園林綠化廢棄物腐熟過程中不同外源添加物影響研究

秦 磊

（北京大墅綠化有限責(zé)任公司，北京市 101500）

園林綠化廢棄物包含植物新陳代謝、草坪、綠化行道樹修剪所形成的雜草、枯落物等有機(jī)廢棄物。園林中的綠化廢棄物隨著城市發(fā)展而不斷增加，園林綠化因其自身的綠化、環(huán)保功能，能夠幫助城市維持生態(tài)平衡，受到人們廣泛重視。園林綠化廢棄物的處理問題也成為當(dāng)前重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，為此需要積極研究探索有效的綠色處理技術(shù)，促進(jìn)園林綠化廢棄物實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。

1 園林綠化廢棄物堆腐原理分析

堆腐技術(shù)十分多樣，結(jié)合微生物不同成長(zhǎng)條件，可以進(jìn)一步細(xì)分為厭氧和好氧兩種發(fā)酵形式。其中好氧發(fā)酵即處于氧氣充足條件下，通過好氧生物針對(duì)原料內(nèi)各種填充物和有機(jī)物進(jìn)行直接分解，轉(zhuǎn)化成二氧化碳、熱量和水。好氧發(fā)酵需要較高溫度條件，將雜草種子和病菌直接殺死。厭氧發(fā)酵方式則是處于氧氣不足以及無氧條件下，通過厭氧微生物針對(duì)材料內(nèi)各種有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行全面分解，變成低分子量、二氧化碳以及甲烷等中間產(chǎn)物。比起好氧發(fā)酵方法，厭氧發(fā)酵中的材料降解速度較為緩慢，降解效率低，單位質(zhì)量有機(jī)物在進(jìn)行降解中不會(huì)產(chǎn)生太大的能量，容易發(fā)出惡臭。園林綠化廢棄物相關(guān)堆腐過程本質(zhì)上屬于微生物參與到整個(gè)降解反應(yīng)的過程，整個(gè)生化處理過程中，堆腐材料內(nèi)有機(jī)物中可溶性物質(zhì)直接穿透微生物細(xì)胞膜和細(xì)胞壁被微生物所吸收，但那些不溶性的有機(jī)物質(zhì)會(huì)直接被微生物阻攔在外。微生物堆腐發(fā)酵中會(huì)分泌形成胞外酶，針對(duì)那些不可溶物質(zhì)膠體實(shí)施全面分解，轉(zhuǎn)變成可溶性物質(zhì)，促進(jìn)順利融入細(xì)胞。微生物能夠在吸收有機(jī)物質(zhì)后進(jìn)一步將其分解成簡(jiǎn)單無機(jī)物，像是硫酸根、碳酸根離子、氨、水以及二氧化碳等物質(zhì)，并直接排放到自然環(huán)境當(dāng)中，全面釋放能量供自身進(jìn)行相關(guān)生命活動(dòng)，順利分解代謝。此外還可以對(duì)某些有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)處理，將其轉(zhuǎn)化成全新細(xì)胞元素，進(jìn)一步分裂出更多微生物，實(shí)施充分合成代謝[1]。

2 園林綠化廢棄物堆腐優(yōu)勢(shì)

