農業蔬菜廢物處理方法研究進展和探討

王鶴睿

（隆化縣農業農村局，河北隆化 068150）

0 引言

農業蔬菜廢棄物，是指在蔬菜生產及相關產品收獲、貯存、運輸、加工處理及銷售過程中產生的所有不具備商品價值的固體廢棄物的總稱，主要可分為蔬菜的根、莖、葉、果等。由于蔬菜廢棄物通常含水量較高，因而若其無序堆置，則十分容易出現腐爛發臭的情況，這就為各類有害生物的繁衍和疾病傳播提供了環境條件，與此同時，也很可能加劇水污染和空氣污染。為此，必須加強思想認識，采取科學方法高效進行農業蔬菜廢物處理。

1 農業蔬菜廢物的來源及特征分析

1.1 農業蔬菜廢物的來源分析

從育苗、生長到成熟，從收獲、貯藏、運輸到上市銷售，再到進行加工處理，蔬菜生長和生產的每一個環節，都可能導致廢棄物的產生，因此，農業蔬菜廢物主要來源于蔬菜生產區、集散地及加工工廠，其中，導致生產區出現廢物的主要原因是病害、蟲害、拉秧、整枝等，導致批發銷售市場等集散地出現廢物的主要原因是運輸過程中蔬菜出現損傷、未做好保存工作導致蔬菜腐爛以及難以有效長期保持蔬菜質量，導致加工區出現廢物的主要原因是未能科學處理加工過程中切下的無商品價值及不可食用的部分。從整體上看，生產區廢棄物約占我國農業蔬菜廢物總量的60%，集散地廢棄物約占15%，加工區廢棄物約占25%（見圖1）。

圖1 不同來源廢棄物占我國農業蔬菜廢棄物總量比例示意圖

蔬菜主要可分為果菜類、葉菜類和根莖類三種，由于不同類別的蔬菜在生長周期和可食用部位方面均存在差異，因而其產廢系數及所產生的廢物量也具有明顯的差別[1]。其中，果菜類蔬菜的產廢系數約為3.8%，葉菜類蔬菜的產廢系數約為9.7%，根莖類蔬菜的產廢系數約為4.7%，可以通過“產生廢棄物數量＝總量×產廢系數”來對其產生廢棄物的數量進行估算。

1.2 農業蔬菜廢物的特征分析

蔬菜廢棄物主要具有以下幾項特征：其一，含水量普遍較高，最高可達到94.80%；其二，固體含量占廢棄物總重的比例較小，最小僅為8%，而構成固體部分的主要為揮發性固體，達到80%及以上；其三，營養含量高，因而有利于各類生物繁衍；其四，pH值覆蓋范圍較廣，既有酸性廢棄物，又有堿性廢棄物。

2 研究農業蔬菜廢物處理方法的主要意義

對農業蔬菜廢物處理方法進行研究的主要目的在于探索能夠科學處理蔬菜廢棄物的高效方法，從而有效解決長期存在于農業生產中的蔬菜廢棄物無序堆置問題及由其引發的一系列環境污染問題，包括水污染、大氣污染及土壤污染等，并有效抑制蒼蠅蚊蟲及有害微生物的繁衍數量，避免其依托于蔬菜廢棄物而大量繁衍。此外，通過應用特定的方法處理蔬菜廢棄物，可以使其實現資源化轉化，有利于達到節約資源的目的。綜上所述，研究農業蔬菜廢物處理方法，符合科學發展觀和可持續發展理念的要求，是建設“資源節約型”及“環境友好型”社會的必然要求和選擇。

3 農業蔬菜廢物處理方法研究進展及相關探討

3.1 好氧堆肥法

好氧堆肥法，即按照一定的比例，將目標堆腐有機物料與填充物料進行混合，并對于通氣條件和水分狀況進行控制，從而為微生物的繁殖創造有利的條件，促進其進行繁殖并降解有機質，通過這一活動產生高溫，達到殺死廢棄物中雜草種子及病原菌的目的，并使得有機物趨于穩定化的一種蔬菜廢物處理方法[2]。由于應用這一方法時，堆體溫度通常較高（一般在50℃以上，最高可達到65℃），因此這一方法也被稱作“高溫堆肥法”。好氧堆肥法的主要優勢是能夠高效處理廢棄物中所包含的各類病原菌，與此同時，應用這一方法可以快速降解有機物，因此在有機蔬菜廢物處理方面具有良好的效果。這一方法的主要缺陷是成本較高，且在應用填充物料進行處理時容易導致工作效率降低。當前關于好氧堆肥法的研究主要集中于堆肥裝置及工藝的研究開發上，通過對設備工藝進行改量，可以有效提高堆肥效率。值得注意的是，由于蔬菜廢棄物含水量較高且其中微生物群落具有一定的特殊性，因此在應用好氧堆肥法展開處理實踐時，需要落實好以下幾項要點：第一，必須以蓬松物質（一般使用干草）與蔬菜廢棄物進行混合，從而達到降低含水率、提高孔隙率的目的，避免物料在堆肥過程中出現塌陷的狀況；第二，在堆肥的過程中，需要對通氣條件進行控制，確保實現連續通氣，并在堆肥過程中進行翻堆處理，從而避免局部出現厭氧情況；第三，正式堆肥前應注意在初始物料中混入已經腐熟的堆肥產品，以此達到提高升溫速度的目的[3]。

