園林綠化廢棄物資源化利用的探討

王進(jìn)丹，張 蘇，吳曉華

(1．浙江省建德市楊村橋鎮(zhèn)人民政府，浙江建德 311600;2．建德市大同鎮(zhèn)人民政府，浙江建德 311600;3.浙江農(nóng)林大學(xué)風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江臨安 311300)

隨著城市園林綠化的發(fā)展，城市綠地面積迅速擴(kuò)大，園林廢棄物如枯枝落葉 (植物調(diào)落物)、樹木修剪物、草坪修剪物、雜草、種子和殘花等的量越來(lái)越大。數(shù)據(jù)顯示，北京地區(qū)2007年年產(chǎn)園林綠化廢棄物236萬(wàn)t［1］，上海每年僅行道樹修剪至少產(chǎn)生10萬(wàn)t左右的樹枝，深圳2005年麥莎臺(tái)風(fēng)就產(chǎn)生了近2 000車的樹枝落葉［2］。這些廢棄物處理的傳統(tǒng)做法是焚燒或填埋，這不僅造成了環(huán)境污染，也帶來(lái)了資源的浪費(fèi)。早在20世紀(jì)90年代，不少發(fā)達(dá)國(guó)家已頒布法令禁止園林廢棄物的填埋和焚燒［3］。受政策、資金和技術(shù)等多方面的影響，目前國(guó)內(nèi)大部分城市的園林廢棄物仍然采用填埋或焚燒等途徑處理。如何處理城市園林生態(tài)系統(tǒng)中的廢棄物，避免使之遺棄于環(huán)境，加重環(huán)境負(fù)擔(dān)，是擺在我們每一個(gè)園林工作者面前的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。

大量研究表明，園林廢棄物的再利用除了可以增加土壤肥力外，還具有創(chuàng)造野生動(dòng)物棲息地、抑制雜草生長(zhǎng)、增加雨水滲透性、減少土壤侵蝕和地表徑流、降低地表?yè)P(yáng)塵和大氣懸浮物等重要功能［4］，可提高綠地的自肥和自我維持能力。還有研究表明城市綠地覆蓋物能減少城市土壤中鉛的毒害，園林廢棄物堆肥被利用來(lái)進(jìn)行有機(jī)污染的城市土壤修復(fù)［5］。園林植物廢棄物對(duì)維護(hù)整個(gè)城市土壤生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)以及植物生長(zhǎng)起著重要作用。園林廢棄物無(wú)害化、資源化利用符合當(dāng)前節(jié)約經(jīng)濟(jì)宗旨，是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 國(guó)外再利用的實(shí)踐

一些發(fā)達(dá)國(guó)家較早就開始對(duì)園林綠化廢棄的利用進(jìn)行研究，利用現(xiàn)代堆肥技術(shù)、各種工藝系統(tǒng)和配套設(shè)備，對(duì)園林綠化廢棄利用的規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化程度高，宣傳力度大，公眾認(rèn)知程度廣，其經(jīng)驗(yàn)和做法值得我們借鑒。

1.1 美國(guó)

美國(guó)城市綠化已經(jīng)走出了利用自然土壤的傳統(tǒng)時(shí)代，取而代之的是利用城鄉(xiāng)廢棄物，如枯枝落葉、工廠下腳料、生活垃圾等生產(chǎn)再生土、堆肥來(lái)替代自然土壤，用于城市綠化用土和土壤改良。同時(shí)也經(jīng)常采取地面鋪設(shè)的循環(huán)方式讓庭院廢棄物自然降解，也就是將樹枝、落葉等粉碎處理后進(jìn)行地面直接覆蓋。紐約植物園建立的永久性堆肥場(chǎng)面積達(dá)2 787 m2，使交送環(huán)衛(wèi)局處理的垃圾減少了1/2［6］。

