徐曼麗 ,朱 艷 ,田 忠 ,陳 婷 ,田 琴 ,譙利軍
(貴州健康職業學院,貴州 銅仁 554300)
隨著人們對健康生活的追求和國家大力倡導發展中醫藥事業,中醫藥產業迅速發展。但同時也帶來了一些制約發展的現實問題,如中藥材生產、加工和中成藥制藥過程中產生的中藥渣數量巨大且呈逐年增多的趨勢[1]。中藥渣已被科學家研究證實含有大量的纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質及微量元素等營養物質,是一種可回收利用的生物資源。同時,若未按照合理的方式來處理藥渣,還會促使藥渣呈現出腐化變質的情況,進而散發惡臭、滋生細菌,并逐漸發展成為相關傳染病的溫床?;趥鹘y對中藥渣的處理過程,通常會將其視作廢棄物執行集中堆放或者掩埋操作處理,此方法易污染周邊環境。另外,如果直接將其焚燒處理,就會產生大量的煙塵和CO2等污染物,從而污染大氣[2]?;诖?,課題組根據多年的實踐研究,明確了中藥渣的潛在價值,通過對中藥渣實施資源化的處理,使其發揮出更大的效能。
貴州銅仁地區盛產中藥材,種植歷史悠久,品種豐富,涉及杜仲、百合、纈草、天麻、黃柏、花椒、黃精、丹參等多種藥材。據統計,銅仁市2021 年的中藥材累計種植面積達73.6 萬畝,實現產量8.94 萬t,實現產值12.52 億元,且種植面積仍在不斷擴大。得益于中藥材種植量足夠豐富,銅仁地區也建立起不少中藥生產企業,形成了獨具特色的產業帶。在對中藥材進行加工處理時,就會出現大量的中藥渣,中藥渣作為中藥材采收、炮制、中成藥生產期間出現的廢棄物,其產量在不斷上升。
課題組對銅仁市玉屏縣、石阡縣、江口縣、德江縣、松桃縣等地共50 余家中藥材種植基地或中藥材種植大戶和10 余家藥企的中藥渣處理情況進行調研,調查問卷如表1 所示。調查發現,大部分中藥材種植戶對中藥材采收后的非藥用部位主要采取堆肥、焚燒和填埋等方式進行處理,而藥企對中藥加工和中成藥制藥過程中產生的中藥渣主要采取堆肥的處理方式,上述做法都較為傳統、粗放。若繼續按照傳統的方式來對中藥渣實施處理,就會導致資源的浪費,并造成環境污染,等于直接放棄了中藥渣所具備的有效價值。伴隨著新理念、新技術的提出與應用,政府和企業對中藥渣的處理越來越重視。

表1 中藥渣資源化利用調查問卷
結合調研,綜合分析銅仁地區中藥渣資源化利用的現狀,課題組得出銅仁地區中藥渣處理現狀及存在的問題,如表2 所示。

表2 銅仁地區中藥渣處理現狀及存在問題
結合中藥渣資源化利用現狀,呈現出綜合利用率不高的特點,根據《制藥工業污染防治技術政策》的要求,積極鼓勵將中藥生產過程中出現的中藥渣制作成有機肥料、燃料,從而提高其利用率。不過,基于現狀調查,發現有不少中藥生產企業并未按照上述方式執行,年產藥渣重量高達數萬噸,仍然有部分藥渣被直接掩埋或者焚燒,不符合國家頒布的《循環發展引領行動》的號召。
除了中藥渣綜合利用率不高問題外,還存在對中藥渣處置管理不規范的情況。根據《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》中的有關規定,中藥渣可被視作工業固體廢物?;诖耍涮幹靡笞兊酶?,需按照一般工業固體廢棄物的處置要求進行處理。目前,普通的垃圾填埋場并不會接收對應的工業廢品,在此情況下,選擇直接填埋處理的藥企較為常見。由于未曾對中藥渣成分進行合理性分析,有些藥企也沒有獲得對應資質,這種隨意處理的方式也表現出處置管理不規范的特點。
