农业蔬菜废物处理方法研究进展和探讨

王鹤睿

（隆化县农业农村局，河北隆化 068150）

0 引言

农业蔬菜废弃物，是指在蔬菜生产及相关产品收获、贮存、运输、加工处理及销售过程中产生的所有不具备商品价值的固体废弃物的总称，主要可分为蔬菜的根、茎、叶、果等。由于蔬菜废弃物通常含水量较高，因而若其无序堆置，则十分容易出现腐烂发臭的情况，这就为各类有害生物的繁衍和疾病传播提供了环境条件，与此同时，也很可能加剧水污染和空气污染。为此，必须加强思想认识，采取科学方法高效进行农业蔬菜废物处理。

1 农业蔬菜废物的来源及特征分析

1.1 农业蔬菜废物的来源分析

从育苗、生长到成熟，从收获、贮藏、运输到上市销售，再到进行加工处理，蔬菜生长和生产的每一个环节，都可能导致废弃物的产生，因此，农业蔬菜废物主要来源于蔬菜生产区、集散地及加工工厂，其中，导致生产区出现废物的主要原因是病害、虫害、拉秧、整枝等，导致批发销售市场等集散地出现废物的主要原因是运输过程中蔬菜出现损伤、未做好保存工作导致蔬菜腐烂以及难以有效长期保持蔬菜质量，导致加工区出现废物的主要原因是未能科学处理加工过程中切下的无商品价值及不可食用的部分。从整体上看，生产区废弃物约占我国农业蔬菜废物总量的60%，集散地废弃物约占15%，加工区废弃物约占25%（见图1）。

图1 不同来源废弃物占我国农业蔬菜废弃物总量比例示意图

蔬菜主要可分为果菜类、叶菜类和根茎类三种，由于不同类别的蔬菜在生长周期和可食用部位方面均存在差异，因而其产废系数及所产生的废物量也具有明显的差别[1]。其中，果菜类蔬菜的产废系数约为3.8%，叶菜类蔬菜的产废系数约为9.7%，根茎类蔬菜的产废系数约为4.7%，可以通过“产生废弃物数量＝总量×产废系数”来对其产生废弃物的数量进行估算。

1.2 农业蔬菜废物的特征分析

蔬菜废弃物主要具有以下几项特征：其一，含水量普遍较高，最高可达到94.80%；其二，固体含量占废弃物总重的比例较小，最小仅为8%，而构成固体部分的主要为挥发性固体，达到80%及以上；其三，营养含量高，因而有利于各类生物繁衍；其四，pH值覆盖范围较广，既有酸性废弃物，又有碱性废弃物。

2 研究农业蔬菜废物处理方法的主要意义

对农业蔬菜废物处理方法进行研究的主要目的在于探索能够科学处理蔬菜废弃物的高效方法，从而有效解决长期存在于农业生产中的蔬菜废弃物无序堆置问题及由其引发的一系列环境污染问题，包括水污染、大气污染及土壤污染等，并有效抑制苍蝇蚊虫及有害微生物的繁衍数量，避免其依托于蔬菜废弃物而大量繁衍。此外，通过应用特定的方法处理蔬菜废弃物，可以使其实现资源化转化，有利于达到节约资源的目的。综上所述，研究农业蔬菜废物处理方法，符合科学发展观和可持续发展理念的要求，是建设“资源节约型”及“环境友好型”社会的必然要求和选择。

3 农业蔬菜废物处理方法研究进展及相关探讨

3.1 好氧堆肥法

好氧堆肥法，即按照一定的比例，将目标堆腐有机物料与填充物料进行混合，并对于通气条件和水分状况进行控制，从而为微生物的繁殖创造有利的条件，促进其进行繁殖并降解有机质，通过这一活动产生高温，达到杀死废弃物中杂草种子及病原菌的目的，并使得有机物趋于稳定化的一种蔬菜废物处理方法[2]。由于应用这一方法时，堆体温度通常较高（一般在50℃以上，最高可达到65℃），因此这一方法也被称作“高温堆肥法”。好氧堆肥法的主要优势是能够高效处理废弃物中所包含的各类病原菌，与此同时，应用这一方法可以快速降解有机物，因此在有机蔬菜废物处理方面具有良好的效果。这一方法的主要缺陷是成本较高，且在应用填充物料进行处理时容易导致工作效率降低。当前关于好氧堆肥法的研究主要集中于堆肥装置及工艺的研究开发上，通过对设备工艺进行改量，可以有效提高堆肥效率。值得注意的是，由于蔬菜废弃物含水量较高且其中微生物群落具有一定的特殊性，因此在应用好氧堆肥法展开处理实践时，需要落实好以下几项要点：第一，必须以蓬松物质（一般使用干草）与蔬菜废弃物进行混合，从而达到降低含水率、提高孔隙率的目的，避免物料在堆肥过程中出现塌陷的状况；第二，在堆肥的过程中，需要对通气条件进行控制，确保实现连续通气，并在堆肥过程中进行翻堆处理，从而避免局部出现厌氧情况；第三，正式堆肥前应注意在初始物料中混入已经腐熟的堆肥产品，以此达到提高升温速度的目的[3]。

