平邑县公园园林废弃物的资源化生物处理途径探讨

李艳,李增安,张大鹏

平邑县公园园林废弃物的资源化生物处理途径探讨

李艳1,李增安2,张大鹏3*

1. 平邑县园林环卫保障服务中心, 山东 平邑 273300 2. 山东农业大学植物保护学院, 山东 泰安 271018 3. 山东农业工程学院, 山东 济南 250100

本文以平邑县公园园林废弃物为研究对象，对公园产生的园林废弃物种类、数量、处理方式和技术选择等进行了全面研究。园林废弃物亟需适当的处理，如果处理不当，会对大气、城市容貌、人类身体健康以及地下水产生影响，对社会造成巨大的资源浪费。本文首先介绍了园林废弃物生物处理的意义，其次分析了目前几种生物处理的现状，最后提出了利用环境昆虫进行园林废弃物处理的相关建议，可为县城区公园园林废弃物处理提供指导和依据，为城市生态文明建设贡献力量。

园林; 废弃物; 生物处理

公园园林废弃物，主要指的是公园内园林植物自然凋落的枯枝落叶或人工修剪所产生的植物残体，包括行道树、花卉、灌木、绿篱、色块、草坪等植物[1]。近年来，我国生态园林城市建设进程加快，城市公园数量增加，绿化面积也随之增大，公园园林废弃物产量急剧增加。截至2019年底，全国城市综合公园、社区公园、专类公园等超过20000个，城市建成区绿地率、绿化覆盖率分别达37.34%和41.11%[2]，城市人均公园绿地面积约15 m2，公园园林废弃物年产约4000万t[3]。

公园园林废弃物具有废物与资源的双重属性。调查结果表明，绝大多数城市的园林废弃物与居民生活垃圾处理类似，前期缺乏垃圾分类处理，只简单地被运入垃圾填埋场填埋或堆放，经自然分解的垃圾，只有少部分被二次利用，且极易对环境造成污染。园林废弃物含有大量的木质纤维素和其他有价值的成分，只有生物处理才会成为参与再循环的“资源”，而不会成为环境污染源。

1 平邑县公园园林资源及园林废弃物理论资源量情况

1.1 平邑县公园园林资源情况

图1显示，截至2021年，平邑县综合性公园数量达到5个，公园绿化面积达402.11万m2，人均公园绿地面积为14.72 m2。2017-2021的5年间，公园绿地面积以年均18%的速率增长，由此产生的公园园林废弃物逐年递增，资源化利用问题亟待解决。

图 1 2017-2021年平邑县公园数量、公园绿地面积

注：数据来源于平邑县园林环卫保障服务中心。下同。

Note: The data were got from the service center of environmental health safeguard in Pingyi County. The same as follows.

1.2 平邑县公园园林废弃物理论资源量

1.2.1 按种类划分的废弃物理论资源量本研究以平邑县公园数量、面积、绿化面积、绿化资源类型等基础数据为依托，通过实地调研以及获得相应系数，计量得出平邑县公园园林废弃物资源总量约为560.72万t。其中阔叶和针叶乔木林地产生的废弃物资源量分别为95.64万t和73.68万t鲜重，显著高于草坪产生的废弃物资源量，是草坪废弃物总资源量的1693倍。具体如表1所示。

表 1 依种类划分的园林废弃物理论资源量

1.2.2 按平邑县内公园划分的废弃物理论资源量从表1可知，平邑县公园园林废弃物每年产生的理论资源量约有560.72万t。由表2可得，浚河公园产生的废弃物资源量显著高于祥云湖公园，是祥云湖公园的9.2倍。平邑县公园园林废弃物的理论资源量及其比例如表2所示。

