燃燒秸稈的危害和廢物利用的科學

任寧生陳 凱 王路路

（1南京曉莊學院教師教育學院 江蘇 南京 211171；2南京曉莊學院生物化工與環境工程學院 江蘇 南京 211171）

近年來，南京城屢次遭受煙霾之災，焚燒秸稈的味道、濃重的煙霧嚴重影響了市民的日常生活，交通也受到了一定影響。據當地記者調查，農民在農田上直接燃燒秸稈是為了搶時間播種，當地政府也沒有非常好的管理措施，致使大片農田頻現“狼煙”。

不僅僅在南京，全國的很多地方在農作物收割時期，出現在農田里大量焚燒秸稈的情況。筆者將針對焚燒秸稈這一現象所產生的危害作簡要分析，并提出科學合理利用秸稈資源的建議。

一、燃燒秸稈危害分析

秸稈通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油料、棉花、甘蔗和其它農作物在收獲籽實后的剩余部分。這些農作物的秸稈普遍被遺棄堆積在田間地頭，相對潮濕，引燃時不能完全燃燒，會產生大量對眼睛、呼吸道有強烈刺激性的煙霧，其中含有大量的粉塵、液滴以及其它污染物，這些煙霧隨風擴散，對環境、人及其它動物產生嚴重的危害。

1．健康威脅

野外焚燒秸稈，導致空氣中總懸浮顆粒數量明顯升高，對人體健康造成嚴重危害。據測定，秸稈焚燒產生的煙霧中含有大量的CO等有毒的化學物質和懸浮顆粒，這些物質被人體吸入或接觸后將會造成傷害。特別是在小春收獲期間，遇到冷空氣下降，空氣對流慢時，加之秸稈焚燒區域、時段均相對集中，在短時期內大量煙霧很難散盡，嚴重影響了空氣質量，使人們的呼吸道、眼科疾病發病率和復發率明顯提高，對中老年和兒童及患有呼吸道疾病的人影響最大，嚴重時會造成人畜窒息。燃燒秸稈的過程中會產生多種有毒化學物質，除了可吸入顆粒物，還包括一定量的多環芳烴、氮氧化合物和硫氧化合物，對人民的身體健康構成直接威脅。

2．財產隱患

野外集中焚燒秸稈時，加速空氣的對流，增加風速，容易改變風向，還會產生飄浮于空中的“火團”，人為難于控制，容易竄至院落和田間，引發房屋、農作物的火災，造成人、畜傷亡，農作物、財產損失。

3．交通隱患

野外焚燒秸稈，形成滾滾濃煙，增加了空氣中的粉塵。煙霧對陽光具有一定的吸收和散射能力，減少了太陽光的輻射強度，使大氣變得渾濁，大大降低了空氣能見度，嚴重時影響到民航、鐵路、高速公路的正常運營，對交通構成潛在威脅。

4．社會隱患

野外集中焚燒秸稈，人人深受其害。在農村，因焚燒秸稈引發的火災，造成鄰里矛盾；在城市，市民生活規律被打亂，不能進行休閑鍛煉，在一定程度上加劇了社會矛盾，給社會和諧帶來了壓力。

5．破壞生態平衡

土壤的每個組分都有自身的理化性質，相互間處于相對穩定或變化狀態。小范圍內，土壤中的有機物質、養分、水熱資源處于一種平衡，秸稈焚燒破壞了這種平衡。

（1）燒死微生物

焚燒秸稈時產生的溫度高達700℃，大量有益微生物被燒死、破壞了“土肥相融”，使腐殖質與礦質土粒緊密結合形成的有機無機復合膠體解體，把“活土”變成了“死土”。

（2）燒毀有機物

使秸稈中的炭、氮、木質纖維、樹脂等有機物質燃燒殆盡，只剩下一點灰分和無機元素，失去由秸稈還田增加土壤有機質帶來的種種益處。

（3）燃油殘留物污染土壤

機收后的秸稈，一般不能直接點火燃燒，很多農戶均向秸稈添灑燃油后才進行焚燒，燃油中的重金屬等有害物質直接或間接遺留在土壤中，造成土壤污染。

6．浪費生物資源

我國是一個農業大國，有著豐富的生物質能（綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能存儲在生物質內部的能量）資源。農作物秸稈是農業生產系統中一項寶貴的生物資源，也是保持生態平衡的重要物質基礎。專家表示，如果將1畝麥類秸稈直接還田，相當于增施55公斤有機質，15公斤碳銨、3公斤過磷酸鈣、7．5公斤硫酸鉀。如果將秸稈焚燒處理，其中碳損失80%以上，氮損失70%，磷、鉀損失30%，且剩余的約25%的磷均轉化為緩效態或固定態，難以發揮肥料效用。