2.1 符合園林綠化廢棄物特征

園林綠化中所形成的廢棄物內(nèi)含大量有機(jī)物質(zhì)，在整個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，采用堆腐技術(shù)針對(duì)綠化廢棄物實(shí)施降解處理能夠轉(zhuǎn)化為某種綠色、無害的穩(wěn)定有機(jī)產(chǎn)品，適用于植物栽培，能夠重新返回能量循環(huán)過程。園林中的綠化廢棄物實(shí)施堆腐處理即針對(duì)園林綠化中所形成的雜草、枯葉以及剪枝等廢物實(shí)施全面粉碎處理，并根據(jù)相應(yīng)的比例進(jìn)行混合配置，處于適合條件下實(shí)施高溫好氧發(fā)酵，從而催生出一種穩(wěn)定小分子有機(jī)物，促進(jìn)園林中的綠化廢棄物實(shí)現(xiàn)資源重復(fù)利用、減量化和無害化處理，園林中的綠化廢棄物在堆腐操作中主要存在以下優(yōu)勢(shì)，第一是迎合園林綠化廢物特征。其中存在多種廢棄物處理方法，包括衛(wèi)生填埋、焚燒以及直接堆放等。堆腐處理滿足綠化廢棄物特征，城市綠化中無法采用堆放法直接處理各種綠化廢棄物，該種傳統(tǒng)處理措施會(huì)造成大量垃圾圍城，同時(shí)會(huì)對(duì)土壤、大氣以及水整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重污染，降低市民生活質(zhì)量。園林綠化廢棄物內(nèi)含有大量有機(jī)成分，如果實(shí)施衛(wèi)生填埋會(huì)造成大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)浪費(fèi)，昂貴的地價(jià)導(dǎo)致附加成本進(jìn)一步增加，從某種程度上違反城市居民的環(huán)境要求。焚燒法盡管具有快速減量化和高溫?zé)o害的處理能力，可以應(yīng)用綠化廢棄物來進(jìn)一步發(fā)展生物質(zhì)能源，但較高的運(yùn)行費(fèi)用和投資成本從某種程度上限制了廢棄物規(guī)模化處理能力。應(yīng)用堆腐處理技術(shù)能夠有效改善上述處理缺陷，對(duì)綠化廢棄物內(nèi)部能量進(jìn)行充分利用，具備廢棄物循環(huán)利用和可持續(xù)處理等優(yōu)勢(shì)特征，受到各個(gè)地區(qū)廣泛歡迎，成為固體有機(jī)廢物處理措施之一。

2.2 提高土地價(jià)值

園林中的綠化廢棄物通過實(shí)施堆腐處理有效減少了土地資源浪費(fèi)，避免填埋過程占據(jù)大量土地面積。園林中的綠化廢棄物具有較大數(shù)量，而城市中日漸升高的土地價(jià)格進(jìn)一步擴(kuò)大填埋成本，同時(shí)還無法發(fā)揮出土地資源價(jià)值。堆腐材料還可以充當(dāng)土質(zhì)改良藥劑，進(jìn)一步增強(qiáng)土壤綜合肥力。城市綠化土普遍是通過原有土質(zhì)改良以及客土交換等措施擴(kuò)大土壤肥力。其中客土主要從山地和農(nóng)田而來，如果投入量較大，會(huì)破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，而應(yīng)用農(nóng)田土建設(shè)園林的方式初步被禁止。當(dāng)下城市發(fā)展中相繼暴露出土壤板結(jié)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和礦物質(zhì)含量過少、土壤持水性、通氣性較差等問題，出現(xiàn)該種問題原因是園林內(nèi)部草屑、枯落物等被環(huán)衛(wèi)機(jī)構(gòu)當(dāng)成垃圾直接運(yùn)走，盡管該種方式能夠提高城市街道美觀性，但從某種程度上破壞了園林土壤循環(huán)生態(tài)，導(dǎo)致園林土壤出現(xiàn)養(yǎng)分收支失衡等現(xiàn)象，削弱土壤肥力。針對(duì)園林內(nèi)綠化廢棄物實(shí)施堆腐處理能夠充分利用其中的有機(jī)質(zhì)充當(dāng)改良劑為土壤提供充足有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分，促進(jìn)植物成長(zhǎng)，改善城市建設(shè)發(fā)展中所存在的鹽堿化以及土壤養(yǎng)分不均等現(xiàn)象，推動(dòng)城市綠土生態(tài)體系實(shí)現(xiàn)平衡協(xié)調(diào)發(fā)展。實(shí)施堆腐處理具有良好清潔性，不會(huì)對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)造成二次污染。園林內(nèi)的綠化廢棄物作為堆腐原料具有來源穩(wěn)定、成分簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，材料內(nèi)所含病原菌和各種重金屬物質(zhì)相對(duì)較少，有效縮減了二次污染風(fēng)險(xiǎn)，具有較高安全性和清潔性[2]。

