柑橘?gòu)U棄物的利用方式及存在的問(wèn)題*

彭衛(wèi)福 ，金元寶 ，湯 軍 ，魯繼紅 ，唐紅英 ，范美莉

（吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 吉安 343000）

柑橘是世界上種植面積最大、產(chǎn)量最高的水果，據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，2020 年全球柑橘種植面積達(dá)到1 007 萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量達(dá)到1.58 億t，占水果總產(chǎn)量的18%。目前我國(guó)柑橘種植面積和產(chǎn)量都是世界第一，主要分布在廣西、湖南、江西、湖北、廣東等地區(qū)，上述5 省的種植面積占全國(guó)的90%以上，產(chǎn)量占全國(guó)的95%[1]，2021 年我國(guó)柑橘園面積約為4 500 萬(wàn)畝，產(chǎn)量達(dá)到5 595 萬(wàn)t。近年來(lái)，我國(guó)柑橘產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，柑橘產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系逐漸健全，現(xiàn)有柑橘栽培模式逐步適應(yīng)新形勢(shì)下種植業(yè)發(fā)展需要，柑橘產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為合理，新技術(shù)推廣應(yīng)用率高，新產(chǎn)品研發(fā)及時(shí)。因此，亟需建立一個(gè)適應(yīng)新形勢(shì)下種植業(yè)發(fā)展需要的柑橘?gòu)U棄物利用體制機(jī)制[2-3]，促進(jìn)廢棄物綜合利用和循環(huán)利用，以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，促進(jìn)我國(guó)柑橘產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與可持續(xù)發(fā)展。為此，課題組將對(duì)柑橘?gòu)U棄物利用現(xiàn)狀及其存在的問(wèn)題進(jìn)行分析與探討。

1 柑橘?gòu)U棄物的利用方式

1.1 填埋處理

填埋處理就是直接把柑橘?gòu)U棄物填埋在土壤中，讓自然去分解轉(zhuǎn)化，這是目前的主要處理方式[4]。相比于焚燒處理，填埋處理可以降低能源消耗，減少開(kāi)支，操作簡(jiǎn)單易行。有報(bào)道指出[5]，柑橘皮埋填能夠有效提升土壤肥力，尤其是在氣候溫暖、管理?xiàng)l件良好的地區(qū)，種植柑橘產(chǎn)生的橘皮可就地填埋，以實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)的循環(huán)利用。但需要注意的是，柑橘皮需經(jīng)風(fēng)干處理，風(fēng)干后的柑橘皮埋填后不會(huì)生蟲(chóng)，分解速度更快，若未經(jīng)風(fēng)干處理，柑橘皮埋填后會(huì)吸引一些根系蚜蟲(chóng)，反而對(duì)植物的生長(zhǎng)與生產(chǎn)不利。因此，在埋填前需要對(duì)柑橘皮進(jìn)行自然風(fēng)干，雖然增加了處理程序，但無(wú)額外的資源和技術(shù)支持，因此填埋處理比焚燒更加節(jié)能、環(huán)保。

但是，填埋處理會(huì)占用大量的土地，每處理1 萬(wàn)t廢棄物需要占地4 000 m2，浪費(fèi)大量的土地[6]。填埋過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的滲漏液，且酸度高、化學(xué)需氧量大，會(huì)對(duì)土壤和水體造成嚴(yán)重的二次污染，又將增加二次污染治理的成本。填埋處理屬于厭氧發(fā)酵過(guò)程，處理時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生很多有毒物質(zhì)和廢氣，污染空氣和周圍土壤，影響附近居民的身心健康，尤其是現(xiàn)在對(duì)環(huán)境要求非常嚴(yán)格[7]。填埋處理成本較高，處理1 t成本近120 元，1 萬(wàn)t 就需要投入近120 萬(wàn)元，大大增加了企業(yè)成本。因此，填埋處理越來(lái)越困難，尤其是當(dāng)前實(shí)施綠色發(fā)展，保護(hù)環(huán)境的影響下，填埋受到大家的排斥。

