农业有机废弃物资源化利用对环境保护的影响及策略研究.pdf

农业有机废弃物资源化利用对环境保护的 影响及策略研究 徐长征 菏泽市生态环境局巨野县分局 山东 巨野 nullnullnullnullnullnull 摘要 通过厌氧发酵等技术 可以有效减少温室气体排放 同时 通过科学施用有机肥 可以防止土壤养 分累积和污染地下水 然而 资源化利用过程中的二次污染问题依然存在 需要通过技术创新和完善管理制 度来解决 基于此 提出了一系列环境保护策略 包括推广厌氧发酵技术 完善资源化生产工艺 制定有机肥 施用标准以及加强泄露监测和防治体系建设 这些策略的实施将有助于实现农业废弃物的可持续利用 促 进农业绿色发展 同时减轻对环境的负担 关键词 农业有机废弃物 资源化利用 环境保护 中图分类号 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull 引言 随着人口增加和生活水平提高 我国每年产生 大量农业有机废弃物 如畜禽粪便 秸秆 沼液等 这些废弃物的不合理处置和利用 不仅浪费资源 还 会对环境造成严重污染 堆放的有机废弃物产生甲 烷等温室气体 生物处理过程中可能产生臭气等污 染物排放 过量施用有机肥会导致土壤养分累积 还 会造成地下水和大气的污染 null 为实现农业有机废 弃物的可持续和环保利用 必须采取科学合理的资 源化策略 实现温室气体减排 污染防控和资源高效 利用 以推进农业绿色发展 本文将概述农业有机 废弃物资源化利用对环境的影响 分析存在的问题 并提出相应的环境保护对策与实施方针 以期为农 业废弃物的可持续利用提供参考 nullnull 农业有机废弃物资源化利用概述 我国是农业大国 每年产生大量农业废弃物 主 要包括畜禽粪便 秸秆 未利用部分的农作物草料 食用菌草料 水产养殖废弃物等 表 null 据统计 nullnullnullnull 年我国畜禽粪便年产量约为 nullnull 亿 null 秸秆产量 约为 null 亿 null null 这些废弃物中含有丰富的有机物 营 养元素等可再生资源 是实现资源循环利用的重要 途径 农业废弃物资源化利用主要采取机械化分离技 术 生物处理技术 营养需氧发酵与高温消化技术 等 可回收利用其中的有机物质 氮磷钾等营养元 素 生产有机肥 微生物肥料 沼气等产品 如利用 畜禽粪便厌氧消化技术 可有效分解其中的有机物 减少病原菌 产生沼气和优质有机肥 秸秆可采用 微生物 null 酶解技术降解其木质素和纤维素成分 或 快速热解技术转化为生物油和生物炭等产品 null 这 些技术的应用不仅实现了农业废弃物的资源化 也 降低了其对环境的污染风险 表 null null 我国主要农业废弃物产生量及资源化利用现状 废弃物种类 年产生量 亿 null 主要处理利用方式 畜禽粪便 nullnull 直接肥田 沼气 秸秆 null 直接还田 秸秆汽化发电 米糠 nullnull 饲料添加剂 橡胶助剂 食用菌草料 nullnull 菌基再利用 水产养殖废水 nullnull 微生物技术处理 nullnull 农业有机废弃物资源化利用对环境保护的 影响评估 nullnullnull 有机废弃物堆积产生温室气体 我国每年产生的畜禽粪便 秸秆等大量有机废 弃物 长期露天堆存或填埋处置 会产生大量 nullnullnull 和 nullnullnull 等温室气体排放 null 这些气体具有很强的 全球变暖潜势 严重影响气候变化 例如 牛 猪粪 便中富含的纤维素 木质素 蛋白质等有机物在缺氧 环境下会产生甲烷 而畜禽粪便中含氮量高达 nullnull nullnullnull 在排放过程中部分转化为亚氧化氮 这两种 气体的全球变暖潜势分别为 nullnull 倍和 nullnullnull 倍 如果 不能及时利用 我国每年约会因堆放的畜禽粪便排 放 nullnull 亿 nullnullnullnullnull 