農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用對環(huán)境保護(hù)的影響及策略

摘 要：實現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用對環(huán)境保護(hù)會產(chǎn)生一定的影響，而分析有機(jī)廢棄物的二次資源化利用，可以有效提高土壤中的有機(jī)質(zhì)含量比例，在一定程度上優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。但是，如果在應(yīng)用中沒有掌握好應(yīng)用的“度”，就容易產(chǎn)生不良影響?；诖?，以山東省濱州市為例，論述了農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用現(xiàn)狀，分析了農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用對環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生的影響，并提出了農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用對環(huán)境保護(hù)的策略，旨在提高農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物；資源化利用；環(huán)境保護(hù)；綠色農(nóng)業(yè)

中圖分類號：X71 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）12–0-03

在全球農(nóng)業(yè)系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的影響下，人們對優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)注度日益提高，而有機(jī)廢棄物資源化利用是解決農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展問題的重要內(nèi)容。其中，有機(jī)廢棄物主要涉及農(nóng)田的秸稈、畜禽糞便等基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)廢棄物，也包括在農(nóng)產(chǎn)品二次加工中產(chǎn)生的廢棄物等。如果不加以合理利用，這些廢棄物就會嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境的安全性和穩(wěn)定性。

濱州市位于山東省北部地區(qū)，是一個農(nóng)業(yè)大市，濱州農(nóng)業(yè)在發(fā)展過程中始終堅持“以工業(yè)化的思路謀劃農(nóng)業(yè)”以及“跳出農(nóng)業(yè)抓農(nóng)業(yè)”的農(nóng)業(yè)發(fā)展理念，推動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的集約化、高效化以及生態(tài)化發(fā)展。作為全國第一個“糧食產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展示范市”，濱州市每年糧食加工轉(zhuǎn)化量在1 500萬t以上，而糧食產(chǎn)業(yè)主營業(yè)務(wù)的總收入是山東省的四分之一。對此，以濱州市為例，研究農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用對環(huán)境保護(hù)的影響及策略，對保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用現(xiàn)狀

隨著人們對生態(tài)環(huán)境的日益重視，農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物處理工作逐漸進(jìn)入人們的視野。農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物處理可以有效減少農(nóng)村污染，切實提升農(nóng)村的生活品質(zhì)?；诂F(xiàn)代化管理技術(shù)、管理理念以及手段，綜合農(nóng)業(yè)實際狀況，優(yōu)化處理方案和計劃，應(yīng)用處理技術(shù)，可以有效減少污染，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的[1]。為了保護(hù)環(huán)境，我國相繼出臺了多種關(guān)于農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物處理的法律法規(guī)，但是在實踐中存在直接遺棄、亂丟亂放農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物以及焚燒秸稈等相關(guān)問題。這些問題不僅會破壞土壤結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)土壤板結(jié)等問題，還會在一定程度上削弱植物的抗逆能力，導(dǎo)致土壤水分流失嚴(yán)重。

我國農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的種類繁多、數(shù)量相對龐大，同時成分結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。通過分析農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化處理現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)其仍存在一些問題與不足，如資源轉(zhuǎn)化率不高，其主要原因在于我國農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)量大、種類廣泛。如果不進(jìn)行規(guī)范化處理，就會出現(xiàn)資源浪費(fèi)等問題。例如，秸稈的綜合利用率為80%，其中50%的處理方式是采用直接還田的肥料化方式，生物質(zhì)成型燃料的技術(shù)處理方式利用效率僅為20%。加上現(xiàn)有的技術(shù)推廣能力不足，缺乏產(chǎn)業(yè)化，直接限制了農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化的可持續(xù)發(fā)展。

農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物燃燒產(chǎn)物是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫室氣體的主要來源，而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用，則可以達(dá)到“零排放”的目的，這也是促進(jìn)廢棄物資源綜合利用，推動農(nóng)業(yè)循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。我國作為一個農(nóng)業(yè)大國，每年會產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，不僅包括糞便、秸稈等基礎(chǔ)性物質(zhì)，還包括水產(chǎn)養(yǎng)殖和食用菌草料等。其具體種類、產(chǎn)量以及處理技術(shù)如表1所示。