1.2 歐洲國(guó)家

園林綠化廢棄物再利用在歐美等國(guó)已經(jīng)發(fā)展成為相當(dāng)成熟的產(chǎn)業(yè)，可以加工處理為綠地覆蓋物(基質(zhì))、有機(jī)肥、非常規(guī)飼料等多種產(chǎn)品，滿足不同的需求。同時(shí)對(duì)城市有機(jī)廢棄物的管理有嚴(yán)格的法規(guī)，如歐盟的土地填埋法對(duì)可降解的有機(jī)廢棄物進(jìn)入填埋場(chǎng)的比例有嚴(yán)格控制，并逐年降低;氮素法嚴(yán)格規(guī)定了單位土地面積化肥使用量，有力促進(jìn)了有機(jī)堆肥的市場(chǎng)發(fā)展。布魯塞爾等較大的城市綠化服務(wù)機(jī)構(gòu)較早就開始用混合堆肥的方式處理綠地有機(jī)廢棄物，城市建有15個(gè)大型露天堆肥場(chǎng)，4個(gè)安置場(chǎng)，處理園林綠化廢棄物達(dá)21.6萬(wàn)t。比利時(shí)政府也鼓勵(lì)家庭堆肥，市民可以按生產(chǎn)的堆肥量從當(dāng)局獲得補(bǔ)貼。在英國(guó)、葡萄牙等國(guó)，植物園成為園林綠化廢棄物堆肥處理最好的宣傳陣地，如邱園植物園、葡萄牙馬德拉植物園等［7］。

1.3 日本

在日本，采取多種堆肥方法來(lái)處理園林綠化廢棄物。用樹皮堆肥發(fā)酵制作肥料，用可移動(dòng)的粉碎設(shè)備將樹木的剪枝等就地粉碎后堆肥，鼓勵(lì)家庭制作活性堆肥;各類發(fā)酵劑和小型堆肥配套機(jī)械種類齊全，不少園林綠地都建有配套的堆肥場(chǎng)。

2 利用現(xiàn)狀

2.1 北京市

北京城區(qū)建成了幾座大型的園林綠化廢棄物集中處理廠。北京市東壩苗圃土壤基質(zhì)加工廠將樹枝、落葉、碎草等處理，生產(chǎn)土壤基質(zhì)。豐臺(tái)區(qū)草橋植物垃圾處理廠將綠化廢棄物通過微生物發(fā)酵后，生產(chǎn)作為菊花、草坪等粗放型種植的花卉的肥料。

2.2 上海市

2008年上海市公布《園林植物廢棄物處理處置技術(shù)》，規(guī)定政府給予政策支持，將園林綠化廢棄物納入城市有機(jī)廢棄物系列，給予綠化部門同等政策補(bǔ)貼，以解決目前經(jīng)費(fèi)困難。上海市是國(guó)內(nèi)最先出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)和支持園林綠化廢棄物處理的城市。

3 利用方式

當(dāng)前我國(guó)園林綠化廢棄物利用的方式主要有制成板材、做食用菌培養(yǎng)料、作扦插材料、作有機(jī)肥料、制取沼氣、生產(chǎn)乙醇和發(fā)電等 (圖1)。

3.1 制成板材、木屑?jí)褐瓢?/h3>

在園林綠化廢棄物中的主干部分可以根據(jù)不同樹種進(jìn)行分類，將修剪下來(lái)的大的樹干、樹枝集中運(yùn)往工廠，將其中較大成材桿直接制成板材，經(jīng)過粗加工處理壓制成板材。但是因園林綠化廢棄物粉碎顆粒材質(zhì)疏松，造成板材承壓力差，其使用范圍和消費(fèi)者接受度都很有限。對(duì)其中不能扦插和不成材的枝干用作造紙或提取化學(xué)原料。