当量的 nullnullnull 相当于 nullnullnullnullnull 万辆汽车 一年的 nullnullnull 排放量 此外 秸秆露天焚烧也会产生 温室气体排放 由于秸秆含碳量较高 燃烧过程中 会产生大量 nullnullnull 同时燃烧不完全也会产生 nullnullnull 和 nullnullnull 等排放 这些气体的大量排放 不仅浪费资源 nullnull 数字农业与智能农机 第 null期 nullnullnullnull年 null月 也对大气环境和气候变化造成严重影响 nullnullnull 资源化处理过程中产生二次污染 农业有机废弃物资源化处理过程中 可能产生 大气污染 水污染 土壤污染等环境风险 从大气污 染来看 生物降解 焚烧等处理方式会产生挥发性有 机物 悬浮颗粒物 氨气等污染物排放 如秸秆生物 降解过程中会释放二甲苯 乙醚等挥发性有机污染 物 生物质燃烧会产生烟尘 一氧化碳 氮氧化物排 放 这些污染物不仅影响本地空气质量 还可能产 生区域性酸雨污染 从水环境来看 污水和废水的 排放也可能导致水体富营养化 null 如畜禽粪便中 氮 磷含量高 直接排入水体会引起水华爆发 污水 处理不当也会残留营养盐类进入水体 破坏水生态 系统 土壤方面 长期过量施用以畜禽粪便为原料 的有机肥 可能导致土壤养分积累 出现高铵态氮 高盐渍化等问题 影响土壤质量 此外 未经充分处 理的污泥 沼液还可能含有重金属 病原菌等污染物 质 污染农田土壤 nullnullnull 有机肥过量使用导致土壤养分累积 长期过量施用农业有机废弃物处理后的有机 肥 可能导致土壤养分超积累 影响土壤质量 null 我 国每年产生高达 nullnull 亿 null 的畜禽粪便 用于制作有机 肥施用于农田 但由于种植结构和施肥技术滞后 有机肥的利用率仅为 nullnullnull 左右 大量有机肥直排 水体或进行简单堆肥处理后长期重复施用 会导致 土壤养分迅速积累 统计数据显示 null 全国 nullnullnullnullnull 的调查点存在氮磷钾累积问题 超标面积达 nullnullnull 万 nullnull null 过量施用的氮肥中 nullnullnull 以上转换为硝态氮存 在土壤中 导致土壤板结 养分利用率下降等问题 此外 有机肥中重金属 病原菌等污染物也可能通过 重复施用逐渐积累 对土壤质量产生不利影响 有 机肥过量使用还可能导致土壤养分失衡 长期氮肥 过量使用导致钾缺乏问题逐渐凸显 已成为制约我 国主要农作物产量和质量提高的关键因素之一 同 时过量施氮也会抑制磷的有效性 降低作物对磷肥 的吸收利用率 null 土壤养分失衡会导致作物生长发 育不均衡 产量与品质下降 nullnullnull 泄露污染地下水和大气 农业有机废弃物资源化处理和利用过程中 可 能发生污染物泄露 污染地下水和大气环境 在存 储和运输环节 畜禽粪便 秸秆等未经处理的废弃物 堆存不当 会产生大量渗漏液 这些渗漏液含有高 浓度的有机物 氨氮 硝酸盐等污染物 很容易渗入 地下水体 或通过地表径流污染周围水环境 统计 数据显示 null 我国有机肥施用过程中约有 nullnullnull 的氮 素通过挥发或渗漏损失 这不仅浪费资源 也严重污 染水资源 另外 厌氧消化等处理过程中产生的沼 气 生物天然气等含有甲烷 氨等组分 这些气体从 存储和利用环节泄露 会增加温室气体排放和大气 污染 此外 有机肥田间施用过程中的挥发损耗也 向大气释放氨气 氮氧化物 臭气等污染物 影响大 气环境质量 因此 加强全过程的泄露监测与治理 是减少农业有机废弃物资源化利用过程中环境污染 的关键措施 nullnull 农业有机废弃物资源化利用的环境保护 策略与实施方针 nullnullnull 推广厌氧发酵减少温室气体排放 推广厌氧发酵技术 对畜禽粪便和秸秆进行资 源化利用 可以有效减少温室气体排放 厌氧发酵 