农业固体废弃物的处理与利用

■文 / 史可 薛建良 胡术刚

一、概述

（一）农业固体废弃物概述

中国是世界农业生产大国，农业固体废弃物产出量巨大，每年约产生农业固体废物40多亿吨。其中：农作物秸秆约7亿吨，牲畜粪便约26.1亿吨。一般意义上的农业废弃物，主要是指农业生产和农村居民生活中不可避免的一种非产品产出。从生产角度分析，农业固体废弃物是农业生产和再生产链中资源投入与产出在物质和能量上的差额，是资源利用过程中产生的物质能量的流失份额。从资源经济学角度上看，农业废弃物是某种物质和能量的载体，是一种特殊形态的农业资源。根据原环境保护部2010年颁布实施的《农业固体废物污染控制技术导则》（HJ 588-2010），农业固体废物是指农业生产过程中产生的固体废物，主要来自农作物、畜禽养殖及农用塑料残膜等。

（二）国际固体废弃物资源化利用现状

20世纪70年代以来，许多发达国家相继提出资源循环利用的概念，开始对包括农业固体废物在内的固体废弃物综合利用开展深入研究，以期实现对农业固体废弃物的资源化利用，并建立起了较为完善的法律、法规、政策及技术标准体系。其做法大致可分为3种类型：

1.命令控制型措施，这种方式是各国农业废物控制和管理所采取的主要方式，政府通过颁布相应的标准、许可或执照，对土地、水等资源使用情况实施管控，通常采用直接管制加上严格的监督和执法来落实。

2.市场经济型措施，主要是采取激励措施，通过利益驱动，达到控制污染的目的，这种方式有利于污染者根据实际情况选取合适的方法来控制污染。

3.可持续发展政策措施，从资源高效利用和可持续发展的角度，关注农村环境的保护与治理，充分挖掘废弃物的资源价值。例如，在农业地膜的污染防控和管理方面，欧美、日本等发达国家采取的主要措施是用严格的法律法规，强制性地规定使用高强度、易回收、可降解的农用地膜，限制了超薄和易碎农用地膜的生产和使用，同时规定实施地膜回收处置。因此，这些发达国家和地区虽然存在塑料废弃物污染的严重问题，但农膜残留污染却不是一个大问题。

（1）美国农业固体废物管理

美国在1965年制定了《固体废弃物处理法》。1976年颁布的《资源保护和回收法》（RCRA），是一部为有害和无害固体废物处理提供准则的基本法律，目的是解决日益严峻的城市垃圾和工业废物问题，主要目标是减少垃圾产生、节约能源、保护人群健康和环境免受危害。根据美国农业部和能源部的估算，美国每年农业生产产出农作物秸秆约4.28亿吨。其处置的主要途径有四个方面：一是被养殖场的牲畜吃掉，二是在田间进行堆肥处理，三是加工用作家庭饰品和建材，四是加工成生物质燃料。1972年，美国制定《清洁水法》，将畜禽养殖场污染纳入点源污染源管理模式。1998年，美国实施清洁水行动计划，对粪便及污水的贮存和处理采取措施，强制大中型的规模化养殖场必须严格落实，鼓励小型养殖户和散养农户在自愿基础上自主实施。

（2）日本农业固体废物管理

日本自1992年提出“环境保全型农业”概念，先后制定颁布实施了《食物、农业、农村基本法》《关于促进高持续性农业生产方式采用的法律》《家畜排泄物法》等多部相关法律。在农作物秸秆无害化处理上，主要采取混入土中还田和作为粗饲料喂养家畜，其中秸秆直接还田的比例占秸秆利用总量的68%，作为粗饲料饲养牲畜的占秸秆利用总量的10.5%，与畜粪混合制成有机肥的占秸秆利用总量的7.5%，制成牲畜养殖用草垫的占秸秆利用总量的4.7%，只有一小部分难以处理的就地燃烧。在农用塑料薄膜污染防控治理方面，1956年，日本工业标准委员会起草制定关于聚乙烯农用地膜的技术标准，对聚乙烯地膜厚度和强度进行了规范。《废弃物处理及清扫法》中规定农民在农用地膜使用结束后，不得随意丢弃，也不能私自进行焚烧和填埋到垃圾处理场里，从事农业生产的每位农户都有义务将废旧地膜按照法律的要求进行回收、打捆，并将其运送到划定的地点进行集中分拣分类处理，如果农户私自进行焚烧处理，将会被处以高额罚款。