3.2 作食用菌培養(yǎng)料

園林綠化廢棄的闊葉樹木和木屑均可作食用菌培養(yǎng)料，通過按一定比例添加無(wú)機(jī)鹽類和糖類制成食用菌的營(yíng)養(yǎng)料［8］。這種食用菌培養(yǎng)料比傳統(tǒng)的食用菌棒有更多優(yōu)勢(shì)，它基本上沒有農(nóng)藥殘留和化學(xué)殘留，可以用于生產(chǎn)一些高檔的蘑菇。因此，利用園林綠化廢棄物培養(yǎng)食用菌，既可減少園林生態(tài)系統(tǒng)中廢棄物的含量，又可增加收入。

3.3 扦插

園林綠化廢棄物組成成分中93% 為小枝、葉及草本等，而園林綠化大部分樹種的枝葉都可以進(jìn)行扦插。扦插是植物繁殖最常見的方法之一，它具有繁殖快、遺傳變化小、易采集、管理方便等特點(diǎn)。對(duì)園林綠化廢棄物中可扦插繁殖的枝條進(jìn)行苗圃繁殖，這不僅利用了資源，也縮短成苗的周期，大大提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 作有機(jī)肥料和土壤改良劑

有機(jī)堆肥處置園林廢棄物生成有機(jī)肥料和土壤改良劑是目前園林廢棄物資源化最主要的利用方式。有機(jī)堆肥就是對(duì)收集后的綠化廢棄物進(jìn)行粉碎，利用微生物在一定溫度、濕度、pH等條件下，使園林綠化有機(jī)廢棄物發(fā)生生物化學(xué)降解，形成有機(jī)肥料和土壤改良劑的過程，達(dá)到無(wú)害化、減量化、資源利用的目的。

傳統(tǒng)有機(jī)廢棄物堆肥歷史悠久，而現(xiàn)代的堆肥技術(shù)發(fā)展于20世紀(jì)30年代，出現(xiàn)了稱為印多爾 (Indore)堆肥法，以在堆肥方法上出現(xiàn)了堆體、翻堆和發(fā)酵有效控制為標(biāo)志［6］。90年代后，各國(guó)堆肥處理呈上升的發(fā)展趨勢(shì)，堆肥的發(fā)酵工藝、技術(shù)和設(shè)備日趨完善，機(jī)械化程度提高，進(jìn)入了規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，逐漸成為可降解有機(jī)物的再生利用、廢棄物減量和資源化的最佳途徑。園林有機(jī)廢棄物含有豐富的氮磷鉀等養(yǎng)分，經(jīng)過堆肥等處理后可以作為肥料施用在土壤中，能增加土壤有效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量，刺激土壤微生物的活性，改善土壤的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，增大土壤孔隙度，增強(qiáng)土壤的保水保肥能力。目前，國(guó)內(nèi)一些大城市，如上海、北京、廣州和深圳，已經(jīng)開始進(jìn)行園林綠化有機(jī)廢棄物的堆肥化利用［9］。綠化廢棄物堆肥主要可生產(chǎn)以下類型的產(chǎn)品:園藝基質(zhì)，應(yīng)用于園藝生產(chǎn)，是草炭理想的替代物;立體綠化輕型營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，堆肥產(chǎn)品肥力、物理性狀都優(yōu)于草炭、珍珠巖，已逐步成為立體綠化基質(zhì)的首選;園林綠地覆蓋物，落葉、樹枝等都非常適合在發(fā)酵后作為綠地覆蓋物使用;有機(jī)復(fù)混肥，通過混合配比，作為草坪養(yǎng)護(hù)，花卉、作物有機(jī)肥料，因?yàn)樘砑泳N發(fā)酵的堆肥本身具有生物活性，有利于土壤的修復(fù)。