3 園林綠化廢棄物腐熟過程中不同外源添加物影響分析

3.1 碳化物

碳化物主要是處于將氧氣徹底隔絕以及限氧的環(huán)境狀態(tài)下，針對(duì)有機(jī)物質(zhì)實(shí)施高溫裂解，通過碳化處理后所形成的一種具備較高碳含量的碳物質(zhì)。碳化物這種物質(zhì)具有較大的比表面積、容重較低，呈現(xiàn)出多孔特征，同時(shí)具備良好的吸附功能，碳化物存在大量負(fù)電荷，可以進(jìn)一步構(gòu)成電磁場(chǎng)，擁有良好的熱穩(wěn)定性、生物化學(xué)以及芳香化特征，具有良好抗分解性。物質(zhì)整體結(jié)構(gòu)屬性會(huì)直接影響物質(zhì)性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)特征直接決定物質(zhì)用途。而碳化物這種材料性質(zhì)決定其擁有廣泛應(yīng)用范圍，用途多樣，適用于衛(wèi)生保健、建筑領(lǐng)域以及環(huán)保建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)等多種行業(yè)領(lǐng)域。園林中所形成的綠化廢棄物融合其他各種有機(jī)廢棄物基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)成碳化物，因?yàn)樯形葱纬赏晟乒に嚰夹g(shù)，導(dǎo)致碳化物質(zhì)量呈現(xiàn)較大差異，處于衛(wèi)生保健領(lǐng)域中存在專業(yè)方面的應(yīng)用限制，而從農(nóng)林角度分析不會(huì)受到太大的影響。碳化物擁有較大的比表面積，能夠微生物繁衍代謝和成長(zhǎng)過程中創(chuàng)造良好反應(yīng)環(huán)境。碳物質(zhì)的吸濕能力以及多孔屬性使其對(duì)吸水性存在一定影響，如果帶電較多還會(huì)對(duì)礦物質(zhì)離子整體交換性產(chǎn)生一定影響，改變EC值和pH酸堿度。種種優(yōu)勢(shì)條件下能夠進(jìn)一步改良園林綠化廢棄物相關(guān)堆腐過程。相關(guān)研究證明通過在綠化廢棄物堆腐中添加碳化物能夠?qū)帷狻⑺⒎薁顩r以及土壤PH值實(shí)施合理調(diào)節(jié)，對(duì)現(xiàn)有微生物生存狀況進(jìn)行合理改進(jìn)。

通過研究發(fā)現(xiàn)添加碳化物以及木酢液能夠幫助園林綠化廢棄物進(jìn)一步提高堆腐速度，優(yōu)化堆腐物整體質(zhì)量，促進(jìn)堆體快速升溫，使堆腐高溫期得到進(jìn)一步延長(zhǎng)，會(huì)對(duì)題EC值和pH酸堿度產(chǎn)生直接影響，影響微生物生存條件，促進(jìn)發(fā)酵加速，進(jìn)一步減少堆體中的植物毒性以及堆體C/N含量，促進(jìn)廢棄物快速腐熟。添加木酢液以及碳化物同樣能夠促進(jìn)相關(guān)發(fā)芽指數(shù)進(jìn)一步提升。園林中的綠化廢物在堆腐處理中和泥炭比起來存在較大理化性質(zhì)差異，假如木酢液、碳化物以及菌劑過后，相關(guān)處理孔隙度、PH值以及大小孔隙比呈現(xiàn)出堿性特征，對(duì)應(yīng)EC值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出標(biāo)準(zhǔn)上限為此需要經(jīng)過調(diào)節(jié)后應(yīng)用。在綠化廢棄物整體堆腐時(shí)間的不斷增加，加入木酢液處理后的堆腐物質(zhì)pH酸堿度呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢(shì)，至于加入碳化物后的堆腐物相關(guān)pH酸堿度呈現(xiàn)出緩慢下降的趨勢(shì)。增加菌劑以及木酢液處理后的綠化廢棄物腐熟堆整體pH酸堿度呈現(xiàn)出中性特征，而那些沒有增加添加劑的堆腐物以及將碳化物加入堆腐物質(zhì)中后能夠得到較好處理質(zhì)量[3]。