2 農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用對環(huán)境的影響

在對農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的資源化處理過程中，會應(yīng)用大量的設(shè)備和工藝手段，且會釋放部分有機(jī)污染物質(zhì)，這在一定程度上會增加環(huán)境污染風(fēng)險隱患，對大氣、水體以及土壤等產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

2.1 溫室氣體

我國每年會產(chǎn)生大量的畜禽糞便、秸稈等相關(guān)有機(jī)廢棄物，這些廢棄物未經(jīng)處理，或使用露天存儲、填埋的方式進(jìn)行處理，會產(chǎn)生大量的溫室氣體，從而在不同程度上影響氣候變化。畜禽糞便中蘊(yùn)含大量的纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)等相關(guān)有機(jī)物，這些物質(zhì)在氧氣不足的環(huán)境下會產(chǎn)生大量的甲烷，其中畜禽糞便中的氮比例為2%～5%，這些氣體在排放過程中有部分會反應(yīng)為一氧化氮，這些氣體都是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w[2]。同時，露天焚燒秸稈的過程中也會產(chǎn)生大量的溫室氣體，其原因在于秸稈的含碳量相對較高，在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的二氧化碳，如果其燃燒不完全不僅會導(dǎo)致資源浪費(fèi)，還會嚴(yán)重影響大氣環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。

2.2 大氣污染

從大氣污染的角度進(jìn)行分析，生物降解、焚燒等處理方式則會在一定程度上產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物、懸浮顆粒物以及氨氣等相關(guān)污染物質(zhì)。例如：秸稈生物降解過程中會釋放大量的二氧化碳、甲烷等污染物質(zhì)；而生物質(zhì)在燃燒中則會產(chǎn)生一定比例的煙塵、一氧化碳等相關(guān)物質(zhì)，這些污染物質(zhì)會對空氣產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，甚至導(dǎo)致區(qū)域性酸雨問題的出現(xiàn)。

2.3 水環(huán)境污染

從水環(huán)境的角度進(jìn)行分析，農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用過程中會產(chǎn)生污水和廢水，如果不對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，就會出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化的問題。部分禽畜糞便中含有大量的氮?dú)?、磷，如果不對其進(jìn)行加工處理就直接排至自然環(huán)境，一旦進(jìn)入水體結(jié)構(gòu)會引發(fā)水華暴發(fā)的問題。

2.4 土壤污染

長期過量將畜禽糞便作為有機(jī)肥的主要原料，導(dǎo)致土壤中積累大量的肥料，會引發(fā)高銨態(tài)氮及高鹽漬化的問題，這在一定程度上影響土壤的質(zhì)量。而部分沒有進(jìn)行處理的污泥、沼液中還含有大量的重金屬和病原體等相關(guān)污染物，這些物質(zhì)一旦排放到生態(tài)環(huán)境中則會導(dǎo)致農(nóng)田土壤等受到直接的影響[3]。

3 農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用對環(huán)境保護(hù)的策略

在實踐中，要合理采用多種現(xiàn)代化技術(shù)手段，構(gòu)建污染泄漏監(jiān)測和防治體系，優(yōu)化工藝手段，減少二次污染。采用多種技術(shù)手段綜合管控，才能有效滿足資源化利用的需求。

3.1 合理應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)

通過應(yīng)用資源化利用方式進(jìn)行綜合處理，對環(huán)境保護(hù)具有顯著的積極影響，不僅可以減少環(huán)境污染，還可以提高資源綜合利用效率，是推動現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。當(dāng)前，相對較為成熟的技術(shù)手段主要包括低溫微波熱解技術(shù)、厭氧發(fā)酵與資源化成套技術(shù)、食用菌高效開發(fā)技術(shù)、秸稈綜合利用技術(shù)等，其主要技術(shù)要點(diǎn)如下。

3.1.1 低溫微波熱解技術(shù)