二、秸稈的科學廢物利用

1．送入氣化爐，秸稈變三寶

利用技術將農作物秸稈包括稻殼、果殼等送入氣化爐，有限量地供氧或通過菌物發酵產生可燃性氣體，再進行氣液固分離得到三寶的“母體”。

分離出的氣體如甲烷、一氧化碳可用于發電，或轉化為家用燃氣；液體則通過冷凝回收得到醋液，可作為飼料行業的消毒液；而分理出的固體炭，富含作物生長的營養元素，對水和肥具有長效緩釋作用，可以用于改良重金屬污染和已經退化的土壤，也可以加工為家用吸附炭包。由此可見，充分利用秸稈氣化分離產品使原本的農作物殘留成為工業三寶。

此外，建設這樣的秸稈加工廠并不需要長途運輸，一個鄉鎮甚至一個村就可以獨立建成。而秸稈提煉燃氣、醋液和固體炭的過程產生的二氧化碳足以被植物吸收并不會造成污染。

2．粉碎粘合，成環保板材

對秸稈進行粉碎、干燥等程序以后，再進行粘合等多道工藝就可制成結實耐用的秸稈人造板。同時，粘合工藝中使用的粘合劑是一種新型生態粘合劑，甲醛的排放量為零。有專家表示，這種板材在強度、吸收膨脹率等性能上都很好，完全可以替代木質板。

將秸稈制成人造板替代木材原料生產人造板是當今國內外人造板技術領域的重要研究方向，對開拓我國人造板產業的原料來源、解決秸稈的處理問題、發展農村經濟增加農民收入、增加就業機會都具有重要意義。

3．壓塊固化，秸稈制成型燃料

秸稈固化成型燃料，也叫秸稈壓塊燃料，是將秸稈粉碎后，單種或多種秸稈配合，采用機械設備壓縮制成塊狀，棒狀或顆粒狀。該燃料既可用于城鄉居民生活，又可用作工農業生產燃料（如燒鍋爐、干燥農副產品、發電等），亦可進行深加工，生產人工木炭和活性炭等高附加值產品。

開發利用秸稈固化成型燃料，可使農村多余廢棄的秸稈等生物質能變廢為寶、化害為利，不僅能夠解決農村無效焚燒造成的環境污染和火災隱患，給剩余秸稈等提供有效益的出路，而且能夠節省大量一次性能源，大大減少二氧化硫的排放量。

4．正確燃燒，秸稈能發電

秸稈直接用于發電在我國早有先例，南方的一些地方就利用甘蔗渣摻燒來發電。而要利用秸稈發電，也只需要對現有電廠鍋爐爐膛稍加改造，再增加輸料和袋式除塵裝置即可。以秸稈替代部分煤炭作為燃料，并不會影響發電機組的正常運行，并且在集中處理秸稈時只要技術處理得當，還可以起到改善環境的作用。發電產生的秸稈灰渣還是鉀肥可直接利用或進一步加工作復合肥。

秸稈的合理利用在保護環境的同時，還可以帶來很大的經濟效益。拿秸稈發電來說，一個2×12MW電廠如果采用秸稈燃燒發電，據估算可使農民每年增加2000萬元的收入。

三、小結

“世界上沒有垃圾，只有放錯地方的資源”，秸稈作為一種新型的生物質能，如將這些生物質能和其他可再生能源充分利用，部分替代化石能源，以緩解當今的能源危機不是沒有可能。我國可利用的生物質資源潛力很可觀，其中農作物秸稈產量約7億噸，充分運用秸稈將會為解決國家的能源緊缺問題有著巨大的貢獻。如果能夠將農作物秸稈的無效焚燒用作生物質能資源的開發將是未來廢物利用能源發展戰略的重要內容之一。

不過秸稈通常滯留在地里，農民收集積極性不高，即使個別農戶收集，也由于總體過于分散、運費過高、秸稈加工效益偏低等原因，缺少專門的收購人員。因此，要讓秸稈實現合理利用變廢為寶，還需要政府部門盡快出臺有效措施，給予適當的引導和補助，與人民大眾一起將環境保護和合理利用資源這場“持久戰”打下去！

［1］ 吳少杰．秸稈焚燃污染與生物質能的開發利用［J］．資源與人居環境，2008，（1）：26-28

［2］ 李泉臨，秦大東．秸稈固化成型燃料開發利用初探［J］．可再生能源 2008，（5）：116-118