农村秸秆焚烧危害及综合利用技术

柴晶

摘要：分析了农村秸秆焚烧带来的危害，介绍了农村秸秆的综合利用技术。

关键词：秸秆；焚烧；危害；综合利用；技术

1 引言

秸秆是成熟农作物茎叶（穗）部分的总称。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，特点是粗纤维含量高，并含有木质素等。我国年产农作物秸秆6亿t之多，相当于天然草地生产干草的50倍。其中稻草1.8亿t，玉米2.2亿t，小麦1.1亿t，还有甘薯蔓、油菜秸、大豆秸、高粱秸、花生秧及壳等产出的秸秆量都超过千万吨，而每年其中80%约5亿t的秸秆都被烧掉了，没有得到有效利用。

2 焚烧秸秆的危害

2.1污染空气环境，危害人体健康

有数据表明，焚烧秸秆时，大气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物3项污染指数达到高峰值，其中二氧化硫的浓度比平时高出1倍，二氧化氮、可吸入颗粒物的濃度比平时高出3倍，相当于日均浓度的5级水平。当可吸入颗粒物浓度达到一定程度时，对人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部分刺激较大，轻则造成咳嗽、胸闷、流泪、严重时可能导致支气管炎发生。

2.2引发火灾，威胁群众的生命财产安全

秸秆焚烧，极易引燃周围的易燃物，尤其是在村庄附近，一旦引发火灾，将会产生很大危害。

2.3引发交通事故，影响道路交通和航空安全

露天焚烧秸秆带来的一个最突出的问题就是焚烧过程中产生浓烟，直接影响民航、铁路、高速公路的正常运营，对交通安全构成潜在威胁。机场每逢农作物收割季节都深受秸秆露天焚烧的危害，有时机场能见度低于400米。

2.4破坏土壤结构，造成耕地质量下降

在农田焚烧秸秆使地面温度急剧升高，能直接烧死、烫死土壤中的有益微生物，会使土壤的自然肥力和保水性能大大下降，土壤水分损失65%--80%，板结不耐旱。

5 秸秆的综合利用

5.1秸秆还田技术

农作物秸秆还田技术主要是机械化秸秆粉碎直接还田技术，它是以机械的方式将田间的农作物秸秆直接粉碎并抛洒于地表，随即耕翻入土，使之腐烂分解，从而培肥地力，实现农业增产增收。

5.1.1增加土壤有机质，增肥地力

秸秆中有机质含量平均为15%在右，如按每公顷还田秸秆15t计算，则可增加有机质2250kg/ hm2。

5.1.2改善土壤环境，改造中低产田

秸秆中含有大量的能源物质，还田后生物激增，土壤生物活性强度提高，接触酶活性可增加47%。随着微生物繁殖力的增强，生物固氮增加，碱性降低，促进了土壤的酸碱平衡，养分结构趋于合理。

5.1.3形成有机质覆盖，抗旱保墒

秸秆还田可形成地面覆盖，具有抑制土壤水分蒸发，储存降水和提高地温等诸多优点。

5.1.4降低病虫害的发生率

由于根茬粉碎疏松和搅动表土，能改变土壤的理化性能，破坏玉米螟虫及其它地下害虫的寄生环境，故能大大减轻虫害，一般可使玉米螟虫的危害程度下降30%。

5.2秸秆加工饲料技术

5.2.1秸秆氨化技术

通过氨化可提高秸秆饲料的营养价值。经处理后的秸秆含氮量增加1.4倍，干物质和粗纤维消化率分别达到70%和64.4%，牲畜采食量可提高48%。饲喂氨化饲料时应注意开窖取料时，应按需取料，取料后立即封严窖口，取出的饲料晾晒1-2d后方可饲喂家畜。

5.2.2秸秆碱化技术

碱化技术的原理就是借助于碱类物质能使饲料纤维内部的氢鍵结合变弱，酯鍵或醚鍵被破坏的作用，使细胞壁中纤维素和半纤维素与木质素之间的联系削弱，纤维素分子膨胀，半纤维素和一部分木质素溶解，有利于反刍动物前胃中的微生物发挥作用，从而提高秸秆的消化率，改善适口性，增加采食量。