圖1 我國(guó)園林綠化廢棄物資源化利用的方式

有機(jī)肥制備主要有堆肥和漚肥2種方式，堆肥是在好氣微生物作用下，漚肥是在水淹條件下、在嫌氣菌作用下進(jìn)行腐熟制成。

制取堆肥。首先將糞便加水?dāng)囅。瑢⑼習(xí)窀赡胨椋缓髮⑼痢@林綠化廢棄物和糞便按一定比例混合，澆上糞稀，一層層堆制發(fā)酵而成，或者用熱性肥料 (如馬、羊糞)做熱源點(diǎn)，把上述3種物質(zhì)堆于熱性肥料周圍，澆上糞稀，堆制而成。制取堆肥時(shí)要在糞堆頂部插一根木棍，以保持好氣菌的活動(dòng)，溫度不能過高，過高則要潑水降溫。

制取漚肥。一般多用坑式，先將園林綠化廢棄如樹葉、雜草等切碎鋪于坑底，約15 cm厚，再鋪上動(dòng)物糞便，澆上人糞尿和水，將樹葉、雜草全部淹沒，待肥料發(fā)酵，糞水呈黑綠色時(shí)，再加上一層。然后再加草和樹葉、騾馬糞等，如此一層層堆至近地面，最后灌水。漚肥時(shí)坑面要保持一定水層，不能缺水。

3.5 作飼料

可以把園林綠化廢棄物的青嫩部分，如草坪修剪物等統(tǒng)一收集、運(yùn)輸，曬干制成青干草，或者經(jīng)過加工制成草粉或飼料。青貯是利用特制窖將青貯飼料壓緊密封，以乳酸菌發(fā)酵而成。方法如下:選擇地勢(shì)高燥、土壤堅(jiān)實(shí)處砌一高窖，將鮮嫩的園林綠化廢棄物去除腐爛部分和泥土等雜質(zhì)，并控制含水量，切碎后鋪入窖內(nèi)逐漸踩實(shí)，不留有空隙，在裝至高出地面0.5 m左右時(shí)，蓋一層干草，再堆1 m左右厚的土，使窖頂呈饅頭形，封窖后半月內(nèi)，土層每天會(huì)下降，應(yīng)繼續(xù)填補(bǔ)，經(jīng)過一段時(shí)間發(fā)酵，飼料呈黃綠色并有酸香味即成?？扇〕鲲曈没蚶^續(xù)貯存。青貯飼料較干草具有所占空間少、可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不易損失、飼料可口性增加等優(yōu)點(diǎn)。但是作為動(dòng)物飼料，又因植物葉子含有單寧類物質(zhì)而常引起動(dòng)物拒食現(xiàn)象，并且蛋白質(zhì)含量較低，缺乏維生素，因而生物學(xué)利用率較差，不宜全部喂此類飼料，只能作為搭配種類。

3.6 制取沼氣

沼氣是有機(jī)物在隔絕氧氣的條件下經(jīng)過多種微生物發(fā)酵而產(chǎn)生的一種混合氣體。沼氣發(fā)酵過程是在無(wú)須日光、氧氣和氧化劑條件下的厭氧發(fā)酵。沼氣細(xì)菌需要碳素和氮素營(yíng)養(yǎng)。園林綠化廢棄物由于含有豐富的碳源，可以作為沼氣的原料，同時(shí)利用人類糞尿和動(dòng)物糞便為沼氣池發(fā)酵提供氮源，接種含甲烷細(xì)菌或者腐熟好的糞便為沼氣池啟動(dòng)提供所需的微生物細(xì)菌。

沼氣池經(jīng)厭氧發(fā)酵，從沼氣系統(tǒng)中排出的氣體有甲烷、二氧化碳和硫化氫。硫化氫是有毒氣體，需處理。處理硫化氫，可使之通過石灰水洗滌器或采用固體吸附。沼氣可以用作燃料，也可以用來(lái)發(fā)電，對(duì)于推動(dòng)城市園林現(xiàn)代化和小城鎮(zhèn)園林化具有重要意義。沼氣池發(fā)酵的熟料，一般都是液體或半液體，可按液體肥使用，也可拌入堆肥中作追肥和底肥。厭氧發(fā)酵為人畜糞便處理提供了一種衛(wèi)生方法，降低了廢棄物中有機(jī)質(zhì)的含量，草籽被消滅，病毒被消滅或者大大減少。污泥肥效高，并能作土壤改良劑。