隨著中醫藥事業的快速發展,總體而言,中藥制藥廠的中藥渣排放量逐漸增多。相對而言,如果對中藥渣的處理繼續沿用傳統的處理方法,例如,直接采用焚燒、填埋等,不但會導致資源的浪費,還會對周圍環境造成污染。在此條件下,對中藥渣的資源化處理顯然不符合生態化要求。
出現以上問題的主要原因表現為三個方面:一是認知受限,大多數中藥材種植戶對中藥渣的資源化利用認識不到位,沒有重視其潛在的利用價值,導致大多采用傳統粗放的堆放、焚燒、填埋等處理方式;二是資源化處理技術和設備投入較大,導致新型的處理技術難以推廣;三是各企業之間的交流合作不夠深入,導致產生信息差,對中藥渣的資源化利用沒有形成合力。
從資源化利用方向出發,目前較為普遍的應用是將中藥渣應用到制備有機肥、栽培食用菌、生產動物飼料、制作生物質燃料等方面。通過倡導使中藥渣實現資源化處理,可進一步提高中藥資源的利用率,有效減少廢物排放,促使周邊生態環境得到保護?;谏鲜霈F狀和分析,課題組通過調研和論證,結合銅仁地區現有的產業發展實際和需要,提出了三種有望在銅仁地區推廣應用的中藥渣資源化利用途徑。
由于中藥渣中含有蛋白質、多糖、纖維素、無機鹽等豐富的營養成分,所以具備成為食用菌栽培料的潛在價值[3]。以往研究表明,在對中藥渣實施處理后,可將其用作栽培基料或者視作培養基添加劑,能夠較好地促進食用菌的生長[4]。相對而言,由于中藥渣中含有諸多養分,這些養分能夠為食用菌生長創造有利條件,通常要比常規原料栽培出來的長勢更佳,其抗逆能力、經濟效益更好。
將中藥渣添加到食用菌栽培基質中,具有以下作用:1)食用菌在進行生長時,要借助相關營養物質成分,包括碳元素、維生素、各種礦物質等。食用菌和其他種類的真菌存在相似之處,它們均屬于異養類生物,可以有效攝取營養物質。在中藥渣中,含有較為豐富的碳源、生長因子以及有機物等營養成分,并且通常不會攜帶汞、鉛、鎘、砷等重金屬有害元素,滿足國家綠色食品生產控制的標準。2)中藥渣中含有諸多適用于食用菌生長的營養成分,包括纖維素、木質素類成分,在纖維素經過對應加工后,其組織結構變得疏松,并且能夠被食用菌中的酶分解和利用,結合中藥廢棄物中的纖維結構特點,空隙率相對較高,能夠為菌絲著生創造有利條件,中藥渣屬于菌類的優良培養基,適用于食用菌的栽培。3)結合以往研究,發現在利用中藥渣來栽培食用菌時,相對于傳統使用到的麥秸、稻草、玉米芯等栽培基質,中藥渣栽培出來的食用菌具有生長狀態良好、產量較高的優點,其中含有的微量元素較為豐富,滿足食用菌的生長需求[5]。
銅仁地區食用菌種植面積大、種植范圍廣,目前該市食用菌種植規模近10 億棒、產量達40 余萬t。如此龐大規模的種植量,對培養基質的需求量必然很大。在對中藥渣處理期間,可按照特定比例來進行混合,從而將其配制成食用菌栽培基質,用來代替早期的棉籽殼、木屑等栽培基質成分。中藥渣的這種處理方式具有可行性,已得到實際應用,通過檢測中藥渣的成分,明確其滿足無毒無害且富有養分的狀態下,可按照對應的比例制成栽培基質,用于香菇、靈芝、草菇、杏鮑菇等食用菌的種植。因此,大力推廣應用中藥渣作為食用菌栽培基質,在大大提高中藥渣的綜合利用率的同時,可降低食用菌的栽培成本,實現中藥材產業與食用菌產業的互惠雙贏。
在對中藥材實施提取、煎煮等處理后,通常會剩余大量的藥渣,雖然在中藥渣中,其藥效成分可能相對較少,但藥渣中依然含有Zn、K、N、Mg、Fe 等多種無機元素和少量維生素,具有不錯的開發及利用價值[6]。利用生物發酵等技術對其實施生物活化處理后,就能生產出含有豐富N、P、K 等元素的有機質,將其和畜禽糞便等農業廢棄物進行混合以后,可快速分解纖維素,處理期間經過快速腐熟、除臭、高溫發酵等流程后,再通過添加對應的“生物肥料添加劑”,實現造粒即可獲得系列生物有機肥料制作成有機肥系列產品,這樣既實現了中藥渣的有效利用,也保證了禽畜糞便的無害化處理[7]。通過上述方法,獲得的有機肥料能夠廣泛用于中藥材、農作物、花草果樹等的培育,可以很好地促進植物的生長。