3.2 厌氧消化法

厌氧消化法，是指利用厌氧微生物作用，对废弃物中能够进行生物降解的部分进行处理，使其经过一系列生物化学过程趋于稳定的一种处理方法[4]。厌氧消化法的主要优势在于，应用这一方法可以从蔬菜废弃物中有效回收沼气能源，从而达到“变废为宝”的目的，有利于促进可持续发展。由于蔬菜废弃物的含水量较高，因而只需要使用一般厌氧处理方法即可达到理想的处理效果，不需要使用高固体厌氧工艺，同时也无需进行预处理，因此未来这一方法可能成为理想的蔬菜废弃物处理路径。这一方法的主要缺陷是所需设备较多且应用难度较高，需要建立专门的工厂、以工厂化运作方式进行处理。且处理过程中可能导致废水和废渣问题的出现，因此，其通常只应用于规模较大的食品加工企业或超市的蔬菜废弃物处理工作。

3.3 集成处理法

集成处理法是指将厌氧消化法和好氧堆肥法两种方法有机结合起来，对经厌氧消化法处理后的产物继续进行好氧堆肥，以此增强其安全性的一种蔬菜废弃物处理方法，这一方法兼具厌氧消化法和好氧堆肥法两种方法的优势，有利于彻底消除蔬菜废弃物的生物毒性、避免出现二次污染，是一种较为理想的方法[5]。但是，这一方法的缺陷同样较为明显，因其需要同时建立厌氧与好氧两套处理系统，因此涉及到大量设备和技术，且需要投入大量成本，实践应用难度较大。

3.4 接种微生物自然堆沤处理法

好氧堆肥法、厌氧消化法及“厌氧-好氧”集成处理法三种方法，均在设备、建设成本、操作能力及运行管理水平方面提出了较高的实践要求，较难在我国农村实现有效推广。目前，对于我国农村地区而言，实践可行性更高的蔬菜废弃物处理方法是接种微生物自然堆沤处理法，这一方法主要通过建立成本较低的农户型双室堆沤池得以实现，完成建设后，农民只需要在池中堆放蔬菜废弃物并按照规范的操作步骤在池中添加微生物菌剂（一般使用纤维素分解菌，蔬菜废弃物接种纤维素分解菌自然降解实验结果见表1，其中，接种纤维素分解菌菌液的实验组在液化程度、液肥总磷含量及氨氮含量方面均明显优于对照组）即可有效对其进行处理，微生物菌剂将加速蔬菜废弃物有机质的分解液化过程，液化后的产物可以作为液肥投入农业生产之中，既能够解决蔬菜废弃物无序堆置问题，又能够促进资源节约，具有良好的应用前景。

表1 蔬菜废弃物接种纤维素分解菌自然降解实验结果

不过，这一方法也具有明显的缺陷：由于在自然堆沤的过程中，有机堆料的温度上升幅度较小，因而实际上无法有效地达到杀灭病原菌的目的。因此，必须对于堆沤产品的生物致病性和毒性指标进行进一步的研究，在确保堆沤所得液肥满足标准要求后再投入使用。此外，还可以通过使用生物、化学、物理手段对于堆沤产品进行处理，达到防治病虫害的目的。

4 结语

对农业蔬菜废物处理方法进行研究，是有效解决当前广泛存在的农业蔬菜废物无序堆置问题及由此引发的一系列环境污染和资源浪费问题的重要手段。当前，关于农业蔬菜废物处理方法的研究主要集中于好氧堆肥、厌氧消化、厌氧-好氧集成处理及接种微生物自然堆沤处理法四种方法上，未来需要进一步加大研究力度，力求增强农业蔬菜废物处理的实效性，促进可持续发展。