3.2 厭氧消化法

厭氧消化法，是指利用厭氧微生物作用，對廢棄物中能夠進行生物降解的部分進行處理，使其經過一系列生物化學過程趨于穩定的一種處理方法[4]。厭氧消化法的主要優勢在于，應用這一方法可以從蔬菜廢棄物中有效回收沼氣能源，從而達到“變廢為寶”的目的，有利于促進可持續發展。由于蔬菜廢棄物的含水量較高，因而只需要使用一般厭氧處理方法即可達到理想的處理效果，不需要使用高固體厭氧工藝，同時也無需進行預處理，因此未來這一方法可能成為理想的蔬菜廢棄物處理路徑。這一方法的主要缺陷是所需設備較多且應用難度較高，需要建立專門的工廠、以工廠化運作方式進行處理。且處理過程中可能導致廢水和廢渣問題的出現，因此，其通常只應用于規模較大的食品加工企業或超市的蔬菜廢棄物處理工作。

3.3 集成處理法

集成處理法是指將厭氧消化法和好氧堆肥法兩種方法有機結合起來，對經厭氧消化法處理后的產物繼續進行好氧堆肥，以此增強其安全性的一種蔬菜廢棄物處理方法，這一方法兼具厭氧消化法和好氧堆肥法兩種方法的優勢，有利于徹底消除蔬菜廢棄物的生物毒性、避免出現二次污染，是一種較為理想的方法[5]。但是，這一方法的缺陷同樣較為明顯，因其需要同時建立厭氧與好氧兩套處理系統，因此涉及到大量設備和技術，且需要投入大量成本，實踐應用難度較大。

3.4 接種微生物自然堆漚處理法

好氧堆肥法、厭氧消化法及“厭氧-好氧”集成處理法三種方法，均在設備、建設成本、操作能力及運行管理水平方面提出了較高的實踐要求，較難在我國農村實現有效推廣。目前，對于我國農村地區而言，實踐可行性更高的蔬菜廢棄物處理方法是接種微生物自然堆漚處理法，這一方法主要通過建立成本較低的農戶型雙室堆漚池得以實現，完成建設后，農民只需要在池中堆放蔬菜廢棄物并按照規范的操作步驟在池中添加微生物菌劑（一般使用纖維素分解菌，蔬菜廢棄物接種纖維素分解菌自然降解實驗結果見表1，其中，接種纖維素分解菌菌液的實驗組在液化程度、液肥總磷含量及氨氮含量方面均明顯優于對照組）即可有效對其進行處理，微生物菌劑將加速蔬菜廢棄物有機質的分解液化過程，液化后的產物可以作為液肥投入農業生產之中，既能夠解決蔬菜廢棄物無序堆置問題，又能夠促進資源節約，具有良好的應用前景。

表1 蔬菜廢棄物接種纖維素分解菌自然降解實驗結果

不過，這一方法也具有明顯的缺陷：由于在自然堆漚的過程中，有機堆料的溫度上升幅度較小，因而實際上無法有效地達到殺滅病原菌的目的。因此，必須對于堆漚產品的生物致病性和毒性指標進行進一步的研究，在確保堆漚所得液肥滿足標準要求后再投入使用。此外，還可以通過使用生物、化學、物理手段對于堆漚產品進行處理，達到防治病蟲害的目的。

4 結語

對農業蔬菜廢物處理方法進行研究，是有效解決當前廣泛存在的農業蔬菜廢物無序堆置問題及由此引發的一系列環境污染和資源浪費問題的重要手段。當前，關于農業蔬菜廢物處理方法的研究主要集中于好氧堆肥、厭氧消化、厭氧-好氧集成處理及接種微生物自然堆漚處理法四種方法上，未來需要進一步加大研究力度，力求增強農業蔬菜廢物處理的實效性，促進可持續發展。