农业固体废物

农业生产过程和农民生活中所排放出的固体废弃物。废竹、木屑、稻草、麦秸、蔗渣、人畜粪便及废旧农机具等都属于农业固体废物。除废旧农机具外，其他农业固体废物一般是作为燃料或稍加处理后作为肥料返回了农田，一些纤维类废物可作为造纸原料。

一、释义农业生产、农产品加工、畜禽养殖业和农村居民生活排放的废弃物的总称。农业固体废物主要来自于植物种植业、农副产品加工业和动物养殖业以及农村居民生活所产生的废物。按其来源分为：农田和果同残留物，如秸秆、残株、杂草、落叶、果实外壳、藤蔓、树枝和其他废物；农产品加工废弃物；牲畜和家禽粪便以及栏圈铺垫物；人粪尿以及生活废弃物。常见的农业固体废物有稻草、麦秸、玉米秸、稻壳、根茎、落叶、果皮、果核、羽毛、皮毛、禽畜粪便、死禽死畜、农村生活垃圾等。我们要对农业同体废物进行综合利用；不能利用的，按照国家有关环境保护规定收集、贮存、处置，防止污染环境1。

二、来源农业固体废物来源广泛，种类复杂，主要来自于种植业、养殖业、居民生活及农用塑料残膜等。

(一) 种植业固体废物种植业固体废物是指农作物在种植、收割、交易、加工利用和食用等过程中产生的源自作物本身的固体废物，主要包括作物秸秆及蔬菜、瓜果等加工后的残渣等。据估计，地球上每年光合作用生产的生物质约1500亿t，其中11%(约160亿t)来自于种植业，可作为人类食物或动物饲料的部分约占其中的1/4(约为40亿t)；在这40亿t中，经过加工最后供人类直接食用的大约仅为3.6亿t：因此，地球上每年生产的种植业固体废物约135亿t。

我国的各类种植业废物资源十分丰富，目前仅重要作物秸秆就有近20种，且产量巨大，年产约7亿t，其中稻草为2.3亿t，玉米秆为2.2亿t，豆类和杂粮的作物秸秆为1.0亿t，花生和薯类藤蔓、蔬菜废物等为1.5亿t。此外还有大量的饼粕、酒糟、甜菜渣、蔗渣、废糖蜜、锯末、木屑、草和树叶等。资源化潜力巨大，如按现有发酵技术的产气率0.48 m3/kg估算，每年可产生甲烷量约为850亿m3。

(二) 养殖业固体废物养殖业固体废物指在畜禽养殖加工过程产生的固体废物，主要包括畜禽粪便、畜禽舍垫料、废饲料、散落的毛羽等固体废物以及含固率较高的畜禽养殖废水等。改革开放以来，随着我国人民生活水平的不断提高，对肉类、奶类和禽蛋类的消费需求量急剧增加，以每年10%以上的速度递增，由此带来了养殖业的快速发展。

畜禽养殖业规模的不断扩大，不可避免地带来养殖及加工生产废物的大量产生。国家环保总局的调查显示，1999年我国畜禽粪便产生总量约为19亿t，是工业固体废物产生量的2.4倍，而目前畜禽粪便产生总量已高达27亿t，是工业固体废物产生量的3.4倍。仅规模化养殖企业所排放的粪便量已占工业固体废物总量的30%。而全国约80%的规模化畜禽养殖场没有污染治理设施，畜禽粪污一般未经任何处理即就地排放。畜禽养殖业已经成为农业面源污染的主要因素。