3.7 生產(chǎn)乙醇

由于全球能源危機(jī)的加劇，許多國(guó)家致力于開發(fā)和利用可再生能源，生物質(zhì)乙醇和生物質(zhì)能源以其清潔性和廣泛性得到人們的特別關(guān)注。自然界中的麥糠、秸稈、谷殼、雜草及工業(yè)廢紙、木屑等纖維素除少量用于造紙外并未被充分利用。2011年北京林業(yè)大學(xué)李智［10］對(duì)利用雜草、木屑等園林綠化廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精進(jìn)行了試驗(yàn)分析，工藝路線如圖2所示。

圖2 發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精的工藝路線

將園林綠化廢棄物中雜草和木屑等與1% 的稀硫酸按一定比例混合 (固液比為1∶10)，121℃蒸煮120 min，趁熱過濾，并用4倍園林廢棄物重量的熱水沖洗，由于濾液中含有一定的硫酸，將濾液重新泵打回蒸煮鍋中，濾渣進(jìn)入固態(tài)發(fā)酵罐(控制濾渣中殘存的酸度為pH值4.8左右)。在連續(xù)操作中，該系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)添加1% 的稀硫酸，一旦連續(xù)操作系統(tǒng)正常運(yùn)行，就可以通過補(bǔ)加少量濃硫酸來(lái)控制蒸煮過程中料液的酸度。將液態(tài)蒸餾與固態(tài)蒸餾出的酒精進(jìn)行精餾，得到 95%(V∶V)的酒精，由于酒精的生產(chǎn)原料為纖維素，不符合國(guó)標(biāo)有關(guān)食用酒精標(biāo)準(zhǔn)，所以生產(chǎn)出來(lái)的酒精一般直接作為燃料或添加到汽油中制成“汽油乙醇”。

3.8 發(fā)電

垃圾發(fā)電技術(shù)是利用垃圾堆積或燃燒產(chǎn)生的熱作為動(dòng)力來(lái)進(jìn)行發(fā)電，園林綠化廢棄物燃燒和堆積可產(chǎn)生大量的熱，因此可用來(lái)發(fā)電。將來(lái)，隨著垃圾發(fā)電技術(shù)工序的簡(jiǎn)化和普及，園林綠化廢棄物在垃圾發(fā)電的應(yīng)用一定會(huì)越來(lái)越廣泛。同時(shí)隨著我國(guó)生物電廠的不斷增加，對(duì)生物能燃料的需求會(huì)越來(lái)越多，為了滿足這種需要，必然要求重視園林綠化廢棄物的回收利用，使園林廢棄物的回收、加工、轉(zhuǎn)換形成一個(gè)穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)鏈。

4 思考和建議

4.1 思考

園林綠化廢棄物處理面臨壓力巨大。園林綠化廢棄物有總量大、種類多、處理難等特點(diǎn)，給其銷納帶來(lái)巨大的壓力。園林綠化廢棄物本身不易壓實(shí)，占用空間，來(lái)源廣泛，不易收集，不便運(yùn)輸，且沒有統(tǒng)一的處理指導(dǎo)規(guī)范，沒有專門的技術(shù)，沒有較好產(chǎn)業(yè)化形式，尚未形成規(guī)?；幚?。

花木基質(zhì)的需求造成對(duì)自然資源的危害。隨著人們物質(zhì)文化水平的提高，花木基質(zhì)的需求不斷增加，目前靠進(jìn)口和開采不可再生資源泥炭解決花木基質(zhì)問題并非長(zhǎng)久之策。

對(duì)園林綠化廢棄物處理認(rèn)識(shí)不足。人們對(duì)園林綠化廢棄物的處理以及環(huán)保基質(zhì)、有機(jī)肥在綠化和環(huán)境中的應(yīng)用價(jià)值普遍認(rèn)識(shí)不足。園林綠化廢棄物作為城市垃圾的組成部分，對(duì)它的處理國(guó)內(nèi)還沒有引起足夠的重視。