是在无氧或微氧条件下 利用厌氧微生物对有机物 进行分解的过程 通过控制温度 nullnull 值 null null 比等 工艺条件 可以促进厌氧菌的催化作用 提高有机物 的转化效率 对畜禽粪便实施厌氧发酵 不仅可以 稳定脱水 降解有机物 也能有效收集处理过程中产 生的沼气 沼气作为一种清洁能源 其燃烧产生的 二氧化碳比自然排放的甲烷温室效应低 nullnull 倍 针 对我国年畜禽粪产量 nullnull 亿 null 如果全部采用厌氧消 化技术处理 按照每吨粪便可产生 nullnullnull null 沼气计算 一年可减少温室气体排放量约 nullnull 亿 nullnullnullnullnull 当量 同时 厌氧发酵产生的沼肥氮素利用率高 可以减少 直接排放和挥发损失 据估算 与简单堆肥比较 每 吨厌氧沼肥施用可减少温室气体排放 nullnullnullnullnullnull nullnull null 此外 秸秆也可以通过厌氧溶解技术降解成 沼液和高温炭化肥 代替化肥减少氮素挥发与温室 气体排放 因此 大力推广畜禽粪便和秸秆的厌氧 发酵技术 配套沼气综合利用系统 不仅可以获得清 洁能源 也是减少温室气体排放 实现碳中和的重要 途径 nullnullnull 完善资源化生产工艺控制二次污染 要控制农业有机废弃物资源化处理过程中的二 次污染 必须完善生产工艺 实施清洁生产 实现绿 色化利用 一是从源头减量化 可采用畜禽粪便标 准化收集与预处理 控制粪便中水分 降低挥发性物 质的生成 研究表明 将猪粪稳定性厌氧处理后 挥 发性固体物 nullnullnull 可降低 nullnullnullnullnull null 同时选择高效 的干燥技术 如微波干燥 红外线干燥等 降低粪便 中的挥发性有机物生成 二是工艺技术优化 可以 采用生物除味技术去除沼气中的硫化氢 氨等 减少 空气污染物排放 开展高温消化 曝气反硝化等处 nullnull 农业有机废弃物资源化利用对环境保护的影响及策略研究 徐长征 理 控制污水中的氮磷流失 使用生物炭等新型肥 料载体 抑制氨挥发 减少施用过程大气污染 三是 过程监控与处置 加强沼液 沼渣的存放 运输 利 用全过程监控 防止泄漏 建立雨污分流系统 避免 次生污染 采用良好的施用技术 控制有机肥挥发 氨损失在 nullnullnull 以下 同时将沼渣用于土壤改良 沼 液制备液肥 实现资源高值利用 四是健全配套政 策法规 完善污染物排放标准 实施排污许可管理 推行清洁生产审核制度 促进资源化利用行业绿色 发展 通过工艺技术创新与严格过程管理 可有效 控制农业有机废弃物资源化利用过程中的污染物生 成与排放 实现环境友好利用 nullnullnull 制定科学合理的有机肥施用标准 制定科学合理的有机肥施用标准 对保护土壤 环境 实现资源高效利用具有重要意义 首先 应根 据不同作物需肥规律和土壤肥力水平 科学确定有 机肥用量 一般来说 优质有机肥每公顷用量以折 合纯 养 分 计 氮 不 宜 超 过 nullnullnullnullnull 磷 不 宜 超 过 nullnullnullnullnullnull 同时 针对不同类型有机肥的肥效差异 合理确定折算系数 制定详细的用量指南 其次 应 根据不同作物根部分布特征和肥料释肥规律 优化 有机肥的施用方法 如水稻主要在移栽前施用基 肥 以提高肥效 对秸秆炭化肥等缓释型有机肥 可 以采用离肥施用技术 进一步提升利用率 减少浪 费 再次 要建立土壤测试与施肥评价体系 应定 期监测土壤有机质 全氮 碱解氮 有效磷 速效钾含 量变化 评估土壤肥力水平 同时评价不同有机肥 资源对作物产量 品质的影响 建立科学的肥效评价 标准 并以此调整肥料种类与用量 实现精准施肥 最后 完善有机肥质量标准体系 从原料选择 工艺 要求 产品指标等方面制定严格标准 促进有机肥生 产提质增效 保证产品质量 nullnullnull 