(三) 农用塑料残膜农用塑料残膜主要来源于以下几个方面：①农膜(包括地膜和棚膜)，是应用最多、覆盖面积最大的一个品种，在农用塑料中，农膜产量约占50%。②编织袋(如化肥、种子和粮食的包装袋等)和网罩(包括遮阳网和风障)。③农用水利管件，包括硬质和软质排水输水管道。④渔业用塑料，主要有色网、鱼丝、缆绳、浮子以及鱼、虾、蟹等水产养殖大棚和网箱等。⑤农用塑料板(片)材，广泛用于建造农舍、羊棚、马舍、仓库和灌溉容器等。上述塑料制品的树脂品种多为聚乙烯树脂(如地膜和水管、绳索与网具)，其次为聚丙烯树脂(如编织袋等)，还有聚氯乙烯树脂(如排水软管、棚膜等)。国家统计局数据显示，2005年我国农用塑料薄膜使用量达176万t，已成为世界上农膜产量和使用量最大的国家，大致相当于世界其他国家总和的1.6倍。

(四) 农村生活垃圾农村生活垃圾是指在农村这一地域范畴内，在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。主要有两种类型，一是农民日常生活所产生的垃圾，主要来自农户家庭；二是集团性垃圾，主要来自学校、服务业、乡村办公场所和村镇商业、企业等单位。生活垃圾的成分主要是厨余垃圾(蛋壳、剩菜、煤灰等)、废织物、废塑料、废纸、陶瓷玻璃碎片、废电池以及其他废弃的生活用品及生产用品等。由于我国农村人口较多，因此农村生活垃圾的产生量和堆积量较大2。

三、农业固体废物的综合利用(一) 热解生产化工原料在隔绝空气的条件下，将农业固体废物加热至270～4000℃可分解形成固态的草炭，液态的糠醛、乙酸、焦油，气态的草煤气等多种燃料与化工原料。热解的主要设备是热解炉、冷凝器和分离器。

(二) 水解生产化工原料农业固体废物中含有丰富的纤维素、淀粉和蛋白质，但因受木质素的约束，不能显示其自身的特性。当农业固体废物受到碱腐蚀时木质素发生溶解，然后再通过一定的工艺流程分别分离出淀粉、纤维素、蛋白质及其衍生物，这一过程称为农业固体废物的水解。

(三) 燃烧的灰烬生产化工原料农业固体废物经燃烧后产生的炉灰，含有大量的硅、碳、钾等无机成分。采用不同方法可以将炉灰制成活性炭和水玻璃。此外，炉灰经浸泡、洗涤、浓缩、结晶，可以制得硫酸钾、氯化钾和碳酸钾等。也可以直接作为钾肥使用。

(四) 作建筑材料在生产粘土烧结砖的泥坯中，掺入一定量的农业固体废物碎屑，如草糠、锯末、稻壳、麦壳等，在烧砖时，由于这些碎屑发生内燃，原占体积遗留为空隙，不仅可以节省粘土原料和化工燃料，而且可以降低砖块的体积密度，提高隔热保温性能。基于农业固体废物质轻、多孔、抗拉与抗弯强度较高的特性，可作为轻骨料或增强纤维，用于生产各种轻质建筑墙板、装饰板、保温板、吸声板等新型建筑材料3。

四、农业固体废物收集与运输的原则农业固体废物主要集中于农田、畜禽养殖场及居民生产生活区，由于其场所分散且分布较广，残留物多与土地混集，因此集中收集运输成本较大，所以必须根据其性质、危害程度及处理方法采用不同的收集和运输方式。

农业固体废物分类收集是指按固体废物的理化性质和组成成分分类收集，是农业固体废物再利用的最有效方式。对农业固体废物进行分类收集具有有助于回收大量废材料、减少废物产生量、降低废物运输量和处置费用、简化废物处置过程等优点，有利于农业固体废物的资源化和减量化。例如，对分类收集的有机废物进行堆肥处理，不仅可简化堆肥处理的分选过程，降低堆肥处理费用，还可提高堆肥质量。

分类收集是一个相当复杂、艰苦的工作，需要大量人力、物力，同时也受到多方面因素影响。畜禽粪便、秸秆等农业固体废物由于产量大且比较集中，往往采用就地处置方式或短距离运输到处置点，其收集和运输较为简单；而农业固体废物中的农村生活垃圾由于来源广，分散性大，收集和运输较为烦琐，可以从农户开始，按照有机垃圾、有毒有害垃圾、可回收垃圾和不可回收垃圾的分类原则，根据实际情况采用以下方式进行收集和运输。

