燃烧秸秆的危害和废物利用的科学

任宁生陈 凯 王路路

（1南京晓庄学院教师教育学院 江苏 南京 211171；2南京晓庄学院生物化工与环境工程学院 江苏 南京 211171）

近年来，南京城屡次遭受烟霾之灾，焚烧秸秆的味道、浓重的烟雾严重影响了市民的日常生活，交通也受到了一定影响。据当地记者调查，农民在农田上直接燃烧秸秆是为了抢时间播种，当地政府也没有非常好的管理措施，致使大片农田频现“狼烟”。

不仅仅在南京，全国的很多地方在农作物收割时期，出现在农田里大量焚烧秸秆的情况。笔者将针对焚烧秸秆这一现象所产生的危害作简要分析，并提出科学合理利用秸秆资源的建议。

一、燃烧秸秆危害分析

秸秆通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。这些农作物的秸秆普遍被遗弃堆积在田间地头，相对潮湿，引燃时不能完全燃烧，会产生大量对眼睛、呼吸道有强烈刺激性的烟雾，其中含有大量的粉尘、液滴以及其它污染物，这些烟雾随风扩散，对环境、人及其它动物产生严重的危害。

1．健康威胁

野外焚烧秸秆，导致空气中总悬浮颗粒数量明显升高，对人体健康造成严重危害。据测定，秸秆焚烧产生的烟雾中含有大量的CO等有毒的化学物质和悬浮颗粒，这些物质被人体吸入或接触后将会造成伤害。特别是在小春收获期间，遇到冷空气下降，空气对流慢时，加之秸秆焚烧区域、时段均相对集中，在短时期内大量烟雾很难散尽，严重影响了空气质量，使人们的呼吸道、眼科疾病发病率和复发率明显提高，对中老年和儿童及患有呼吸道疾病的人影响最大，严重时会造成人畜窒息。燃烧秸秆的过程中会产生多种有毒化学物质，除了可吸入颗粒物，还包括一定量的多环芳烃、氮氧化合物和硫氧化合物，对人民的身体健康构成直接威胁。

2．财产隐患

野外集中焚烧秸秆时，加速空气的对流，增加风速，容易改变风向，还会产生飘浮于空中的“火团”，人为难于控制，容易窜至院落和田间，引发房屋、农作物的火灾，造成人、畜伤亡，农作物、财产损失。

3．交通隐患

野外焚烧秸秆，形成滚滚浓烟，增加了空气中的粉尘。烟雾对阳光具有一定的吸收和散射能力，减少了太阳光的辐射强度，使大气变得浑浊，大大降低了空气能见度，严重时影响到民航、铁路、高速公路的正常运营，对交通构成潜在威胁。

4．社会隐患

野外集中焚烧秸秆，人人深受其害。在农村，因焚烧秸秆引发的火灾，造成邻里矛盾；在城市，市民生活规律被打乱，不能进行休闲锻炼，在一定程度上加剧了社会矛盾，给社会和谐带来了压力。

5．破坏生态平衡

土壤的每个组分都有自身的理化性质，相互间处于相对稳定或变化状态。小范围内，土壤中的有机物质、养分、水热资源处于一种平衡，秸秆焚烧破坏了这种平衡。

（1）烧死微生物

焚烧秸秆时产生的温度高达700℃，大量有益微生物被烧死、破坏了“土肥相融”，使腐殖质与矿质土粒紧密结合形成的有机无机复合胶体解体，把“活土”变成了“死土”。

（2）烧毁有机物

使秸秆中的炭、氮、木质纤维、树脂等有机物质燃烧殆尽，只剩下一点灰分和无机元素，失去由秸秆还田增加土壤有机质带来的种种益处。

（3）燃油残留物污染土壤

机收后的秸秆，一般不能直接点火燃烧，很多农户均向秸秆添洒燃油后才进行焚烧，燃油中的重金属等有害物质直接或间接遗留在土壤中，造成土壤污染。

6．浪费生物资源

我国是一个农业大国，有着丰富的生物质能（绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能存储在生物质内部的能量）资源。农作物秸秆是农业生产系统中一项宝贵的生物资源，也是保持生态平衡的重要物质基础。专家表示，如果将1亩麦类秸秆直接还田，相当于增施55公斤有机质，15公斤碳铵、3公斤过磷酸钙、7．5公斤硫酸钾。如果将秸秆焚烧处理，其中碳损失80%以上，氮损失70%，磷、钾损失30%，且剩余的约25%的磷均转化为缓效态或固定态，难以发挥肥料效用。