資源化再利用十分必要。園林綠化廢棄物資源化再利用不僅是處理城市垃圾、滿足市場(chǎng)的需要，更是循環(huán)經(jīng)濟(jì)題中之義，是構(gòu)建和諧社會(huì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。

資源化再利用缺少相應(yīng)的政策支持、技術(shù)規(guī)范和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。園林綠化廢棄物的處理缺少宏觀的規(guī)劃和布局指導(dǎo)。從收集、運(yùn)輸、粉碎、生產(chǎn)都缺乏具體的規(guī)章制度，規(guī)范要求，形不成完整的循環(huán)體系。

政府資金投入少。目前，園林綠化廢棄物資源化再利用資金的投入少。此行業(yè)是一項(xiàng)公益性強(qiáng)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)，離不開政府的扶持。政府將資金投向這些新興領(lǐng)域，對(duì)于突破技術(shù)瓶頸，形成產(chǎn)業(yè)化處理規(guī)模，構(gòu)建園林廢棄物循環(huán)處理模式，推進(jìn)園林綠化循環(huán)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)有重要意義。

4.2 建議

加強(qiáng)政府宏觀調(diào)控，促進(jìn)健康發(fā)展。政府部門加強(qiáng)調(diào)研，根據(jù)城市構(gòu)架和區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)合理規(guī)劃和布局，同時(shí)出臺(tái)資金、政策的扶持方案，做好政策跟進(jìn)。

規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成規(guī)模化生產(chǎn)。加強(qiáng)調(diào)研、協(xié)調(diào)、指導(dǎo)，出臺(tái)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，將綠化廢棄物的收集、處理、加工、再利用等環(huán)節(jié)串聯(lián)起來(lái)，使之成為一條資源循環(huán)利用的產(chǎn)業(yè)鏈。

開展科普活動(dòng)，提高公眾重視度。向公眾普及園林廢棄物的處理及產(chǎn)品利用的知識(shí)，從思想上加強(qiáng)對(duì)廢棄物資源化利用問題的重視。

創(chuàng)新處理技術(shù)，加強(qiáng)科技攻關(guān)。加強(qiáng)基質(zhì)化研究，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展;創(chuàng)新堆肥化研究，實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥規(guī)?；a(chǎn)，逐步形成經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益的一體化，全面實(shí)現(xiàn)園林綠化廢棄物向有機(jī)肥、土壤改良劑、有機(jī)覆蓋物轉(zhuǎn)化的規(guī)?；a(chǎn)。

［1］于鑫，孫向陽(yáng)，徐佳，等．北京市園林綠化廢棄物現(xiàn)狀調(diào)查及再利用對(duì)策探討［J］．山東林業(yè)科技，2009(4):5－11．

［2］呂子文，方海蘭，黃彩娣．美國(guó)園林廢棄物的處置及對(duì)我國(guó)的啟示［J］．中國(guó)園林，2007(8):92－94．

［3］呂子文，方海蘭．園林廢棄物的利用 ［J］．園林，2008(5):23－26．

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［6］周肖紅．綠化廢棄物堆肥化處理模式和技術(shù)環(huán)節(jié)的探討［J］．中國(guó)園林，2009(4):7－11．

［7］E萊德雷，等．達(dá)爾文植物園技術(shù)手冊(cè) ［M］．靳曉白，石雷，唐宇丹，等，譯．鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社，2004:66－67，78－79．

［8］陳文宏．南寧市園林綠色廢棄物的利用探討 ［J］．大觀周刊，2012(7):27－29．

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［10］李智．淺談新能源發(fā)展模式:園林廢棄物生產(chǎn)乙醇技術(shù)［J］．生態(tài)環(huán)境，2011，11(246):161－165．