.1增加土壤有機(jī)質(zhì)，增肥地力

秸稈中有機(jī)質(zhì)含量平均為15%在右，如按每公頃還田秸稈15t計(jì)算，則可增加有機(jī)質(zhì)2250kg/ hm2。

5.1.2改善土壤環(huán)境，改造中低產(chǎn)田

秸稈中含有大量的能源物質(zhì)，還田后生物激增，土壤生物活性強(qiáng)度提高，接觸酶活性可增加47%。隨著微生物繁殖力的增強(qiáng)，生物固氮增加，堿性降低，促進(jìn)了土壤的酸堿平衡，養(yǎng)分結(jié)構(gòu)趨于合理。

5.1.3形成有機(jī)質(zhì)覆蓋，抗旱保墑

秸稈還田可形成地面覆蓋，具有抑制土壤水分蒸發(fā)，儲(chǔ)存降水和提高地溫等諸多優(yōu)點(diǎn)。

5.1.4降低病蟲害的發(fā)生率

由于根茬粉碎疏松和攪動(dòng)表土，能改變土壤的理化性能，破壞玉米螟蟲及其它地下害蟲的寄生環(huán)境，故能大大減輕蟲害，一般可使玉米螟蟲的危害程度下降30%。

5.2秸稈加工飼料技術(shù)

5.2.1秸稈氨化技術(shù)

通過(guò)氨化可提高秸稈飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。經(jīng)處理后的秸稈含氮量增加1.4倍，干物質(zhì)和粗纖維消化率分別達(dá)到70%和64.4%，牲畜采食量可提高48%。飼喂氨化飼料時(shí)應(yīng)注意開窖取料時(shí)，應(yīng)按需取料，取料后立即封嚴(yán)窖口，取出的飼料晾曬1-2d后方可飼喂家畜。

5.2.2秸稈堿化技術(shù)

堿化技術(shù)的原理就是借助于堿類物質(zhì)能使飼料纖維內(nèi)部的氫鍵結(jié)合變?nèi)酰ユI或醚鍵被破壞的作用，使細(xì)胞壁中纖維素和半纖維素與木質(zhì)素之間的聯(lián)系削弱，纖維素分子膨脹，半纖維素和一部分木質(zhì)素溶解，有利于反芻動(dòng)物前胃中的微生物發(fā)揮作用，從而提高秸稈的消化率，改善適口性，增加采食量。

5.2.3秸稈熱噴技術(shù)

秸稈熱噴可以使經(jīng)熱噴的粗飼料適口性改善，質(zhì)地柔軟，味道芳香，使牲畜的進(jìn)食量增加，從而提高粗飼料的利用率。目前熱噴技術(shù)成本較高，在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣仍有難度。

5.2.4秸稈的顆?；夹g(shù)

顆粒化技術(shù)是將秸稈經(jīng)粉碎揉搓之后，根據(jù)用途設(shè)計(jì)配方，與其他農(nóng)副產(chǎn)品及飼料添加劑搭配，用顆粒機(jī)械制成顆粒飼料。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，飼喂效果明顯，一次性投資不高，是一項(xiàng)值得推廣的實(shí)用技術(shù)。

5.2.5秸稈青貯與微貯技術(shù)

青貯就是在厭氧條件下，利用秸稈本身所含有的乳酸菌等有益菌將飼料中的糖類物質(zhì)分解產(chǎn)生乳酸，當(dāng)酸度達(dá)到一定程度，PH3.8-4.2后，抑制或殺死其他各種有害微生物，如腐敗菌、霉菌等，從而達(dá)到長(zhǎng)期保存飼料的目的。飼料微生物處理又叫微貯，是近年來(lái)推廣的一種秸稈處理方法。微貯與青貯的原理非常相似，只是在發(fā)酵前通過(guò)添加一定量的微生物添加劑如秸稈發(fā)酵活桿菌、白腐真菌、酵母菌等，然后利用這些微生物對(duì)秸稈進(jìn)行分解利用，使秸稈軟化，將其中的纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素等有機(jī)碳水化合物轉(zhuǎn)化為糖類，最后發(fā)酵成為乳酸和其他一些揮發(fā)性脂肪酸，從而提高瘤胃微生物對(duì)秸稈的利用率。