1.2 烘干成飼料添加物

柑橘?gòu)U棄物含有多種有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以將其烘干作為飼料添加物，既可以解決柑橘?gòu)U棄物的問(wèn)題，又可以提供很多飼料[8]。近年來(lái)，隨著研究的深入，CSP 飼料發(fā)酵技術(shù)用于柑橘皮、沉渣的加工生產(chǎn)，大大提高了柑橘皮飼料的生產(chǎn)效率，提高了柑橘皮飼料產(chǎn)能的同時(shí)，降低了柑橘皮飼料生產(chǎn)污染，提高了飼料蛋白水平，有效提升了柑橘皮、沉渣的利用率。這種處理方式不會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢水等污染物，但是柑橘?gòu)U棄物含水量很高（70%），而且含有很多難烘干的大分子物質(zhì)，烘干需要消耗大量的能源[7]。據(jù)估算，每烘干1 t 柑橘皮渣需要0.7 t 標(biāo)煤，成本達(dá)到630 元，處理成本非常高。而且，加工企業(yè)分散，運(yùn)輸成本增加，無(wú)法形成規(guī)?；幚?。因此，加工成飼料成本較高，受益較小，且添加比例非常少，只有2%左右，大大增加了烘干處理的推廣難度。

1.3 提取活性物質(zhì)

柑橘皮渣中含有0.5%~2%的精油、多種天然色素（類胡蘿卜素及水溶性的黃色色素）、果膠（干重20%~30%）等多種活性物質(zhì)[9]，廣泛用于食品、醫(yī)藥、日化等產(chǎn)品。雖然提取活性物質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)廢物利用，增加經(jīng)濟(jì)效益，但是處理后柑橘?gòu)U棄物基本沒(méi)有減少多少，甚至可能增加柑橘?gòu)U棄物的種類和體積[7]。其中，橘皮精油可提取出大量的香精油、柑橘精油等，此類精油主要由醇類、醛類、酯類和烯類物質(zhì)組成，是一種天然的香料，具有其他香精油所不具備的芳香，可用于香水、香精油制造，也可作為食品添加劑使用。同時(shí)，橘皮中還有大量的果膠，可提取后用于膠凝劑、增稠劑、乳化劑、穩(wěn)定劑等食品化工制品的制造，是一種無(wú)毒無(wú)害的天然果膠成分。橘皮中含有大量的胡蘿卜素，是已知的含胡蘿卜素最多的果蔬之一。除胡蘿卜素外，還有大量的隱黃素、番茄紅素、葉黃素、玉米黃素等多種天然色素，可制作多種可用于食品加工的色素添加劑[1]。

柑橘皮（橘子皮、橙皮渣）中含有豐富的酚類、氨基酸及維生素A、B 等，是重要的藥用資源。隨著人們生活水平和健康意識(shí)的提高，近年來(lái)許多學(xué)者開(kāi)展了關(guān)于柑橘皮渣中提取天然活性物質(zhì)的研究，并取得了較好的成果。選取合適的橘皮進(jìn)行試驗(yàn)，提取出一種黃酮類化合物，該黃酮類成分對(duì)腫瘤有抑制作用，且毒性低、無(wú)成藥性。結(jié)果表明，此提取物具有良好的抗腫瘤活性，并且對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害。此外，在柑橘皮中提取出了酯類化合物，此酯類化合物對(duì)乳腺癌有抑制作用。在常溫下可長(zhǎng)期保持穩(wěn)定狀態(tài)，能有效地抑制腫瘤細(xì)胞增殖轉(zhuǎn)化。該方法提取成本低且容易保存，經(jīng)此方法處理而得的柑橘皮黃酮提取物具有良好的抗腫瘤活性。

1.4 制備有機(jī)肥

柑橘皮渣等廢棄物富含有機(jī)質(zhì)及氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，可以作為有機(jī)肥發(fā)酵的重要原料。有報(bào)道指出，以橘皮為基礎(chǔ)進(jìn)行真菌發(fā)酵，最終能夠得到蛋白含量在50%左右的菌株，提示通過(guò)發(fā)酵的方式可將橘皮、沉渣制作成高蛋白的有機(jī)肥料。雖然利用畜禽糞便、植物秸稈、生活污泥等發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥已經(jīng)很成熟，但是目前利用柑橘皮渣發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥的技術(shù)還不成熟[10]，一是沒(méi)有進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。主要原因是柑橘皮渣含水量高，孔隙很小，需要添加一半的輔料作為通氣疏松介質(zhì)，體積增加近6 倍[11]，處理量很小，占地方面積大。二是菌種問(wèn)題，發(fā)酵菌種分解能力差、分解速度慢，發(fā)酵升溫慢且低，無(wú)法達(dá)到殺死有害微生物的作用，導(dǎo)致發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，最長(zhǎng)達(dá)到70天，發(fā)酵效果不佳。