表 2 按公园划分的废弃物理论资源量

2 平邑县公园园林废弃物资源生物技术处理现状及途径分析

作为平邑县城固体废弃物的公园园林废弃物，一直困扰着平邑县城的生态环境保护和高质量发展，然而，随着国家、省、市及地方垃圾分类政策的落地实施，园林废弃物已经不是需要花费大量成本处理的“垃圾”，而是放错了位置的一类重要“资源”。园林废弃物资源化利用技术的开发及利用将成为今后城市绿色、低碳和高质量发展的一项重要内容。园林废弃物的填埋和焚烧技术在新时代县城低碳高质量发展背景下，会退出历史舞台。

作者认为，生态、低碳、经济和可持续是公园园林废弃物利用技术及途径的选择最为重要的前提，在我们可预见的时期内，环境效果评价也是十分必要的。另外需要明确的是，公园园林废弃物的技术选择还需要与平邑县城的经济发展水平和废弃物种类、营养成分及数量分布特点相适应。研究表明，公园园林废弃物中含有有机碳、全氮、全钾、全磷等有机物质，含量分别为40%，1%，1%，0.2%，干物质中木质素、纤维素和半纤维素平均含量分别为 25%，40%，30%[5]。是营养非常丰富的一类生物资源。

目前社会关注度较高和较成熟的园林废弃物资源化技术是将园林废弃物作为原料的生物技术，采用好氧和厌氧发酵技术，经过微生物菌群的转化，形成有机肥[6]、土壤改良剂[7]、栽培基质[8]等原料产品及沼气[9]等能源产品，但由于园林废弃物成分复杂、来源各异、微生物转化力、微生物菌种、组合菌种技术及转化彻底程度等问题，对于其产品的安全性还需要继续深入探讨。

2.1 公园园林废弃物好氧发酵技术的优缺点分析

园林废弃物好氧发酵技术比较突出的优势：一是园林废弃物发酵过程中能释放热量，减少升温能耗；二是好氧发酵后产生的腐殖质、氮、磷、钾等各种养分，能有效促进植物生长；三是微生物通过各种代谢可以放出大量热量和能量，可最大限度的杀灭园林废弃物中的虫卵及病原菌，降低园林废弃物的生物毒性。劣势在于需要占用大面积场地，发酵时间较长，再就是园林废弃物的来源不明、分类不够具体，造成原料差异大，不容易形成理化性质、品质稳定的产品，从而影响市场推广。

2.2 公园园林废弃物厌氧发酵技术的优缺点分析

园林废弃物厌氧发酵技术的优势：一是降解园林废弃物的程度高；二是在无氧条件下，将复杂的有机质转化为CO2、CH4及少量其它气体，产生对人类有益的清洁能源。劣势有如下几点：一是园林废弃物中含有大量的纤维素和半纤维素，需要大量的时间降解；二是因园林废弃物中的碳氮比高，不利于微生物的正常生长，因此在厌氧发酵时要搭配合适的氮源，调节碳氮比后进行发酵；三是发酵过程中影响因素太多，中间产物容易积累，影响能量传递和物质转化；四是发酵后产生的沼渣和沼液不能直接利用，处理起来有一定的困难。

2.3 公园园林废弃物生物处理途径选择的影响因素

2.3.1 充分考虑平邑县经济发展实力选择园林废弃物的处理技术，要充分考虑当地经济发展状况。首先，在技术选择前，要深度调研当地的生产经济状况，形成调研报告，如果脱离实际，对废弃物的处理是高成本的，是当地经济发展中难以承受的，要果断舍弃。其次，在选择处理技术时，既要顾及眼前，在当前一个时间段内能够发挥一定的作用，又要有前瞻性和预见性，在今后的社会发展中起到一定的作用。

2.3.2 充分调研公园园林废弃物种类、数量及分布特点在选择处理技术前，要充分调查和计算出公园园林废弃物的种类、数量和分布数据。关于园林废弃物的定义很多，在研究范围的界定上也众说纷纭，园林废弃物本身的差异性就决定了组成元素的大不同，同时不同公园因植物种类及数量不同在废弃物的构成上也存在差异。所以，园林废弃物在进行处理前，首先应根据公园分布特点、废弃物的种类、植被的种类等进行分类，然后针对分类后的废弃物再考虑选择处理技术。