3.2 木酢液

木酢液也被稱作是植物酸，屬于碳化處理中所形成的副產(chǎn)品，是將木材相關(guān)生物材料進(jìn)行干餾處理后添加蒸汽并實(shí)施冷凝分離處理形成的酸性液體，該種液體呈現(xiàn)出紅褐色。聯(lián)系不同純度差異，可以進(jìn)一步把木酢液劃分成精制木酢液以及粗制木酢液。日本通過不同精制措施制作得到的木酢液通常應(yīng)用于農(nóng)藥原料、食品添加劑、色彩染料、藥物原料、植物調(diào)節(jié)劑原材料以及除臭劑等方面。我國(guó)關(guān)于木酢液相關(guān)研究普遍是以食品添加劑、植物調(diào)節(jié)劑、堆腐除臭藥劑、病蟲害防治以及飼料添加劑相關(guān)研究領(lǐng)域。我國(guó)相繼誕生各種木酢貼生產(chǎn)廠家。東北林海雪原所制作生產(chǎn)木酢液普遍會(huì)應(yīng)用到我國(guó)的醫(yī)藥制作以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，而精致木酢液開始滲透于化妝生產(chǎn)領(lǐng)域。農(nóng)林產(chǎn)業(yè)中的木酢液研究普遍是以木酢液對(duì)植物生長(zhǎng)的影響的研究，分析木酢液在種子萌發(fā)過程中會(huì)產(chǎn)生哪些影響以及噴灑木酢液是否會(huì)影響植物成長(zhǎng)。除此之外，在融雪劑生產(chǎn)中應(yīng)用木酢液能夠提高融雪劑的環(huán)保性和綠色性，有效降低普通融雪劑在實(shí)際應(yīng)用中所產(chǎn)生的土壤鹽堿化問題。木酢液由于內(nèi)部涵蓋大量有機(jī)酸，會(huì)創(chuàng)造出相應(yīng)的酸堿環(huán)境，對(duì)微生物代謝成長(zhǎng)產(chǎn)生一定影響，左右堆腐過程。相關(guān)研究證明，園林綠化廢棄物在堆腐中添加木酢液能夠進(jìn)一步提高廢物堆腐速度。

園林中的綠化廢棄物在實(shí)施堆腐處理中通過添加木酢液和碳化物能夠進(jìn)一步改善花卉培育基質(zhì)成效。隨著堆腐物持續(xù)反應(yīng)，其中的不穩(wěn)定有機(jī)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化分解成礦物質(zhì)、水以及二氧化碳，留下相對(duì)穩(wěn)定腐物質(zhì)，堆體內(nèi)有機(jī)物容量也產(chǎn)生一定變化。含氮有機(jī)物中的部分內(nèi)容被轉(zhuǎn)化成氨氣，而部分物質(zhì)被微生物吸收同化，另一部分涵蓋固氮微生物的物質(zhì)被進(jìn)一步氧化成硝酸鹽以及亞硝酸鹽。添加木酢液以及碳化物能夠使有機(jī)物分解速度加快，加速腐熟[4]。

3.3 總結(jié)

