餐廚廢棄物的環境昆蟲處理途徑及資源化利用探討

劉玉升，駱洪義，葉保華

（山東農業大學植物保護學院資源與環境學院，山東泰安271018）

餐廚廢棄物，指的是餐飲服務、食品加工、單位供餐活動中產生的食品殘余和加工廢料。近年來隨著我國城鎮化進程加快，人口集中度增加，集中消費、集中廢棄的現象愈加突出；生活水平提高，社會交往頻繁，餐廚廢棄物大量增加。綜合數據顯示，我國13億人口的飲食消費數量巨大，目前僅餐飲業日產餐廚廢棄物達13萬t之巨，估計我國城市餐廚垃圾的年產生量不低于 5 000～6 000 萬 t。

餐廚廢棄物具有廢物與資源的雙重特性，廢棄則成為環境污染源，利用則成為一類特殊資源。解決餐廚廢棄物的根本出路在于堅持“減量化、無害化、資源化”的原則，以集中收運為基礎，以技術創新為支撐，以產業化推進為動力，以政策法規為保障，通過政府與社會各種資金的進入，開展產業化轉化處理。

1 餐廚廢棄物無害化處置與資源化利用的意義

1.1 餐廚廢棄物的產生與危害

隨著我國快速城鎮化進程，人口聚居度和城市流動人口劇增，同時人們生活節奏的加快、經濟收入的提高、消費觀念的轉變、社會交往的頻繁，都促進了第三產業的發展，從而導致餐廚廢棄物成為新的社會難題。

目前，絕大多數餐廚廢棄物除部分出賣給非法收集者外，其余部分的主要處置手段仍是混入城市生活垃圾進行焚燒和填埋，但餐廚垃圾水分、有機物含量很高，在存放、收集、轉運及填埋過程中，易腐爛發臭和滋生蚊蠅，污水流溢，嚴重污染周圍環境。焚燒時，常不能滿足垃圾發電的熱值要求，還要增加助燃燃料，燃燒不充分易產生二惡英；填埋時，同樣會因含水分高而不易處理，且焚燒、填埋都導致大量有機物的浪費，因此餐廚垃圾有必要進行單獨處理。

1.2 餐廚廢棄物處置利用的意義

餐廚廢棄物科學處理可以解決環境污染及實現“地溝油”的源頭治理。餐廚廢棄物未經處理存放一段時間后，經過復雜的生物化學反應，可以產生沼氣及具有惡臭氣味的物質，其散發空中，則會影響空氣質量；腐敗流失，會造成地下水污染；流向江河會造成水體營養化。同時，“地溝油”質量差、不衛生，過氧化值、酸價、水分嚴重超標，含有毒素。一旦食用，則會破壞白血球和消化道黏膜，引起食物中毒，甚至致癌。

2 餐廚廢棄物處理的生物技術現狀

餐廚廢棄物含大量的營養物質，主要成分是廢棄蛋白質、淀粉和油脂，其中水分占80%～90%，干物質占10%～20%。干物質中蛋白質含量在20%以上，含粗脂肪12%以上。

目前社會關注較多的餐廚廢棄物資源化利用技術是將餐廚廢棄物作為原料，采用厭氧發酵技術，經過微生物菌群的轉化，形成有機肥和動物飼料，但由于微生物菌種本身的問題、微生物轉化處理能力及徹底程度問題，對于其產品的安全性尚有探討之處。如高溫處理，可能會產生一些劇毒物質如二惡英，如果處理得不夠，就不能殺滅一些耐熱的微生物、病毒，存在安全隱患。

2.1 餐廚廢棄物制作有機肥的隱患

從餐廚垃圾成分方面分析，餐廚垃圾中鹽分、油脂對有機肥品質產生影響。有機肥的品質在一定程度上受到餐廚垃圾中油脂含量、鹽分含量等因素影響，高鹽分的堆肥產品將抑制植物的生長，如果長期使用還會導致土壤的鹽堿化。因此，如何降低鹽分在堆肥產品中的含量以及其對植物的影響還有待進一步的研究。

2.2 餐廚垃圾制作動物飼料的隱患

餐廚廢棄物無害化處理作為畜禽飼料應用分兩種方式：一個是通過蒸煮、壓榨等物理處理的方式，但這種方法容易造成營養物質的破壞，而由高溫處理又容易產生劇毒物質二惡英；二是微生物發酵的方法。