（3）欧盟农业固体废物管理

欧盟的《农业废弃物填埋条例》和《农业废弃物焚烧条例》对农业固体废弃物回收处理进行规定。政府采取的主要管理措施有：①农作物种植严格按照轮作表进行，一般每块农田4-5年的作物轮作表要提前上报给农业组织；②在畜禽饲养方面，政府规定农场主所拥有的家畜数量和土地之间必须有一定的关联度，不能超过规定标准；③关于畜禽粪便的储存和还田，农场必须有储存畜禽粪便的设施，以保证较少量氮的流失；④关于土壤管理，政府和农业咨询中心不仅监控农场的经济账户，还包括肥料用量、农药使用量、能源和水的消耗量、废弃物排放量以及自然和文化遗产等内容；⑤在农业补贴政策方面，为提高农民环保意识，对有机农业给予一定的环保补贴。

二、中国农业固体废物处理与利用

20世纪80年代初，中国在固体废物综合利用方面，提出了“遵循减量化为前提、无害化为先导、资源化为目的”原则。农业固体废物处置利用主要是通过技术进步和工艺革新，减少排放规模；对已经产生的或已排放出来的废物，采取堆肥、焚烧等方式处理，减少其数量或缩小其体积。无害化则通过高温堆肥、沼气发酵、热解等方法，使其对人体健康无害和不污染周围环境。资源化是指采取相应措施，回收废物中能够被再次利用的物质或能源，使其再次得到利用。

（一）农作物秸秆及其综合利用

目前，中国农作物秸秆的利用方式主要有肥料化、饲料化、能源化、工业原料或食用菌转化等利用方式，主要的循环综合利用的方式有：秸秆—肥料—种植、秸秆—饲料—养殖—肥料—种植、秸秆—饲料—养殖—沼气—肥料—种植等模式。

按照粮食收获指数50%计算，生产1吨粮食就要产生1吨秸秆。2010年，中国农作物秸秆资源的理论测算量为8.4亿吨，其中可以收集资源量约为7亿吨。由于中国粮棉油作物生产具有明显的区域性特点，农作物秸秆主要分布在东北、华北及长江中下游地区，中国13个粮棉油产量大省的秸秆理论资源量约为6.15亿吨，占中国总量的73%。2010年，中国农作物秸秆利用总量约为5亿吨，秸秆综合利用率为70.6%。其中：饲料化利用量2.18 亿吨，占秸秆总量的比例为31.9%；燃料化利用1.22亿吨，占秸秆总量的比例为17.8%；肥料化利用1.07亿吨，占秸秆总量的比例为15.6%；食用菌基料化利用0.18亿吨，占秸秆总量的比例为2.6%；作为人造板、造纸等工业原料化利用0.18亿吨，占秸秆总量的比例为2.6%。

2008年，国务院办公厅《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》提出，到2015年，中国要基本建立起秸秆收集、储运和处置体系，形成布局合理、多元化的秸秆利用产业化发展格局，秸秆资源综合利用率超过80%。

根据国家发展和改革委员会、原农业部《关于编制秸秆综合利用规划的指导意见》（发改环资〔2009〕378号），中国重点推广肥料化利用、饲料化利用、能源化利用、生物转化食用菌利用和碳化活化利用等适用技术。

（二）畜禽粪便污染防治

随着社会的进步发展，中国对肉蛋奶需求量的持续增长，加之畜禽养殖更加专业化、规模化和集约化，畜禽粪便量也日趋增加，其污染已经成为农村主要污染来源。

2010年，中国畜禽粪便产生总量约为19亿吨，其中形成污染的畜禽粪便量约为2.27亿吨，畜禽养殖集中的广东、福建等省成为中国畜禽粪便污染较为严重的区域，中西部地区污染程度虽然较低，但其增长幅度仍然不容忽视。2010年，中国畜禽养殖粪便污染排放的化学需氧量（COD）已达到1268.26万吨，占同一时期排放总量的41.9%；氮排放量为102.48万吨，占所有污染物排放量的21.7%；磷的排放量16.04万吨，占所有污染物排放量的37.9%。

中国非常重视畜禽粪便污染防治工作，先后出台了《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB 18596-2001）、《畜禽养殖污染防治管理办法》（原国家环境保护总局令第9号）、《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》（HJ 497-2009）、《畜禽养殖业污染防治技术政策》（环发[2010]151 号文件）、《农村小型畜禽养殖污染防治项目建设与投资指南》（原环境保护部2013 年）等标准规范。畜禽粪便常用污染防治技术主要有厌氧发酵、传统好氧堆肥、微生物堆肥、干燥与除臭等技术。