低溫微波熱解技術(shù)可以有效提高農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化效率，將其轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣芰棵芏鹊纳锾俊⑷樗岬认嚓P(guān)物質(zhì)?；诖耍夹g(shù)搭建現(xiàn)代化低溫微波熱解平臺，可以有效對百噸級生物質(zhì)連續(xù)熱解進(jìn)行示范化處理，以分散式的方式進(jìn)行處理可顯著提高資源利用效率。構(gòu)建對應(yīng)的動力學(xué)模型，可以基于“低溫?zé)峤狻⒉狳c(diǎn)—介電特性”對農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行處理，充分提高其利用效率，為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供有效的技術(shù)

支持[4]。

3.1.2 厭氧發(fā)酵與資源化成套技術(shù)

厭氧發(fā)酵是一種在無氧或者微氧環(huán)境中，通過厭氧微生物等方式對有機(jī)物進(jìn)行分解處理的過程。在處理中通過控制溫度、酸堿度等基礎(chǔ)工藝參數(shù)，在一定程度上有效促進(jìn)氧菌催化反應(yīng)。這可以有效提高有機(jī)物的轉(zhuǎn)化效率與質(zhì)量，提高部分有機(jī)物的轉(zhuǎn)化效率[5]。

合理采用厭氧發(fā)酵技術(shù)手段，充分利用畜禽糞便和秸稈等資源，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用，可以有效減少溫室氣體的排放及其影響。對畜禽糞便進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，有效降解有機(jī)物，實現(xiàn)穩(wěn)定的脫水處理，并在處理過程中根據(jù)實際狀況收集其中產(chǎn)生的沼氣，充分提高資源的綜合利用效率。沼氣是一種清潔能源，其燃燒時的二氧化碳排放量少于自然排放的甲烷所產(chǎn)生的二氧化碳量。因此，厭氧發(fā)酵中產(chǎn)生的沼肥綜合利用效率相對較高，可以有效減少直接排放過程中產(chǎn)生的損失性問題。利用厭氧溶解技術(shù)處理秸稈，也可以有效將其降解為沼液，可在一定程度上代替化肥，可以減少溫室氣體的排放量[6]。

3.1.3 食用菌高效開發(fā)技術(shù)

在我國農(nóng)業(yè)廢棄物資源中有大量的食用菌原材，其存在明顯的食用菌利用轉(zhuǎn)化效率低的問題。利用集成化的方式進(jìn)行處理，可以建立以食用菌為主體的高效開發(fā)系統(tǒng)，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)廢棄物的多級別循環(huán)綜合利用，通過采用“高效微生物助推劑—草生菌培養(yǎng)料”的發(fā)酵改進(jìn)技術(shù)手段，聯(lián)合小型機(jī)械設(shè)備則可以有效提高資源的綜合利用效率[7]。

3.1.4 秸稈綜合利用技術(shù)

通過構(gòu)建農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用體系，創(chuàng)新秸稈生物機(jī)制、生物燃料以及養(yǎng)殖飼料等現(xiàn)代化技術(shù)，加強(qiáng)秸稈換肥（物）、“秸稈+”農(nóng)業(yè)農(nóng)村有機(jī)廢棄物協(xié)同治理系統(tǒng)的建設(shè)與處理，可以有效提高秸稈的綜合利用效率。預(yù)計2027年，可以使秸稈作物的綜合利用效率高達(dá)96%[8]。

3.2 污染泄漏監(jiān)測與防治體系建設(shè)

為加強(qiáng)農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用，有效減少污染泄漏等問題，必須合理利用現(xiàn)代化技術(shù)手段對其進(jìn)行動態(tài)分析，基于傳感器、智能設(shè)備等方式構(gòu)建智能化檢測與防治體系，可以有效實現(xiàn)全系統(tǒng)的在線監(jiān)測，有效降低污染風(fēng)險[9]。

動態(tài)管理系統(tǒng)可實現(xiàn)對原材料的收集、運(yùn)輸以及動態(tài)處理，對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)化管理，利用氣體、液體等聯(lián)網(wǎng)檢測設(shè)備，了解不同環(huán)節(jié)及其實際狀況，分析氣體的濃度變化和異常波動，及時預(yù)警泄漏隱患，對出現(xiàn)的超標(biāo)預(yù)警等快速反應(yīng)。例如，可以在沼氣收集系統(tǒng)中設(shè)置監(jiān)控裝置，了解各個系統(tǒng)參數(shù)的壓力變化，一旦發(fā)現(xiàn)泄漏隱患問題，就可以自動預(yù)警，明確處理方案。