5.2.3秸秆热喷技术

秸秆热喷可以使经热喷的粗饲料适口性改善，质地柔软，味道芳香，使牲畜的进食量增加，从而提高粗饲料的利用率。目前热喷技术成本较高，在生产实践中推广仍有难度。

5.2.4秸秆的颗粒化技术

颗粒化技术是将秸秆经粉碎揉搓之后，根据用途设计配方，与其他农副产品及饲料添加剂搭配，用颗粒机械制成颗粒饲料。该技术操作简单，实用性强，饲喂效果明显，一次性投资不高，是一项值得推广的实用技术。

5.2.5秸秆青贮与微贮技术

青贮就是在厌氧条件下，利用秸秆本身所含有的乳酸菌等有益菌将饲料中的糖类物质分解产生乳酸，当酸度达到一定程度，PH3.8-4.2后，抑制或杀死其他各种有害微生物，如腐败菌、霉菌等，从而达到长期保存饲料的目的。饲料微生物处理又叫微贮，是近年来推广的一种秸秆处理方法。微贮与青贮的原理非常相似，只是在发酵前通过添加一定量的微生物添加剂如秸秆发酵活杆菌、白腐真菌、酵母菌等，然后利用这些微生物对秸秆进行分解利用，使秸秆软化，将其中的纤维素、半纤维素以及木质素等有机碳水化合物转化为糖类，最后发酵成为乳酸和其他一些挥发性脂肪酸，从而提高瘤胃微生物对秸秆的利用率。

5.3秸秆燃气技术

5.3.1技术原理

植物秸秆的有机成分以纤维素、半纤维素为主，质量分数为50%。这些生物质原料在缺氧条件下加热，使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是植质中的碳、氢、氧等元素的原子，在反应条件下按照化学键的成键原理，变成一氧化碳、甲烷、氢气等可燃性气体的分子。这样植物生物质中的大部分能量就转移到这些气体中。

5.3.2秸秆燃气来源

农民使用秸秆燃气可以从以下两个方面获得；第一靠秸秆气化工程集中供气获得；第二可以利用生物质自己生产。秸秆气化工程一般为国家、集体和个人三方投资共建，一个村（指农户居住集中的村）的气化工程大约需50万—80万，在我国目前大约有200多个村级秸秆气化工程。农民自产自用的秸秆燃气，主要靠家用制气炉进行生物质转化，投资较小。

5.4秸秆发电技术

按秸秆利用方式的不同，秸秆发电技术可分为秸秆气化发电技术和秸秆直接燃烧发电技术。

5.4.1秸秆气化发电技术

秸秆气化发电技术主要是将秸秆在一定的压力和温度下、使秸秆与O2/H2O发生气化反应，产生CO，H2，CH4等可燃气体，这些可燃气体净化后送往燃气轮机发电。秸秆气化发电技术具有废气排量小、发电效率高等优点。但由于秸秆气化时产生了一定的焦油，燃气飞灰混入焦油中，增加了焦油的脱除和回收利用成本。

5.4.2秸秆直接燃烧发电技术

秸秆直接燃烧发电技术是将秸秆直接送往锅炉中燃烧产生高温高压蒸汽推动蒸汽轮机做功发电，相比秸秆气化发电技术，具有结构简单、投资省、易于大型化等优点。目前，在国内主要推广的是秸秆直接燃烧发电技术。与常规的燃煤电站相比，秸秆电站的汽机岛与常规燃煤电站的汽机岛几乎没有差别，其关键技术是秸秆燃烧技术。

5.4.3秸秆发电的阻力因素

（1）运行成本高。据有关权威部门测算，在现有的技术水平下，生物质发电成本远高于常规燃煤发电成本，约为煤电的1.5倍。

（2）秸秆储运困难。秸秆收购具有很强的季节性，无法均衡收购，要维持企业的正常运转，必须有半年的储存量。因秸秆比重轻，体积大，需要存储场地广大，还需一系列的防雨、防潮、防火等配套设备，投资建设和维护费用大。

6、结语

秸秆是一种清洁的可再生能源，用途广泛，除了以上所提到的，还有将秸秆和添加剂混合制成生物基材料，用于制作无毒害的家具、装饰板、花盆、全降解一次性餐具、全降解地膜等等。用秸秆制造液体燃料这项技术在国内外逐渐成熟。但总的来说，秸秆的综合利用仍旧存在着成本高等问题。因此，仍然有许多地方需要继续研究。