（三）农用地膜及其回收

20世纪70年代以来，地膜覆盖技术因其增产和增收效益明显而得到迅速推广和普及。目前，中国年均地膜使用量约为12亿千克，地膜覆盖作物种类已超过50种，每年作物地膜覆盖面积达到1666万公顷。农膜主要原材料是聚乙烯塑料，自然条件下极难降解，在土壤中可保持200年以上，并且在降解过程中会释放大量有毒物质，对土壤造成严重污染。存留在农田中的残膜会破坏土壤物理结构和化学性质，抑制土壤微生物繁殖，导致作物难以正常发芽出苗和生长，造成农作物减产品质下降，从而影响农民收入。根据相关研究成果，连续使用农用地膜3年的农田，地表残膜碎片数量能够达到每平方米47.3块，耕作层30厘米以内的残膜碎片数量达到每平方米56.6块，残膜折合重量达到每公顷57.9千克。针对中国目前农用地膜厚度比较薄、强度较低、易老化破碎的问题，应提高地膜使用后的可回收性能（提高厚度和强度），从而实现废旧地膜安全高效回收处理。

三、主要问题

（一）农作物秸秆及其综合利用

1.群众生态环保意识普遍比较淡薄，对随意丢弃、焚烧秸秆给环境、交通安全等方面造成的影响认识不足。加之秸秆收集在经济上不合算，造成群众利用秸秆的积极性不高。

2.产业化程度低、产业链短。专业从事秸秆收集利用的农民协会组织少，作物秸秆利用方式较为单一，综合利用的产业体系和市场化机制不完善，造成秸秆综合利用效率和效益低。

（二）畜禽粪便污染防治

1.农作物种植业与畜禽养殖业不再紧密关联。随着畜禽养殖的规模化和集约化程度提高和种植业领域大量高效化肥的使用，畜禽养殖业逐渐从农业生产体系中脱离了出来，难以形成和实现粪污-沼气-肥料的生态循环利用模式。

2.粪肥利用率低。随着化肥的兴起，有机肥施用量逐渐减少。根据中国农业技术推广中心统计，目前中国有机肥在全部肥料投入总量中的比例已下滑到不足10%，远低于欧美国家。由于畜禽粪肥的价格，尤其是肥效与化肥比缺乏优势，同时，中国也缺乏化肥限量管理的法律法规，导致粪肥科学还田率较低。

3.相应政策和环境管理严重滞后。虽然现行畜禽粪便污染防治方面的法律、法规、政策、技术标准等已经比较完善，基本形成一套完整的体系，但是受到认识水平、资金、技术力量等方面的影响，相关政策法规难以落到实处。养殖企业往往更加注重自身的经济效益，存在重饲养轻污染防治的问题，不愿购置环保设施设备，导致畜禽粪便污染治理难度加大。

（三）农用地膜及其回收

1.人工回收效率低下，回收机械少。目前中国废旧农用地膜回收方式主要还是以人工捡拾为主，机械回收还比较少，普及不够，回收率不高。

2.回收优惠政策乏力。目前中国没有强制性的措施约束农业生产企业或种植农户交售废旧残膜，残膜回收补助政策受益面小，无法形成良性的市场扶持机制，造成一方面田野中大量废旧农膜得不到及时回收处理，另一方面是残膜回收加工企业原料紧缺，处于不饱和状态，效益不高。

3.回收价格低、网点少。由于废旧农膜里杂质多，需要的加工程序多，加工后的颗粒质量、价格都低于其他高品质废旧塑料加工后的颗粒价格，所以收购网点更愿意收购棚膜、生活垃圾中的各类废弃塑料制品。废旧农膜回收加工企业回收网点设置也少，不方便群众交售。

四、建议

（一）加强宣传引导，提高废物综合利用认识。应根据农时，充分利用报纸、电视、网络等新闻媒体，开展形式多样、贴近生活的宣传教育活动，组织农业科学技术下乡，广泛宣传随意丢弃、焚烧农业固体废物对环境的巨大危害，积极宣传中国在农业固体废物综合利用方面的鼓励政策和防治技术，提高公众对其综合利用和污染防控的认识水平与参与意识，使农业固废综合利用工作成为全社会的自觉行动。

（二）开展系统性研究，大力推进循环农业。目前，中国对于农业固体废物综合利用及污染防治的研究，大多是只针对其中某个方面进行专门论述，没有将农牧业生产、秸秆利用、畜禽粪便处理、沼气建设等作为一个整体的产业链或综合利用循环模式来对待。

（三）加强基础设施建设，提高农业固废资源利用补贴力度。提高现有农业固体废物综合利用及污染处置设施利用率的基础上，加大秸秆收集、储运基础设施、规模化养殖场大型沼气建设，提高农用地膜回收补贴，统筹推进种植业、养殖业发展，建设农业固体废物资源化利用和污染防治体系。