5.3秸稈燃?xì)饧夹g(shù)

5.3.1技術(shù)原理

植物秸稈的有機(jī)成分以纖維素、半纖維素為主，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。這些生物質(zhì)原料在缺氧條件下加熱，使之發(fā)生復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。此過(guò)程實(shí)質(zhì)是植質(zhì)中的碳、氫、氧等元素的原子，在反應(yīng)條件下按照化學(xué)鍵的成鍵原理，變成一氧化碳、甲烷、氫氣等可燃性氣體的分子。這樣植物生物質(zhì)中的大部分能量就轉(zhuǎn)移到這些氣體中。

5.3.2秸稈燃?xì)鈦?lái)源

農(nóng)民使用秸稈燃?xì)饪梢詮囊韵聝蓚€(gè)方面獲得；第一靠秸稈氣化工程集中供氣獲得；第二可以利用生物質(zhì)自己生產(chǎn)。秸稈氣化工程一般為國(guó)家、集體和個(gè)人三方投資共建，一個(gè)村（指農(nóng)戶居住集中的村）的氣化工程大約需50萬(wàn)—80萬(wàn)，在我國(guó)目前大約有200多個(gè)村級(jí)秸稈氣化工程。農(nóng)民自產(chǎn)自用的秸稈燃?xì)?，主要靠家用制氣爐進(jìn)行生物質(zhì)轉(zhuǎn)化，投資較小。

5.4秸稈發(fā)電技術(shù)

按秸稈利用方式的不同，秸稈發(fā)電技術(shù)可分為秸稈氣化發(fā)電技術(shù)和秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)。

5.4.1秸稈氣化發(fā)電技術(shù)

秸稈氣化發(fā)電技術(shù)主要是將秸稈在一定的壓力和溫度下、使秸稈與O2/H2O發(fā)生氣化反應(yīng)，產(chǎn)生CO，H2，CH4等可燃?xì)怏w，這些可燃?xì)怏w凈化后送往燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。秸稈氣化發(fā)電技術(shù)具有廢氣排量小、發(fā)電效率高等優(yōu)點(diǎn)。但由于秸稈氣化時(shí)產(chǎn)生了一定的焦油，燃?xì)怙w灰混入焦油中，增加了焦油的脫除和回收利用成本。

5.4.2秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)

秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)是將秸稈直接送往鍋爐中燃燒產(chǎn)生高溫高壓蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)做功發(fā)電，相比秸稈氣化發(fā)電技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省、易于大型化等優(yōu)點(diǎn)。目前，在國(guó)內(nèi)主要推廣的是秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)。與常規(guī)的燃煤電站相比，秸稈電站的汽機(jī)島與常規(guī)燃煤電站的汽機(jī)島幾乎沒(méi)有差別，其關(guān)鍵技術(shù)是秸稈燃燒技術(shù)。

5.4.3秸稈發(fā)電的阻力因素

（1）運(yùn)行成本高。據(jù)有關(guān)權(quán)威部門測(cè)算，在現(xiàn)有的技術(shù)水平下，生物質(zhì)發(fā)電成本遠(yuǎn)高于常規(guī)燃煤發(fā)電成本，約為煤電的1.5倍。

（2）秸稈儲(chǔ)運(yùn)困難。秸稈收購(gòu)具有很強(qiáng)的季節(jié)性，無(wú)法均衡收購(gòu)，要維持企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須有半年的儲(chǔ)存量。因秸稈比重輕，體積大，需要存儲(chǔ)場(chǎng)地廣大，還需一系列的防雨、防潮、防火等配套設(shè)備，投資建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用大。

6、結(jié)語(yǔ)

秸稈是一種清潔的可再生能源，用途廣泛，除了以上所提到的，還有將秸稈和添加劑混合制成生物基材料，用于制作無(wú)毒害的家具、裝飾板、花盆、全降解一次性餐具、全降解地膜等等。用秸稈制造液體燃料這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外逐漸成熟。但總的來(lái)說(shuō)，秸稈的綜合利用仍舊存在著成本高等問(wèn)題。因此，仍然有許多地方需要繼續(xù)研究。