2.3.3 充分考虑技术选择的经济可行性及环境影响预评价在上述前提和基础上，要充分考虑技术选择的经济可行性及环境影响预评价。首先，在技术选择上要考虑技术实施的经济性，如果废弃物转化成本过高，就会出现废弃物处理消极性的状况，这样一来，社会资本就不好进入，产业化运转难以实现，这无疑会增加财政负担。其次，园林废弃物的处理主要是为了减少环境污染，变废为宝，形成生态宜居的局面，因此技术选择上要做好环境影响预评价，另外还要对可能产生的环境问题做好预期。

除上述几点以外，园林废弃物利用途径选择应与县城发展总体战略相向而行，应符合县城发展总基调，主要体现在经济、社会和生态三方面。总之，园林废弃物的处理技术选择务必要达到县城生态保护和高质量发展的要求。

3 公园园林废弃物资源化利用处理途径探讨

通过前期对文献资料系统整理收集、信息整合及周密的调查研究，结合当前平邑县发展目标及园林废弃物资源现状，本研究认为，平邑县园林废弃物资源化处理应先对产生的废弃物种类进行分类，然后根据废弃物的营养成分和处理难度，采取堆肥、食用菌生产和环保昆虫生产三大途径，以实现公园园林废弃物“减量化、资源化、无害化”的治理目标，真正做到变废为宝、化害为利（图2）。

图 2 平邑县公园园林废弃物处理技术选择示意图

3.1 园林废弃物堆肥处理途径探讨

研究表明，堆肥处理技术是目前全国各大城市如北京、上海、广州、深圳等园林废弃物利用的主要方式。这种处理技术有两大优点：处理途径相对来说比较简易和产品利用程度较高。通过堆肥对园林废弃物进行处理，可将得到的产品制作成土壤改良剂、有机肥和育苗基质。突出特点是其易分解和无污染。尤其是近几年城市阳台农业的兴起，园林废弃物通过堆肥处理后的产品特别适合阳台园艺的生产，这样就形成了“园林废弃物资源-产品（有机肥、育苗基质、土壤改良剂）-阳台园艺（蔬菜、花卉等）种植”的县城生态循环链条，这中间就没有废弃物产生，都得到了最大限度的利用。

3.2 园林废弃物腐解处理途径探讨

目前，我国多家大学和研究单位积极探索利用环境昆虫转化处理农业固体废弃物，但尚未有园林废弃物通过环境昆虫过腹转化的报道。环境昆虫是一类腐食性昆虫，在自然界中能清除腐殖质及动物尸体。首先对园林废弃物通过腐解菌团进行腐解处理，然后利用环境昆虫的腐食性习性和对纤维素、半纤维素等的降解能力，对园林废弃物进行过腹转化。利用环境昆虫的腐食性取食行为转化处理园林废弃物，是一种生态、环保、安全和经济可行的技术途径。

白星花金龟是目前可以处理园林废弃物的一种环境昆虫。白星花金龟隶属于鞘翅目、花金龟科。一般生活在农村各种秸秆（小麦、玉米等）及杂草、食用菌菌棒堆放处，底部与土壤接触部位，这些部位由于下雨积水、秸秆本身释放水分等原因，造成底部腐烂，这些腐草中滋生着大量白星花金龟的幼虫[10]。目前已实现人工大规模生产。

白星花金龟具有4个生长发育阶段，分别为成虫、卵、幼虫和蛹，2龄后幼虫期可以用于园林废弃物转化处理。利用园林废弃物的料虫比为(5-7):1，同时产出2份虫粪。白星花金龟成虫粗蛋白含量占干重的67%，幼虫46%。活体可以直接饲喂鸡鸭鱼等，也可以烘干制粉混合利用。产生的虫粪可以作为有机肥利用，结合水肥一体化技术应用在黄瓜、西红柿、大白菜上，能很大程度的提高蔬菜品质，增加Vc含量、可溶性糖含量及胡萝卜素含量，显著降低硝酸盐含量[10]。