(一)收集时间可依当地交通量、道路状况、政策及居民作息时间来考虑什么时段收集垃圾。一般可按下列时段进行收集。

日间收集：上午9时至下午3时，垃圾可在早上8时以后到收集前依规定放至收集区。

清晨收集：上午6时至中午12时以前完成作业。由于垃圾需在晚间置放收集区，因此收集站呈散乱状态。

夜间收集：上午0时开始，至上午6时结束工作，适用手农村城镇餐饮业较多的繁华地区。因夜间交通量少，收集效率高，但有作业上存在安全性及噪声等问题。

晚间收集：下午6时开始至夜晚12时结束工作，可配合农村居民晚餐后将一日垃圾清理，并利于执行垃圾不落地政策。

(二) 收集频率收集频率关系着服务品质及清运成本，可考虑下列因素，以决定最佳的收集频率。

垃圾性质：一般垃圾含水量大及腐败物多时，收集频率须高。

气候：气温高低影响垃圾中有机物的分解速度，气温越高，频率越高。

储存容器：如果储存容器较大，可储放较多的垃圾，则可减小收集频率。

民众庆典活动：年节、庙会等常使垃圾激增，须加大收集频率。

民众资源回收情况：民众回收资源较多则可减少垃圾排出量，收集频率可酌情减小。

(三) 收集方式1、上门收集

指由专门人员定点上门收集居民生活垃圾，然后送往附近的垃圾站，再转运到垃圾中转站或垃圾处理场的一种收集方式。这种方式采取直接上门服务的形式，不需设置垃圾收集点，这样既可避免因设置垃圾收集点而污染环境，又减少了建设垃圾收集点的投资，且方便居民和住户，使垃圾收运管理一步到位并易于管理。

2、定点收集

生活垃圾定点收集是指在居民住宅区、街道等地带，按一定比例和要求设置垃圾收集设施，由居民和住户定时投放生活垃圾到收集设施中，然后由垃圾运输车定时送往附近的垃圾中转站或直接送到垃圾处理场的一种收集方式。

五、处理技术农业固体废物处理技术通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、储存、利用或处置的过程。

(一) 物理处理物理处理是指通过浓缩或相变化改变固体废物的结构，使之成为便于运输、储存、利用或处置的形态。物理处理方法包括压实、破碎和分选等。

1、压实技术

压实是一种通过对废物实行减容化、降低运输成本、延长填埋场寿命的处理技术。压实是一种普遍采用的固体废物处理方法，如易拉罐、塑料瓶等通常首先采用压实处理。对于那些可能使压实设备损坏的废物或某些可能引起操作问题的废物，如焦油、污泥或液体物料，一般不宜做压实处理。

2、破碎技术

为了使进入焚烧炉、填埋场、堆肥系统等废物的外形尺寸减小，预先必须对固体废物进行破碎处理。经过破碎处理的废物，由于消除了大的空隙，不仅使尺寸大小均匀，而且质地均匀，在填埋过程中更容易压实。固体废物的破碎方法很多，主要有冲击破碎、剪切破碎和挤压破碎等，此外还有专用的低温破碎和湿式破碎等。

3、分选技术

固体废物分选是实现固体物资源化、减量化的重要手段，通过分选可将有用的成分选出来加以利用，而将有害的成分分离出来。分选是利用物料的某些性质方面的差异将其分选开。例如利用废物中的磁性和非磁性差别进行分离，利用粒径尺寸差别进行分离，利用比重差别进行分离等。根据不同性质，可以设计制造各种机械对固体废物进行分选。分选方法包括手工拣选、筛选、重力分选、磁力分选、涡电流分选和光学分选等。

