尾菜资源化利用研究进展
2021-10-14黄波牛明芬
黄波,牛明芬
(沈阳建筑大学,辽宁沈阳 110168)
尾菜指的是蔬菜商品化过程中被丢弃的无经济价值的固体废弃物,包括蔬菜的烂根、烂茎、烂叶,烂瓜果及废弃果皮等。随着我国社会经济的发展,人们的生活水平和生活品质显著提高,对蔬菜品质的要求也随之提高。而蔬菜收获过程、储存过程、加工过程、装卸过程以及运输等环节不可避免地产生了大量尾菜。尾菜处理不当,极易腐烂变臭,为果蝇、飞蛾、蚊子及有害微生物的生长创造了条件,进而影响附近人们的生活质量。本文系统分析了尾菜的来源、种类、特点、危害,以及目前采用的尾菜处理方式,以期为尾菜的资源化、合理化利用提供参考。
1 尾菜的来源、种类、特点、危害
1.1 尾菜的产生
尾菜的产生源于蔬菜商品化过程中各环节的损失。在蔬菜的育苗、生长、成熟、采摘、储存、加工、运输、装卸以及出售过程中,每一环节都会产生尾菜。据统计,蔬菜在收获、储存、加工、装卸、运输环节产生尾菜的比例分别约为15%、9%、25%、10%、7%[1]。尾菜的总产生量占商品蔬菜产量的30%以上。尾菜主要在蔬菜种植区、蔬菜集散地和蔬菜加工区产生。在蔬菜种植区,整枝打杈、病虫害、拉秧产生的废弃物占尾菜总量的60%左右[2]。
1.2 尾菜的种类
因蔬菜的生长周期及食用部位不同,尾菜主要分为叶菜类尾菜、瓜果类尾菜、根茎类尾菜。由于不同种类的尾菜自身特点及可食用部分占比不同,尾菜的产废系数有明显差异,不同种类尾菜的基本理化性质见表1。
表1 不同种类尾菜基本理化性质Tab.1 The basic physical and chemical properties of different kinds of rotten vegetable leaves
1.3 尾菜的特点
尾菜的特点是含水率高、干物质含量低、碳氮比低、容易分解、有机质含量高、极易腐烂。尾菜的含水率普遍偏高,含水率一般在75.%~94.8%;干物质含量低,含量在8%~19%,其中挥发性固体含量占尾菜总固体含量的80%以上[3]。尾菜的碳氮比偏低,C/N比在7.6~22.35,较低的碳氮比不易于发酵处理;尾菜容易分解,尾菜中含有大量有机物,糖类及半纤维素含量为总固体含量的75%,纤维素含量为总固体的9%,木质素含量为总固体的5%[4];尾菜的有机质含量高,其有机质含量在476~775 g/kg;尾菜容易腐烂,作为一种日常生活垃圾,如果没有及时有效的处理,很快就会腐烂变臭,对环境造成较大地污染。
1.4 尾菜的危害
尾菜处置不当极易对环境造成危害,而对空气、土壤、水资源造成的危害表现在以下几个方面。
1.4.1 污染附近水体
腐烂后的尾菜未经处理倒入河流中,导致水体被污染。尾菜就地堆积分解产生渗滤液流入河湖或渗入地下水系统,导致地表和地下水受到污染[5]。
1.4.2 污染附近空气
尾菜极易腐烂,腐烂细菌会迅速繁殖,腐烂产生的恶臭气体会对附近空气质量产生不同程度的影响,干扰附近的居民正常生活。
1.4.3 污染土壤
尾菜腐烂产生的渗滤液会对土壤造成污染。蔬菜残叶携带的病菌还可能会继续繁殖,传播病原菌,加重对附近环境的污染。高温时节,腐败菌滋生使尾菜附近气味难闻,附近居民吸入恶臭气对身体健康造成危害。
2 尾菜资源化利用方式
由于尾菜处置不当会造成污染,同时会造成大量有机物的损失,研究人员已经对尾菜的资源化利用问题展开研究,目前尾菜资源化利用方式如下。
2.1 就地焚烧
采用焚烧方式一度是处理尾菜的惯用方式,但燃烧过程中会产生大量烟气,产生的二噁英危害人体健康,因此通过焚烧处理尾菜的方式逐步被淘汰
2.2 直接填埋
填埋法是尾菜处理的传统方法。但填埋仅解决了尾菜大量堆放快速处理的问题,而填埋后随时间造成的二次污染,包括地上、地下水质下降、土壤污染和附近质量下降等问题并没有解决。同时,尾菜直接填埋造成了过量有机能源的浪费。
2.3 堆肥
堆肥指的是利用自然微生物或商业菌剂,在一定件下,将尾菜中向腐殖质转化的生化过程。这既是有机物分解、合成的过程,又是一个无害化处理的过程。由于尾菜含水率偏高,堆肥过程中温度上升较慢,不利于杀灭致病菌和寄生虫卵,堆肥过程中尾菜的氮源向氨氮转化,升温阶段氨会以气态形式损失,另外,堆肥原料损失率过高,不适宜大规模采用。
2.4 饲料化
在我国畜牧业并不发达的早期,尾菜会直接投放给家畜,这对我国早期畜牧业的发展起着重要作用。但尾菜中木质素不利于动物消化,且尾菜的蛋白质含量偏低,缺乏必需的营养元素,不易被动物吸收利用。携带病虫的尾菜未经过灭菌、消毒处理,直接投放影响动物健康[6]。
2.5 沼液还田
液态肥利用指的是将尾菜厌氧消化后的末端产物,利用喷洒装置或灌溉系统还田的过程。沼液富含多种植物必须的营养元素,还田后促进植物生长,也可改良土壤,是目前尾菜资源化、合理化利用的主要方向。
2.6 厌氧消化
厌氧发酵是指不同种类的微生物将尾菜有机物分解,最终产生甲烷等简单气体的过程[7]。厌氧发酵是一个复杂的生化过程,需要厌氧、有机物含量高、酸度适宜、温度适宜,在所有条件都满足的条件下,厌氧消化性能提高。尾菜以其占地面积小,反应稳定,产物损失少等优点,逐渐成为目前尾菜资源化利用的主要方式。
3 结语
本文总结了尾菜的来源、种类、特点以及危害,并对目前尾菜的资源化利用方式进行了归纳,以期为尾菜的资源化、合理化利用提供参考依据。