農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用及問題分析

刁潤(rùn)麗

（河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院，河南 平頂山市 467001）

農(nóng)業(yè)廢棄物可劃分為養(yǎng)殖業(yè)的畜禽糞便及屠宰畜禽的廢棄物、種植業(yè)的農(nóng)作物秸稈、尾菜和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)殘留的農(nóng)膜及農(nóng)副產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生的廢棄物等。中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)規(guī)模巨大，農(nóng)業(yè)廢棄物數(shù)量也十分巨大，廢棄物的污染問題也很突出，危害嚴(yán)重，加之隨意焚燒、亂堆亂放，浪費(fèi)資源的同時(shí)影響了生態(tài)環(huán)境；然而由于人口眾多農(nóng)業(yè)資源的人均可用量依然少，生態(tài)環(huán)境承受的壓力大，沒有被充分利用的農(nóng)業(yè)廢棄物，需要加以重視并充分利用，將農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用，在美化人居環(huán)境、改善能源短缺、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮其重要的促進(jìn)作用［1，2］。通過秸稈回收還田、廢舊農(nóng)膜再利用、畜禽糞污綜合利用等，加大對(duì)還田管網(wǎng)設(shè)施、農(nóng)業(yè)廢棄物處理體系等方面的投入，推廣可再生能源利用技術(shù)，加大對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物能源綜合建設(shè)投入力度，把經(jīng)濟(jì)發(fā)展同環(huán)境保護(hù)兩者有機(jī)協(xié)調(diào)起來，在滿足人民群眾對(duì)農(nóng)產(chǎn)品需求的同時(shí)，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，保持其持續(xù)發(fā)展，加快農(nóng)業(yè)發(fā)展的步伐［3,4］。

1 農(nóng)業(yè)廢棄物的定義及主要特征

1.1 農(nóng)業(yè)廢棄物的定義

農(nóng)業(yè)廢棄物和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程有關(guān)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程一方面需要投入大量資源，另一方面產(chǎn)出相應(yīng)物質(zhì)，包括兩部分：一部分是對(duì)人們有用的理想產(chǎn)品，另一部分是暫時(shí)無用的物質(zhì)。暫時(shí)無用的這部分稱為農(nóng)業(yè)廢棄物，它們既是資源也是流失的部分能量［5］。

關(guān)于農(nóng)業(yè)廢棄物的內(nèi)涵，學(xué)者們的意見比較一致，但在細(xì)節(jié)上又各有所偏重?！董h(huán)境科學(xué)大辭典》中農(nóng)業(yè)廢棄物分為4類：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物，其中2/3以上為秸稈；禽畜養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的廢棄物；農(nóng)產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生的廢棄物；包括人糞尿在內(nèi)的生活廢棄物［6］?！掇r(nóng)業(yè)大詞典》中的農(nóng)業(yè)廢棄物為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品加工和居民生活廢棄物的總稱［7］。孫振鈞等認(rèn)為農(nóng)業(yè)廢棄物是包括植物類、動(dòng)物類、加工類殘余廢棄物和生活垃圾等有機(jī)類物質(zhì)［8，9］。綜合各文獻(xiàn)，我們認(rèn)為農(nóng)業(yè)廢棄物包括農(nóng)產(chǎn)品加工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)村居民生活產(chǎn)生的廢棄物，具體有秸稈、雜草、殘株、落葉、樹枝、藤蔓和果殼等，以及農(nóng)產(chǎn)品加工中的污水、禽畜糞便以及廢料［10］。

1.2 農(nóng)業(yè)廢棄物的主要特征

1.2.1 數(shù)量特別大 我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物主要產(chǎn)于種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，每年可產(chǎn)生數(shù)以億計(jì)的廢棄物。據(jù)估算，每年秸桿的總產(chǎn)量約為6.5×109t，燃燒的數(shù)量為5×107～7×107t，每年畜禽糞便產(chǎn)生的總量約為17.3×108t。同時(shí)，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要單位是農(nóng)戶，每個(gè)農(nóng)戶要生產(chǎn)什么、生產(chǎn)多少全部都是由農(nóng)民自己決定，這就造成生產(chǎn)內(nèi)容千差萬別，再加上農(nóng)民的廢棄物再利用意識(shí)缺乏、對(duì)廢棄物的界定不清，可能會(huì)把一些資源當(dāng)作廢棄物進(jìn)行處理。從這個(gè)意義來說，農(nóng)業(yè)廢棄物的具體總量很難計(jì)算，因此，我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物的總量只能依靠估算來統(tǒng)計(jì)，或許實(shí)際數(shù)量遠(yuǎn)不止這些。

1.2.2 品質(zhì)差 由于我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相對(duì)滯后，農(nóng)業(yè)所投入的生產(chǎn)資料主要是傳統(tǒng)的秸稈還田、糞便施用、化肥使用，科技含量非常低，導(dǎo)致土壤及農(nóng)作物的有機(jī)含量相對(duì)較低。因此，農(nóng)業(yè)廢棄物中的有益成分增加有限，可利用性也就不高。但隨著社會(huì)的發(fā)展，科技在農(nóng)業(yè)中的比重越來越大，使得農(nóng)業(yè)廢棄物中的有益成分含量逐漸增加。