(二) 化学处理化学处理是采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化，或将其转变成为适于进一步处理、处置的状态。化学处理方法通常只用在所含成分单一或所含几种化学成分特性相似的废物处理方面。化学处理方法包括氧化、还原、中和、沉淀和溶出等。有些有害固体废物，经过化学处理还可能产生含毒性成分的残渣，须对残渣进行进一步解毒处理或安全处置。

(三) 生物处理生物处理是利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化和综合利用。固体废物经过生物处理，在容积、形态、结构、组成等方面均发生重大变化，因而便于运输、储存、利用和处置。与化学处理相比，生物处理在经济上一般比较便宜，应用也相当普遍，但处理过程所需时间较长，处理效率有时不够稳定。目前生物处理方式主要为生物转化技术。

生物转化技术就是利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化。这种技术可以使有机固体废物转化为能源、食品、饲料和肥料，还可以用来从废品和废渣中提取金属，是固体废物资源化较有效的技术方法。目前应用比较广泛的有堆肥化、沼气化、废纤维饲料化和蛋白质化等。

(四) 热处理热处理是指通过高温破坏和改变固体废物组成和结构，同时达到减容、利用的目的。方法主要有焚烧和热解等。

1、焚烧法

焚烧法是指固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程。其优点是把大量有害的废料分解成无害的物质，并可以处理各种不同性质的废物，焚烧后可减少废物体积的90%(取决于其灰分的不同而不同)，便于填埋处理。此种方法处理固体废物，占地少，处理量大，在保护环境、提供能源等方面可取得良好的效果。目前日本及瑞士每年把超过65%的都市废料进行焚烧而使能源再生。但是焚烧法也有缺点，例如，投资较大，焚烧过程排烟造成二次污染，设备锈蚀现象严重等。

2、热解

热解法是将有机固体废物在无氧或缺氧条件下高温(500～1 000℃)加热，使之分解为气、液、固3类产物。与焚烧法相比，热解法则是更有前途的处理方法。它的显著优点是基建投资少。主要包括热解、气化和干馏2。

六、环境危害(一) 污染土壤农业固体废物种类繁多，且得不到妥善处置，只能堆积在农田中，不仅占用大量耕地，更严重的是部分农业固体废物会导致土壤的污染与破坏。地膜覆盖可以提高农作物产量，但由于地膜回收不利，大量地膜残留在土壤中，导致土壤结构、通透性等发生改变，使土壤水分流动受到阻碍，同时不利于土壤空气的循环和交换，致使土壤中CO2含量过高，影响土壤微生物活动。禽畜粪便含有部分重金属、激素类物质，农田施用后会导致土壤重金属污染。

(二) 污染水体农业同体废物随天然降水或地表径流进入河流、湖泊，或随风飘散落入河流、湖泊污染水体，甚至渗入土壤，污染地下水。研究表明，畜禽粪水约有50%进入地表水体，粪便的流失率也达到5%～9%，由于禽畜粪便携带大量病原菌，进入水体后不仅直接污染水体，还会通过水体导致人类疾病的传播。

(三) 污染大气禽畜排泄出的粪便含有NH3、H2S等气体，另外粪尿中含有的大量未被消化的有机物，在无氧条件下分解为氨、乙烯醇、二甲基硫醚、硫化氢、甲胺、三甲胺等恶臭气体，污染大气环境。国际上许多发达国家都对恶臭气体的排放有严格的规定，如日本在《恶臭法》中确定了8种恶臭气体，其中氨、硫化氢、甲基硫醇、二甲硫、二硫化甲基、三甲胺等6种与畜禽粪便有关。我国于1993年颁布了《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-1993)。同时牛、羊等反刍动物，生活过程中会产生大量的CH4、CO2等温室气体，有资料显示，反刍动物产生的甲烷气体占大气甲烷气体的1/5。农民为方便田间耕作，到麦收和秋收时节大范围焚烧秸秆，产生大量烟雾．污染空气质量，同时威胁飞机飞行安全4。

本词条内容贡献者为:

吴俊文 - 博士 - 厦门大学