盡管如此，柑橘皮渣廢棄物制備有機(jī)肥能解決廢物再利用問(wèn)題，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，最大限度降低環(huán)境污染，做到最大化無(wú)害處理，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。有研究已經(jīng)表明[12]，通過(guò)篩選高效分解菌系，優(yōu)化發(fā)酵工藝，可以提高發(fā)酵升溫速度和最高溫度（73℃）、縮短發(fā)酵時(shí)間、減少輔料添加（10%），從而降低成本。因此，在不斷的技術(shù)改進(jìn)后，柑橘?gòu)U棄物制備有機(jī)肥是完全可行且發(fā)展前景廣闊的高效率環(huán)保處理方式。

1.5 發(fā)酵生產(chǎn)能源物質(zhì)

有學(xué)者研究橘皮廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)能源物質(zhì)在不同溫度、濕度條件下，橘皮廢棄物發(fā)酵產(chǎn)生物：乙醇（甲醇）、丙酮（3-甲基-4-羥基）、乙醚（乙醇）及二甲基-4-甲基乙醇化合物。在溫度和濕度適宜的條件下，由橘皮廢棄物發(fā)酵所得乙醇是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值較高的能源物質(zhì)，但是不同溫度、濕度條件對(duì)乙醇產(chǎn)量和產(chǎn)品比重有顯著影響。雖然產(chǎn)生部分乙醛（4-甲基）在發(fā)酵過(guò)程中可以直接轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，但濕度與溫度不好把控。

以柑橘皮、沉渣為原料生產(chǎn)能源物質(zhì)能夠無(wú)害化處理柑橘皮渣，實(shí)現(xiàn)柑橘皮渣的全面利用，但該技術(shù)的使用需要完整的生產(chǎn)鏈條、硬件支持和技術(shù)支撐，屬于高投入、高技術(shù)項(xiàng)目。就目前的實(shí)際情況來(lái)看，該技術(shù)不具備普及的可行性，中小型企業(yè)無(wú)法承擔(dān)柑橘皮渣提取能源物質(zhì)的成本投入，且當(dāng)前所用的技術(shù)也不具備高效生產(chǎn)的能力，但隨著技術(shù)的發(fā)展和科研的進(jìn)步，柑橘皮渣提取生產(chǎn)能源物質(zhì)或許可在未來(lái)數(shù)十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)能源化。

2 柑橘?gòu)U棄物綜合利用的前景及障礙

目前，在柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，仍以柑橘生產(chǎn)加工為中心，柑橘?gòu)U棄物綜合利用及循環(huán)利用方面存在嚴(yán)重短板。如橘皮橘籽分離、果皮綜合利用不合理、果皮綜合利用技術(shù)不成熟、橘皮綜合利用效果參差不齊等。由于我國(guó)柑橘產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展、柑橘種植規(guī)模不斷擴(kuò)大，急需建立合理、健康、高效、綠色、環(huán)保的柑橘?gòu)U棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)體系。柑橘?gòu)U棄物綜合利用需要加快推進(jìn)柑橘產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，促進(jìn)綠色生態(tài)發(fā)展，滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)需要，逐步提高產(chǎn)業(yè)化程度，體現(xiàn)柑橘園有機(jī)廢棄物的處理及綜合利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及社會(huì)意義。當(dāng)前，隨著柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及農(nóng)藥殘留控制等一系列政策推動(dòng)，我國(guó)柑橘產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入了新常態(tài)。隨著環(huán)境污染、生態(tài)平衡問(wèn)題逐步被重視與解決，我國(guó)柑橘產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了發(fā)展快車道，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也越來(lái)越合理。柑橘?gòu)U棄物的利用已成為影響柑橘產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。隨著綠色農(nóng)業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念的提出以及國(guó)家對(duì)有機(jī)廢棄物處理和綜合利用方式的不斷重視，目前我國(guó)有機(jī)廢棄物資源化利用領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊、社會(huì)效益顯著、經(jīng)濟(jì)效益可觀，是我國(guó)未來(lái)重要的農(nóng)業(yè)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展途徑之一。