1.2.3 價(jià)格低 由于農(nóng)業(yè)廢棄物品質(zhì)差，相應(yīng)的價(jià)格較為低廉。我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物所含有益成分較少，可以再利用的可能性更低，因此賣不上一個(gè)好的價(jià)錢。長(zhǎng)此以往，只能閑置堆放大量的廢棄物，污染環(huán)境，影響人體健康。

1.2.4 利用率低，污染嚴(yán)重 農(nóng)業(yè)廢棄物中含有較多的有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境的破壞性較大。在我國(guó)，農(nóng)作物的秸稈大多都是直接焚燒，這種利用方式使得其能量只被利用了十分之一，秸稈所含的大部分能量、粗蛋白、礦物鹽類等都浪費(fèi)了。僅僅三分之一的鉀得到利用，其他的熱能、有機(jī)質(zhì)、氮和磷都被浪費(fèi)了。秸稈在燃燒時(shí)有大量的二氧化硫等氣體和煙塵，還會(huì)污染大氣。畜禽糞便也是采用直接歸田的一次性利用方式，不但污染土壤和附近水源，還對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品和人體健康造成不利影響。農(nóng)業(yè)廢棄物不能有效利用，會(huì)嚴(yán)重破壞農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，因此，急需實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用。根據(jù)農(nóng)業(yè)廢棄物的這些特點(diǎn)，我們應(yīng)該加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄物再利用的研究步伐，學(xué)習(xí)和掌握國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，充分而有效地利用農(nóng)業(yè)廢棄物，為建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)、走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路做出貢獻(xiàn)。

2 農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用現(xiàn)狀

回收農(nóng)業(yè)廢棄物可將其轉(zhuǎn)換為可被工業(yè)、農(nóng)業(yè)利用的資源，實(shí)現(xiàn)資源化利用。如利用廢棄物建沼氣池、廢棄物還田漚肥、循環(huán)利用作工業(yè)原料等。資源化利用對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展、新農(nóng)村建設(shè)都有重要的促進(jìn)作用。

2.1 農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用途徑

2.1.1 肥料化 還田利用是農(nóng)業(yè)廢棄物肥料化，是通過將畜禽糞便和秸稈等還田的方式轉(zhuǎn)化為農(nóng)作物可吸收利用的肥料。還田方式有直接和間接兩種，借助土壤微生物將養(yǎng)分釋放出來并加以吸收利用的方式是直接方式。將廢棄物經(jīng)過多個(gè)環(huán)節(jié)的加工處理后再還田的方式是間接方式。還田農(nóng)業(yè)廢棄物一方面可降低化肥的用量，提高作物產(chǎn)量，還能有效改善土壤狀況，另一方面還可以減少有害氣體排放，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益良好［11］。

2.1.2 飼料化 通過一系列加工過程將農(nóng)業(yè)廢棄物制作成動(dòng)物飼料的過程叫做飼料化。秸稈類廢棄物含有少量的蛋白質(zhì)和一些纖維類物質(zhì)，經(jīng)過加工，消化率和適口性更好，既能緩解飼料不足問題，又可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益［12］。動(dòng)物性廢棄物可能有寄生蟲卵和病原體等，且氣味特殊，需經(jīng)熱噴、發(fā)酵、干燥等多個(gè)環(huán)節(jié)的前處理才能被有效利用，所以對(duì)于其飼料化的研究不多，技術(shù)尚不成熟，沒有達(dá)到廣泛應(yīng)用［13,14］。

2.1.3 能源化 能源化利用的傳統(tǒng)方式主要是通過燃燒秸稈等獲得能源，效率不到10%，且污染嚴(yán)重，危害健康。隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和技術(shù)的進(jìn)步，能源化利用逐步向高值的清潔方向轉(zhuǎn)變。目前的高值化方式有燃料乙醇、沼氣發(fā)酵、熱解氣、生物柴油等［15］。其中，能源化最典型的利用方式是發(fā)酵產(chǎn)沼氣技術(shù)。該技術(shù)一方面處理了農(nóng)業(yè)廢棄物，另一方面產(chǎn)生了能源物質(zhì)沼氣，同時(shí)還輸出有價(jià)值的沼液沼渣等附加產(chǎn)物，社會(huì)效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益俱佳，因此該技術(shù)近年來發(fā)展迅速并得到大力推廣。

2.1.4 基料化 基料化是將農(nóng)業(yè)廢棄物加工成有機(jī)固體物料［16］。依據(jù)加工所用原料的不同將這些固體物料分為飼養(yǎng)墊料基質(zhì)、栽培基質(zhì)和吸附基質(zhì)等。應(yīng)用最廣泛的是基質(zhì)栽培，它對(duì)于溫室種植、立體化種植、育苗等技術(shù)都可適用，它可以提高土地利用效率，根據(jù)需要對(duì)植物生長(zhǎng)狀況進(jìn)行調(diào)整，并能降低成本。基料化是一種形式多樣、經(jīng)濟(jì)效益理想的資源化利用形式，應(yīng)用前景十分廣闊。