二、秸秆的科学废物利用

1．送入气化炉，秸秆变三宝

利用技术将农作物秸秆包括稻壳、果壳等送入气化炉，有限量地供氧或通过菌物发酵产生可燃性气体，再进行气液固分离得到三宝的“母体”。

分离出的气体如甲烷、一氧化碳可用于发电，或转化为家用燃气；液体则通过冷凝回收得到醋液，可作为饲料行业的消毒液；而分理出的固体炭，富含作物生长的营养元素，对水和肥具有长效缓释作用，可以用于改良重金属污染和已经退化的土壤，也可以加工为家用吸附炭包。由此可见，充分利用秸秆气化分离产品使原本的农作物残留成为工业三宝。

此外，建设这样的秸秆加工厂并不需要长途运输，一个乡镇甚至一个村就可以独立建成。而秸秆提炼燃气、醋液和固体炭的过程产生的二氧化碳足以被植物吸收并不会造成污染。

2．粉碎粘合，成环保板材

对秸秆进行粉碎、干燥等程序以后，再进行粘合等多道工艺就可制成结实耐用的秸秆人造板。同时，粘合工艺中使用的粘合剂是一种新型生态粘合剂，甲醛的排放量为零。有专家表示，这种板材在强度、吸收膨胀率等性能上都很好，完全可以替代木质板。

将秸秆制成人造板替代木材原料生产人造板是当今国内外人造板技术领域的重要研究方向，对开拓我国人造板产业的原料来源、解决秸秆的处理问题、发展农村经济增加农民收入、增加就业机会都具有重要意义。

3．压块固化，秸秆制成型燃料

秸秆固化成型燃料，也叫秸秆压块燃料，是将秸秆粉碎后，单种或多种秸秆配合，采用机械设备压缩制成块状，棒状或颗粒状。该燃料既可用于城乡居民生活，又可用作工农业生产燃料（如烧锅炉、干燥农副产品、发电等），亦可进行深加工，生产人工木炭和活性炭等高附加值产品。

开发利用秸秆固化成型燃料，可使农村多余废弃的秸秆等生物质能变废为宝、化害为利，不仅能够解决农村无效焚烧造成的环境污染和火灾隐患，给剩余秸秆等提供有效益的出路，而且能够节省大量一次性能源，大大减少二氧化硫的排放量。

4．正确燃烧，秸秆能发电

秸秆直接用于发电在我国早有先例，南方的一些地方就利用甘蔗渣掺烧来发电。而要利用秸秆发电，也只需要对现有电厂锅炉炉膛稍加改造，再增加输料和袋式除尘装置即可。以秸秆替代部分煤炭作为燃料，并不会影响发电机组的正常运行，并且在集中处理秸秆时只要技术处理得当，还可以起到改善环境的作用。发电产生的秸秆灰渣还是钾肥可直接利用或进一步加工作复合肥。

秸秆的合理利用在保护环境的同时，还可以带来很大的经济效益。拿秸秆发电来说，一个2×12MW电厂如果采用秸秆燃烧发电，据估算可使农民每年增加2000万元的收入。

三、小结

“世界上没有垃圾，只有放错地方的资源”，秸秆作为一种新型的生物质能，如将这些生物质能和其他可再生能源充分利用，部分替代化石能源，以缓解当今的能源危机不是没有可能。我国可利用的生物质资源潜力很可观，其中农作物秸秆产量约7亿吨，充分运用秸秆将会为解决国家的能源紧缺问题有着巨大的贡献。如果能够将农作物秸秆的无效焚烧用作生物质能资源的开发将是未来废物利用能源发展战略的重要内容之一。

不过秸秆通常滞留在地里，农民收集积极性不高，即使个别农户收集，也由于总体过于分散、运费过高、秸秆加工效益偏低等原因，缺少专门的收购人员。因此，要让秸秆实现合理利用变废为宝，还需要政府部门尽快出台有效措施，给予适当的引导和补助，与人民大众一起将环境保护和合理利用资源这场“持久战”打下去！

［1］ 吴少杰．秸秆焚燃污染与生物质能的开发利用［J］．资源与人居环境，2008，（1）：26-28

［2］ 李泉临，秦大东．秸秆固化成型燃料开发利用初探［J］．可再生能源 2008，（5）：116-118