目前，除了在農(nóng)田里進(jìn)行堆肥之外，還存在大量不同的回收利用方式。這些回收利用物可用于生產(chǎn)有機(jī)肥、營(yíng)養(yǎng)土，可以減少農(nóng)田中的化肥使用量和農(nóng)藥使用量[13]。因此，廢棄橘皮可以通過(guò)堆肥、自然降解、物理處理和生物處理等途徑進(jìn)行綜合利用。對(duì)于橘園而言，通常有以下三種處理方法：1）利用廢棄的橘皮，生產(chǎn)沼氣[14]；2）將柑橘?gòu)U棄物加工成肥料供施肥、噴施農(nóng)藥等土壤改良劑用；3）利用廢棄的果樹(shù)枝葉生產(chǎn)果樹(shù)精油及有機(jī)溶劑。盡管柑橘產(chǎn)業(yè)已取得了較好的發(fā)展，但柑橘產(chǎn)業(yè)也存在著一些問(wèn)題。柑橘?gòu)U棄物規(guī)?；C合利用技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用還存在不足之處：如柑橘?gòu)U棄物處理后產(chǎn)生大量殘?jiān)U棄果皮處置渠道狹窄等問(wèn)題，還未形成比較完善高效穩(wěn)定的處理方案。

3 討論與建議

柑橘生產(chǎn)是我國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展中一項(xiàng)十分重要的工作，柑橘?gòu)U棄物的綜合利用與循環(huán)利用關(guān)系到柑橘產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。柑橘?gòu)U棄物循環(huán)利用應(yīng)遵循“合理利用、清潔生產(chǎn)、循環(huán)利用”原則，根據(jù)不同區(qū)域、不同栽培方式進(jìn)行研究和選擇。在柑橘生產(chǎn)中，采用不同方式的處理技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)柑橘?gòu)U棄物的資源化利用。柑橘?gòu)U棄物的堆肥技術(shù)研究是解決柑橘?gòu)U棄物利用問(wèn)題的關(guān)鍵，目前已有多種堆肥方法得到了應(yīng)用，但各方法的運(yùn)行效果存在差異，因此要對(duì)其應(yīng)用情況加以重視。

我國(guó)柑橘生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展主要依賴于科技進(jìn)步和生態(tài)建設(shè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。首先，需要解決環(huán)保設(shè)施建設(shè)問(wèn)題，大力解決污水處理、污泥處理和垃圾處理等污水處理設(shè)施所需的電力、能源等問(wèn)題。其次，需要解決現(xiàn)有的柑橘?gòu)U棄物處理方法是否適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)要求的問(wèn)題。最后，思考柑橘?gòu)U棄物利用方式的選擇和開(kāi)發(fā)問(wèn)題。

課題組認(rèn)為要提高柑橘?gòu)U棄物處理利用水平，需要在以下幾方面加以重視：一是要加大對(duì)新型、高效、節(jié)能果品有機(jī)肥的研究力度；二是要建立長(zhǎng)效機(jī)制，充分利用果品廢棄物資源；三是要加大力度推廣新技術(shù)和新產(chǎn)品，加快推廣應(yīng)用；四是要加大生產(chǎn)技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)推廣力度，鼓勵(lì)農(nóng)民應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)推廣果品廢棄物回收利用技術(shù)和資源化新技術(shù)、新材料。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平和環(huán)保意識(shí)的不斷提高，我國(guó)對(duì)環(huán)境狀況提出了更高要求，保護(hù)環(huán)境已成為全社會(huì)共同的責(zé)任和義務(wù)。

柑橘果園廢棄物處理利用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要多部門、多學(xué)科和多技術(shù)協(xié)同合作，共同努力，共同推進(jìn)系統(tǒng)工程，讓柑橘?gòu)U棄物實(shí)現(xiàn)合理利用。

4 小結(jié)

綜上所述，如果對(duì)柑橘加工廢棄物加以利用，可以變廢為寶，降低環(huán)境污染，提高效益。在各種處理方式中，都有各自的不足。如果能夠解決發(fā)酵菌種的問(wèn)題，優(yōu)化發(fā)酵工藝，制備有機(jī)肥是最為環(huán)保和最具發(fā)展前景的處理方式，也是實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必由之路。