加强泄露监测和防治体系建设 要减少农业有机废弃物资源化利用过程中的环 境泄露污染 必须建立完善的监测与防治体系 null 首先 加强全过程的在线监测与风险预警 在原料 收集 运输 处理等每个环节布设气味 nullnullnull nullnullnull 等联网监测设备 实时了解各组分的浓度变化 找出 易发生泄露的关键过程 对超标预警并快速反应 以沼气工程为例 应监测沼气收集系统 储存系统和 输配系统的压力变化 一旦检测到泄漏迹象 应立即 进行抢修 其次 建立日常维护管理制度 制定标 准化操作规程 加强设备状态检查与保养维修 消除 泄露隐患 合理制定沼渣 沼液等的贮存周转计划 避免长期积压引发渗漏 完善记录管理制度 及时 总结工作中出现的问题并持续改进 再次 加强事 故应急响应能力 建立应急预案与专业抢修队伍 发生事故后可以快速到位控制污染 此外 配备必 要的防护设备和泄露应急处理物资 有效控制污染 范围 同时加强与环境监管部门的信息共享与联 动 及时采取补救措施 最后 完善监管制度体系 加大执法检查力度 严肃处理违规行为 建立污染 责任追溯制度 促使各环节主体落实防治责任 通 过制度建设 确保资源化利用全过程的规范化管理 与环保要求 有效减少对环境的污染风险 nullnull 结语 我国农业有机废弃物的大量产生和不合理利 用 导致其堆存和资源化处理过程中产生温室气体 排放 二次污染等问题 严重影响环境质量 应对这 一挑战 必须进一步推进农业废弃物的减量化 资源 化 无害化利用 实现绿色发展 通过技术进步 规 范化管理和政策支持 农业有机废弃物资源化利用 必将向绿色 低碳 环保的方向转型发展 这不仅有 利于减轻环境负荷 也将促进传统农业由粗放型向 节约型 集约型方向转变 与环境友好共生 参考文献 null null 常小箭 李方向 王涛 等 null西安市农业有机废弃物资源 化利用现状及分析 null null陕西农业科学 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnull null null 马调霞 null环境规制下甘肃省农业废弃物资源化利用模 式优化研究 null null广东经济 nullnullnullnull null nullnull nullnullnullnull null null 董献彬 null农业有机废弃物资源化利用现状及展望研究 null null农村 null农业 null农民 null版 nullnullnullnull null nullnullnullnullnullnull null null 屠翰 徐钢 华永新 null杭州市区域性农业有机废弃物资 源化利用模式探讨 null null浙江农业科学 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null null 杜树旗 李宏 卜鹏楼 null农业有机废弃物资源化综合利 用的有效模式 甘肃元生公司实施循环经济产业化项 目调查 null null发展 nullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnull null null 汪洋 null全面推进畜禽养殖废弃物资源化利用 改善农业 生态环境 null null北方牧业 nullnullnullnull nullnull null nullnullnull null null 漆仲华 null农村环境保护与生态环境快速检测技术的结 合解析 null null数字农业与智能农机 nullnullnullnull null nullnull nullnullnullnull 作者简介 徐长征 男 nullnullnullnull年生 助理工程师 研究方向为废气 废 水 噪声 nullnull 数字农业与智能农机 第 null期 nullnullnullnull年 null月