利用中藥渣制備有機肥,具有以下優點:1)中藥渣中含豐富的有機質,透氣性好,有助于激活板結土壤中原生有益微生物群落,可改善土壤的透氣性,防止土壤板結[8];2)中藥渣制備的有機肥腐熟后可以有效地消滅蟲卵、病菌、雜草種子,安全性高,能有效提高作物免疫力,發揮減輕病蟲害的作用[9]。因此,該項技術值得大力應用和推廣。
結合調查,銅仁地區已建成諸如貴州和合有機肥業有限公司等成熟的有機肥生產企業,為實現中藥渣制備有機肥這一資源化利用途徑奠定了良好的產業基礎。通過中藥企業和有機肥企業之間的良好合作,可以實現中藥渣家門口處理,無需重新投入大量的資金新建生產線,也無需耗費巨大的運輸成本將中藥渣運往外地進行處理,能為中藥企業節約處理成本,也為有機肥企業創益增收。基于此,以往直接填埋等不規范處置的現象將得到大力改善。
目前,關于中藥渣制備生物燃料方面的研究,主要集中在采用熱解、加氫裂解和催化熱解等技術將其轉化為生物油、可燃氣等方面[10]。但相較于栽培食用菌、制備有機肥等方式,利用中藥渣制備氣體能源的設備投入較大,技術難度大,使該項應用和推廣受到了一定程度的限制,因此目前我國還處于起步階段。
調研發現,目前銅仁地區的生物質能源企業較為成熟的做法是將玉米秸稈、鋸末、稻稈、刨花、竹粉、雜草等按一定比例混合,加工壓縮成生物質能源固體顆粒。該能源顆粒燃料純度高、發熱量大,經炭化后每千克燃料的發熱量可高達7 000 kcal~8 000 kcal,其含碳量可高達85%,灰分少僅為5%左右,含水量可低至1%,不含其他不產熱的雜物,不含硫磷,不腐蝕爐具,且不產生SO2、P2O5等污染性氣體。通過此法做出來的燃料顆粒價格比煤炭低,在當地很受歡迎,廣泛應用于烤煙烘干燃料、釀酒燃料、酒店鍋爐燃料、農村居民生活燃料等方面。
利用中藥渣制備生物燃料,具有以下優點:1)燃料形狀為顆粒,體積小,便于運輸,節約了運輸成本;2)其燃燒效益高,與煤相比,燃點低,密度高,能量密度大,燃燒持續時間長,可直接在燃煤爐具上使用;3)燃燒時,有害氣體成分含量低、排放量少,具有環保效益。
調研表明,植物類中藥渣也是木質類或草本類植物,和玉米秸稈、鋸末、雜草等原料本質上并無區別,完全具備作為生物質燃料顆粒原料的可行性和操作性,此法為中藥渣的資源化利用找到了新的出路。相對于采用熱解、加氫裂解和催化熱解等制備生物質能源氣體的高端技術,將中藥渣制備成生物質燃料顆粒,設備投入成本相對較低、技術難度相對低,更容易普及和推廣。
綜上所述,中藥渣綜合利用前景良好,但目前對中藥渣的利用還存在一些現實問題,例如,很多重要的科研成果還停留在實驗室階段,還沒有進行工業化、產業化的應用。因此,實現中藥渣的真正循環利用還有很長的路需要走,單憑個別企業或科研者的努力遠遠不夠,只有多行業加強合作、協助配合,如課題組提出的中藥渣資源化利用途徑的落地實施需要中藥材產業和食用菌產業、有機肥產業、生物質燃料產業之間的合作聯動,共同開發,形成產業鏈,才能發揮各企業的優勢,真正解決中藥渣資源化利用過程中存在的問題,實現中藥渣利用無害化、資源化。未來,還應結合中藥渣的成分,對其資源化利用進一步拓展,開發出中藥渣更多的潛在價值。