制定常態(tài)化管理方案，明確管理流程和操作要點(diǎn)，重視設(shè)備的檢查和保養(yǎng)，有效減少泄漏隱患等。根據(jù)市場狀況制定明確的管理計劃，可以有效提高資源利用效率，避免因為長期積壓而出現(xiàn)泄漏等問題。建立追溯管理機(jī)制，采取完善的管理措施，實現(xiàn)對各個環(huán)節(jié)的動態(tài)管理和防治處理，加強(qiáng)對資源化利用全流程的動態(tài)監(jiān)測和科學(xué)控制[10]。

3.3 優(yōu)化工藝手段，減少二次污染

控制農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化處理中產(chǎn)生的二次污染等問題，要根據(jù)實際狀況完善現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)清潔化的生產(chǎn)作業(yè)，從而有效提高資源利用效率。

3.3.1 源頭減量化處理

實施源頭減量化處理，可以有效控制基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，提高清潔化處理效率。例如，在實行農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用過程中，應(yīng)用畜禽糞便的標(biāo)準(zhǔn)化處理系統(tǒng)，合理控制水分比例，減少各種揮發(fā)性物質(zhì)生成。通過研究發(fā)現(xiàn)，對豬糞進(jìn)行穩(wěn)定性厭氧處理，可使其產(chǎn)生的揮發(fā)性固體物質(zhì)有效降低36.4%左右；應(yīng)用高效率的干燥技術(shù)對其進(jìn)行處理，則可以有效減少糞便中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物含量。此外，還可以通過微波和紅外線等方式進(jìn)行處理[11]。

3.3.2 工藝技術(shù)優(yōu)化處理

應(yīng)用生物技術(shù)，處理沼氣中存在的硫化氫和氨氣等相關(guān)物質(zhì)，從而有效減少空氣中污染物的排放；采用高溫消毒等方式進(jìn)行處理，達(dá)到降低污水中氮磷的流失比例的目的。應(yīng)用生物炭等新型肥料載體技術(shù)對其進(jìn)行優(yōu)化處理，則可以有效抑制氨等氣體的揮發(fā)，在一定程度上減少其對大氣的污染。當(dāng)前，我國在有機(jī)廢棄物資源化利用中取得了一定成果，通過技術(shù)性處理可以在3 h中實現(xiàn)對有機(jī)廢棄物資源化處理（操作方法為利用納米催化劑、專業(yè)設(shè)備進(jìn)行處理，在3 h內(nèi)將有機(jī)廢棄物腐熟為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥），而原有機(jī)廢棄物處理時間長達(dá)120 d，可見通過技術(shù)性處理可以有效提高處理效率。

3.3.3 實現(xiàn)遠(yuǎn)程化控制以及智能化處理

生物技術(shù)應(yīng)用過程中涉及諸多環(huán)節(jié)和流程，而利用智能化方式對其進(jìn)行全流程的動態(tài)監(jiān)控，可以有效防治污染泄漏等隱患。應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)，加強(qiáng)流程化處理，實現(xiàn)過程綜合控制，可以有效提高資源利用效率，在一定程度上降低有機(jī)廢棄物中資源的排放率，推動現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展。

4 結(jié)束語

作為一個農(nóng)業(yè)大國，我國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物，如果未能合理利用有機(jī)廢棄物，就會導(dǎo)致堆存和資源化處理中產(chǎn)生大量溫室氣體、造成二次污染等相關(guān)問題，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。因此，為了有效提高資源利用效率，減少農(nóng)業(yè)廢棄物，應(yīng)基于實際狀況，綜合考慮所在區(qū)域的實際狀況，合理應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)手段、工藝措施，明確標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展方向，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化利用，有效推動農(nóng)業(yè)綠色化發(fā)展。從而有效減輕農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)荷與影響，促進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)節(jié)約化、綠色化發(fā)展。

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收稿日期：2024-07-25

作者簡介：劉娟（1975—），女，山東濱州人，高級經(jīng)濟(jì)師，研究方向為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)資源化利用技術(shù)。