2.1.5 工業(yè)原料化 工業(yè)原料化是將農(nóng)業(yè)廢棄物用作工業(yè)產(chǎn)品的原材料。隨著工業(yè)產(chǎn)品需求量的大幅增長(zhǎng)，對(duì)原料數(shù)量和價(jià)格的要求也越來越高。農(nóng)業(yè)廢棄物因具有價(jià)格低廉、來源廣泛的優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)原料化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。例如將秸稈等做成手工藝品、制備活性炭、生產(chǎn)紙漿、制造可降塑料和環(huán)保建材等［17,18］。工業(yè)原料化可以有效處理利用大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，潛力巨大、市場(chǎng)廣闊，是資源化利用的一個(gè)重要發(fā)展方向［19,20］。

2.2 農(nóng)業(yè)廢棄物資源化存在的問題

2.2.1 先進(jìn)技術(shù)設(shè)備缺乏，利用效果不理想 對(duì)于資源化利用從思想上不夠重視，研發(fā)力度及資金投入不夠，致使其水平比較落后。目前采用的仍然是技術(shù)落后、工藝簡(jiǎn)單的方式，相應(yīng)的生產(chǎn)規(guī)模、處理能力和利用率都受到限制。一方面，技術(shù)研發(fā)能力不足、裝備落后，至今主攻方向不明，導(dǎo)致缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，影響產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；另一方面，由于資金投入及市場(chǎng)開發(fā)不足，一些實(shí)用技術(shù)得不到有效的應(yīng)用和推廣，不能很好地適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。

2.2.2 政策支持力度不夠，農(nóng)戶參與積極性較低 單就經(jīng)濟(jì)效益而言，資源化利用的成本是很高的。據(jù)測(cè)算，秸稈離田成本為作物收入15%～30%，還田成本9%～15%，養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物的處理就更高了，因此需要投入大量的資金和設(shè)備。目前，資源化利用方面國(guó)家還沒有系統(tǒng)性的政策出臺(tái)，現(xiàn)有的部分政策如秸稈還田、秸稈禁燒、農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼、糞便處理、污水處理等，針對(duì)性不夠強(qiáng)。而且，與成本相比，現(xiàn)有的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)明顯偏低，如秸稈還田的補(bǔ)貼只有成本的1/3。

2.2.3 社會(huì)化服務(wù)體系不健全，產(chǎn)業(yè)鏈條沒有形成 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)節(jié)多、過程復(fù)雜，這些決定了廢棄物資源化利用的繁雜性和多樣性，各環(huán)節(jié)單憑農(nóng)戶而沒有產(chǎn)業(yè)鏈條是難以高效運(yùn)作的。秸稈收儲(chǔ)運(yùn)方面，服務(wù)機(jī)制不健全，秸稈需要在短時(shí)間內(nèi)集中收集，儲(chǔ)存時(shí)又占用場(chǎng)地，所以大部分農(nóng)民對(duì)其采取焚燒處理。此外，資源化利用時(shí)，如設(shè)備、場(chǎng)地和設(shè)施等都需要大量的資金來支持，個(gè)體農(nóng)戶或小企業(yè)沒有那么大的實(shí)力，原材料也受限。就急需走產(chǎn)業(yè)化的道路，推動(dòng)配套產(chǎn)業(yè)，拓寬利用渠道，加快下游產(chǎn)品開發(fā)，逐步形成廢棄物利用的完整產(chǎn)業(yè)鏈，并在此基礎(chǔ)上健全相應(yīng)的社會(huì)化服務(wù)體系，推動(dòng)農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用的快速發(fā)展。

2.2.4 技術(shù)規(guī)范化程度低，技術(shù)和產(chǎn)品利用難以標(biāo)準(zhǔn)化 農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用大多是憑感覺、靠經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際操作中沒有明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程。如秸稈還田，秸稈的種類、還田的時(shí)間、還田的方式等都不明確。在秸稈肥料化、飼料化、養(yǎng)殖廢棄物生產(chǎn)有機(jī)肥過程中，大都有肥效難以確定、養(yǎng)分含量不穩(wěn)定等問題。因此急需制定關(guān)于農(nóng)業(yè)廢棄物利用技術(shù)、方式、方法等方面的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，并進(jìn)一步形成農(nóng)業(yè)廢棄物利用的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體系。

3 總結(jié)與展望

中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平兩者密切相關(guān)。隨著時(shí)代的發(fā)展、科技的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)正在向現(xiàn)代化的方向邁進(jìn)，發(fā)展水平不斷攀升，在這過程中仍然存在一些問題，其中最突出的就是廢棄物處理問題。農(nóng)業(yè)廢棄物利用的傳統(tǒng)模式中，大量的廢棄物閑置，很多無法自行降解，殘留下來就破壞土壤環(huán)境，落后地區(qū)甚至直接焚燒處理廢棄物，嚴(yán)重污染空氣，因此急需做好廢棄物的處理，實(shí)現(xiàn)資源再利用和農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。