3.3 园林废弃物发酵处理途径探讨

随着对林木资源管理的加强和利用的集约化，以园林废弃物木屑、杂草等以及农业废弃物棉籽壳等为主的原料生产的食用菌产量逐年增加，尤其是对于木屑要求较高的一类食用菌-大球盖菇。它又名赤松茸，俗称粗腿蘑、益肾菇，原产欧美，具有色美、味鲜、爽脆、嫩滑、口感好等特点。营养丰富，干菇香味浓郁，唇齿留香，可与野生松茸相媲美。其栽培技术简单，可直接以园林废弃物木屑和杂草以一定比例进行发酵栽培，具有极强的抗杂菌能力，栽培成功率高。而且大球盖菇培养基使用全部出菌后的废料含有大量的营养元素可以用来作为堆肥或者腐解处理的原料，可以继续投入到上述两个处理途径中，进行二次利用可最大限度缩短园林废弃物转化周期和提高利用效率。

[1] 王艳秋,付双立,任绍娟.北京市城市垃圾资源化利用潜力与途径研究[J].环境与可持续发展,2015,40(1):87-89

[2] 全国绿化委员会办公室.2019年中国国土绿化状况公报[R].北京:全国绿化委员会办公室,2020

[3] 刘瑜,赵佳颖,周晚来,等.城市园林废弃物资源化利用研究进展[J].环境科学与技术,2020,43(4):32-38

[4] 苏贤明.北京园林绿化废弃物资源化利用与选址布局研究[D].北京:北京林业大学,2010

[5] Krylova AY, Zaitchenko VM. Hydrothermal carbonization of biomass: a review [J]. Solid Fuel Chemistry, 2018,52(2):91-103

[6] 郝丹,张璐,孙向阳,等.园林废弃物堆肥和牛粪有机肥用于金盏菊育苗的研究[J].西北林学院学报,2019,34(4):150-155

[7] 司莉青,陈利民,郑景明,等.城市污泥与园林废弃物堆肥混合添加对土壤改良的影响[J].草业科学,2018,35(1):1-9

[8] 冯晓燕,彭琴,张英,等.基于园林植物废弃物的无土栽培基质研究及应用[J].浙江农业科学,2017,58(8):1485-1488

[9] Achinas S, Euverink GJW. Elevated biogas production from the anaerobic co-digestion of farmhouse waste: Insight into the process performance and kinetics [J]. Waste Management & Research, 2019,37(12):1240-1249

[10] 刘玉升,骆洪义,叶保华.餐厨废弃物的环境昆虫处理途径及资源化利用探讨[J].再生资源与循环经济,2013,6(4):35-37

Discussion on the Biological Treatment Ways for Landscaping Residues in the Park of Pingyi County

LI Yan1, LI Zeng-an2, ZHANG Da-peng2*

1.273300,2.271018,3.250100,

This paper takes the garden waste of Pingyi County Park as the research object, and makes a comprehensive study on the types, quantities, treatment methods and technical options of garden waste produced by the park. Garden waste urgently needs proper treatment. If it is not handled properly, it will affect the atmosphere, urban appearance, human health and groundwater, and cause a huge waste of resources to the society. This paper first introduces the significance of biological treatment of garden waste, then analyzes the current status of several biological treatments, and finally puts forward some suggestions on the use of environmental insects for garden waste treatment, which can provide guidance and basis for garden waste treatment in county parks and contribute to the construction of urban ecological civilization.

Park; residues; biological treatment

S641.3

A

1000-2324(2022)06-0930-05

2022-08-21

2022-09-08

果蔬废弃物资源全物质循环利用校企协同创新;果蔬废弃物资源全物质循环利用关键技术集成与示范

李艳(1986-),女,硕士,专业方向:园林废弃物资源化利用及园林植物营养研究. E-mail:840093914@qq.com

Author for correspondence. E-mail:lyzdp_1986@126.com

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.06.019