處于氧氣充足環(huán)境下，針對(duì)園林中的綠化廢棄物實(shí)施堆腐處理中因?yàn)槲⑸镉绊懀瑫?huì)對(duì)其中的有機(jī)物進(jìn)行全面分解，從而釋放大量二氧化碳和熱量，導(dǎo)致堆腐物質(zhì)整體溫度提升，加速分解有機(jī)物質(zhì)，為此可以通過堆腐物質(zhì)整體溫度變化來反饋整個(gè)反應(yīng)發(fā)酵過程。在綠化廢棄物實(shí)施堆腐中通過添加木酢液以及碳化物能夠針對(duì)整個(gè)堆腐過程發(fā)揮出促進(jìn)作用，加速堆腐物質(zhì)升溫。初期廢物堆腐環(huán)節(jié)，相關(guān)堆體呈現(xiàn)出快速升溫現(xiàn)象。添加木酢液和碳化物后，整個(gè)堆腐物質(zhì)的發(fā)酵溫度不會(huì)被人工翻堆過程產(chǎn)生太大的影響，證明微生物具有較快的反應(yīng)速度。綠化廢棄物在實(shí)施堆腐處理中，因?yàn)槲⑸锓磻?yīng)中不斷繁殖生長(zhǎng)，并釋放大量熱量，促進(jìn)整個(gè)堆體溫度持續(xù)提升，為此可以看作在相應(yīng)界限內(nèi)堆腐物質(zhì)整體溫度波動(dòng)和其中的微生物活動(dòng)呈現(xiàn)出一種正比關(guān)系。相關(guān)研究證明，隨著堆腐物質(zhì)溫度快速升高，高溫持續(xù)時(shí)間增加，證明堆腐體中的微生物可以使內(nèi)部有機(jī)物降解速度加快，形成大量代謝產(chǎn)物，全面優(yōu)化堆腐質(zhì)量，提升堆腐速度。

綠化廢棄物后期堆腐階段，在內(nèi)部有機(jī)物各種易分解物質(zhì)徹底降解后，那些適合低溫生存的微生物開始將各種難降解有機(jī)物當(dāng)成基礎(chǔ)碳源，包括木質(zhì)素、半纖維素以及纖維素等物質(zhì)。由此能夠看出通過添加各種菌劑以及碳化物質(zhì)能夠針對(duì)那些存在一定降解難度的木質(zhì)素、半纖維素以及纖維素實(shí)施有效降解。在木屑實(shí)施堆腐中通過假如木酢液能夠促進(jìn)堆體溫度快速升高，并維持適合溫度范圍，有助于促進(jìn)廢物發(fā)酵。竹醋液會(huì)對(duì)堆腐過程中的升溫效應(yīng)產(chǎn)生一定影響，如果添加高濃度竹醋液會(huì)發(fā)揮出某種抑菌效果，而適量竹醋液能夠加速綠化廢棄物堆腐升溫。為避免木酢液在應(yīng)用于堆腐過程中出現(xiàn)抑菌現(xiàn)象，可以通過前期發(fā)芽率預(yù)實(shí)驗(yàn)確定木酢液濃度。由此能夠看出盡管添加木酢液能夠加速堆腐升溫，促進(jìn)高溫發(fā)酵時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，加速綠化廢棄物腐熟，但需要對(duì)木酢液配置比例進(jìn)行深入研究[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，在生態(tài)文明建設(shè)背景下，針對(duì)城市園林中的綠化廢棄物假如一種沿用焚燒、堆放和填埋等處理措施，會(huì)進(jìn)一步增加城市環(huán)衛(wèi)機(jī)構(gòu)處理負(fù)擔(dān)，產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染問題。為此需要積極探索綠色處理技術(shù)，園林綠化廢棄物內(nèi)因?yàn)楹w大量有機(jī)物質(zhì)，為此可以實(shí)施堆腐處理，當(dāng)成土壤改良劑、地表覆蓋物以及花木栽培基質(zhì)，這也成為新時(shí)期園林領(lǐng)域重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。