餐廚廢棄物飼料化后，因其含有脊椎動物源性成分，存在同源性污染的潛在風險。由于餐廚廢棄物中各類動物的肉、骨、內臟混合在一起無法準確分選開，因此用這種原料做飼料，在動物食品安全問題上存在重大隱患。未經處理的餐廚廢棄物危害很大，如果直接用以飼養畜禽，會對畜禽健康形成較大威脅，并可能通過畜禽體內毒素、有害物質的積累，對人體健康危害，從而造成人畜之間的交叉感染，因此這種食物鏈銜接形式隱藏著巨大的病原體轉移與擴散的威脅。

3 餐廚廢棄物無害化處理和資源化利用的環境昆蟲途徑

如何選用技術可靠、安全衛生、經濟適用、環境達標的處理技術，從根本上實現我國餐廚廢棄物“減量化、資源化、無害化”的治理目標，真正做到化害為利、變廢為寶，是面臨的一項重要的社會發展戰略任務。

利用環境昆蟲的腐食性取食行為轉化處理餐廚廢棄物，已經引起世界一些國家及有關國際組織的關注，我國多家大學和研究單位也開展了積極的探索。環境昆蟲是指在自然界中能清除腐植質垃圾及動物尸體的腐食性昆蟲，這類昆蟲目前已知有100余種。自然界中常見種類為埋葬蟲、皮蠹等甲蟲，它們專門嗜食各種動物尸體；蜣螂、糞金龜、蠅蛆、黑水虻等昆蟲專門嗜食人畜及家禽糞便。人工生產的種類有黃粉蟲、大麥蟲、中華真地鱉、美洲大蠊、家蠅、黑水虻等。根據環境昆蟲的腐食性自然習性，將餐廚廢棄物加工成環境昆蟲的飼料，可以規避將餐廚廢棄物作為畜禽飼料蛋白源所存在的各種風險和技術問題。對餐廚廢棄物加工后，通過環境昆蟲的過腹轉化處理，是一條生態環境安全、保障蛋白安全和經濟可行的技術途徑。

目前已經利用餐廚廢棄物處理物作為飼料的環境昆蟲有黃粉蟲、黑水虻和白星花金龜。

3.1 黃粉蟲

黃粉蟲隸屬于鞘翅目，擬步甲科，粉甲屬。黃粉蟲在自然界已經不能生存，成為一個完全人工馴化生產種類。目前已經實現大規模工廠化生產方式，形成了完善的產業鏈結構。一般生產養殖主要以麥麩、青菜為飼料，青菜主要有白菜、蘿卜、甘藍、土豆、瓜類、野菜等。

黃粉蟲具有成蟲、卵、幼蟲和蛹4個生長發育階段，成蟲、幼蟲均可取食餐廚廢棄物或餐廚廢棄物的厭氧發酵處理物，但用于餐廚廢棄物轉化處理的主要階段為其5齡后幼蟲期。利用餐廚廢棄物的料蟲比為（5～6）∶1，蟲體日增長量保持在8%～10%，同時產出2份蟲糞。

3.2 黑水虻

黑水虻是雙翅目水虻科的一種昆蟲，起源于南美洲的熱帶草原上，在自然界中主要以動物的糞便和尸體為食。目前已經實現了大規模工廠化生產方式，形成了完善的產業鏈結構。

黑水虻具有成蟲、卵、幼蟲和蛹4個生長發育階段，用于餐廚廢棄物轉化處理的蟲態為其2齡后幼蟲期。利用餐廚廢棄物的料蟲比為（3～4）∶1，同時產出1份蟲糞。

3.3 白星花金龜

白星花金龜屬于鞘翅目、花金龜科的種類。在農村各種秸稈（小麥、玉米、水稻、蔬菜秧蔓等）及雜草、食用菌菌棒堆放處，底部與土壤接觸部位，由于下雨積水、秸稈本身釋放水分等原因，造成秸稈、草垛的底部腐爛，在這些腐草中，自然滋生大量白星花金龜的幼蟲。目前逐步實現規模生產。

白星花金龜具有成蟲、卵、幼蟲和蛹4個生長發育階段，用于餐廚廢棄物轉化處理的蟲態為其2齡后幼蟲期。利用餐廚廢棄物的料蟲比為（6～8）：1，同時產出2份蟲糞。

3.4 蟲粉和蟲糞的利用

黃粉蟲干粉的蛋白質含量為48%～54%；黑水虻粗蛋白含量占干重的42%～44%；白星花金龜成蟲粗蛋白含量占干重的67%，幼蟲46%。將3種環境昆蟲的活體直接飼喂雞鴨和魚等，也可以烘干制粉混合利用。

蟲糞可以作為有機肥利用,在黃瓜、西紅柿、大白菜上結合水肥一體化技術，大大提高了蔬菜品質，Vc含量、可溶性糖含量及胡蘿卜素含量均有所增加，硝酸鹽含量則顯著降低。