導(dǎo)語：如何才能寫好一篇生物燃料成分分析，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關(guān)鍵詞]:鍋爐,污染,生物質(zhì)燃料,環(huán)保

一、引言

我國能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中煤炭比例始終在67%及以上,煤炭是我國能源的主體。目前,我國已探明煤炭可采儲量約1145億噸,年消耗燃煤12億～15億噸,其中大多數(shù)直接作為燃料被消耗掉,以煤炭為主的中國能源結(jié)構(gòu)可開采煤炭儲量約能使用150年。另外,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)直接導(dǎo)致能源活動對環(huán)境質(zhì)量和公眾健康造成了極大危害。

二、生物質(zhì)固體成型燃料簡介

生物質(zhì)固體成型燃料(簡稱生物質(zhì)燃料,俗稱秸稈煤)是利用新技術(shù)及專用設(shè)備將農(nóng)作物秸稈、木屑、鋸末、花生殼、玉米芯、稻草、稻殼、麥秸麥糠、樹枝葉、干草等壓縮碳化成型的現(xiàn)代化清潔燃料(目前國內(nèi)外常用的生物質(zhì)成型工藝流程如圖1),無任何添加劑和粘結(jié)劑。既可以解決農(nóng)村的基本生活能源,也可以直接用于城市傳統(tǒng)的燃煤鍋爐設(shè)備上,可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煤碳。其直徑一般為6cm～8cm,長度為其直徑的4～5倍,破碎率小于2.0%,干基含水量小于15%,灰分含量小于1.5%,硫和氯含量一般均小于0.07%,氮含量小于0.5%。在河南省,生物質(zhì)燃料是政府重點(diǎn)扶持的新農(nóng)村建設(shè)項(xiàng)目之一。

三、生物質(zhì)燃料燃燒技術(shù)

根據(jù)試驗(yàn)研究及測試資料,生物質(zhì)燃料燃燒特性為:生物質(zhì)揮發(fā)物的燃燒效率比炭化物質(zhì)快。燃燒著火前為吸熱反應(yīng);到著火溫度以后,生成氣相燃燒火焰和固相表面燃燒的光輝火焰,為放熱反應(yīng)。具體的燃燒性能見表1。

生物質(zhì)燃料專用鍋爐燃燒原理如下:

①生物質(zhì)燃料從上料機(jī)均勻進(jìn)入高溫裂解燃燒室,著火后,燃料中的揮發(fā)份快速析出,火焰向內(nèi)燃燒,在氣(固)相燃燒室內(nèi)迅速形成高溫區(qū),為連續(xù)穩(wěn)定著火創(chuàng)造了條件;

②高溫裂解燃燒室內(nèi)的燃料在高溫缺氧的條件下不斷地快速分解為可燃?xì)怏w,并送往氣相燃燒室內(nèi)進(jìn)行氣相燃燒;

③在氣相燃燒的同時(shí),90%以上揮發(fā)份被裂解為炙熱燃料,由輸送系統(tǒng)輸送到固相燃燒室內(nèi)進(jìn)行固相燃燒,完全燃燒后的灰渣排往渣池或灰坑;

④在輸送過程中,小顆粒燃料和未燃盡的微粒在風(fēng)動的作用下于氣(固)相燃燒室內(nèi)燃燒;

⑤從多個(gè)配氧處可按比例自動調(diào)配、補(bǔ)充所需量的氧氣,為爐膛出口的燃燒助燃,完全燃燒后的高溫?zé)煔馔ㄍ仩t受熱面被吸收后,再經(jīng)除塵后排往大氣。

生物質(zhì)燃料燃燒的特點(diǎn)為:

①可迅速形成高溫區(qū),穩(wěn)定地維持層燃、氣化燃燒及懸浮燃燒狀態(tài),煙氣在高溫爐膛內(nèi)停留時(shí)間長,經(jīng)多次配氧,燃燒充分,燃料利用率高,可從根本上解決冒黑煙的難題。

②與之配套的鍋爐,煙塵排放原始濃度低,可不用煙囪。

③燃料燃燒連續(xù),工況穩(wěn)定,不受添加燃料和捅火的影響,可保證出力。

④自動化程度高,勞動強(qiáng)度低,操作簡單、方便,無需繁雜的操作程序。

⑤燃料適用性廣,不結(jié)渣,完全解決了生物質(zhì)燃料的易結(jié)渣問題。

⑥由于采用了氣固相分相燃燒技術(shù),還具有如下優(yōu)點(diǎn):

a從高溫裂解燃燒室送入了氣相燃燒室的揮發(fā)份大多是碳?xì)浠衔?適合低過氧或欠氧燃燒,可達(dá)無黑煙燃燒及完全燃燒,可有效地抑制“熱力――NO”的產(chǎn)生。

b在高溫裂解過程中,處于缺氧狀態(tài),此過程可有效地制止燃料中氮轉(zhuǎn)化為有毒的氮氧化物。

四、環(huán)境影響分析

生物質(zhì)燃料燃燒污染物排放主要為少量的大氣污染物及可綜合利用的固體廢棄物。

(1)大氣污染物

生物質(zhì)燃料纖維素含量高,為70%左右;硫含量大大低于煤;燃料密度大,便于貯存和運(yùn)輸;產(chǎn)品形狀規(guī)格多,利用范圍廣;熱值與中質(zhì)煤相當(dāng),燃燒速度比煤快11%以上,燃燒充分、黑煙少、灰分低、環(huán)保衛(wèi)生;另在采取配套的脫硫除塵裝置后,大氣污染物排放種類少、濃度低。根據(jù)河南德潤鍋爐有限公司對生物質(zhì)固體成型燃料專用鍋爐的研究:生物質(zhì)燃料燃燒后可實(shí)現(xiàn)CO2零排放,NOx微量排放,SO2排放量低于33.6mg/m3,煙塵排放量低于46mg/m3。新建使用生物質(zhì)燃料鍋爐大氣污染物排放控制指標(biāo)執(zhí)行《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13271-2001)中燃?xì)忮仩t的排放標(biāo)準(zhǔn)。查閱該標(biāo)準(zhǔn)可知,燃?xì)忮仩t排放標(biāo)準(zhǔn)為:SO2≤100mg/m3、煙塵≤100mg/m3。生物質(zhì)燃料鍋爐燃燒后大氣污染物排放濃度遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。

(2)固體廢棄物

生物質(zhì)燃料鍋爐燃燒固體廢棄物主要為燃燒后的灰分,可以回收做鉀肥,資源綜合利用。

五、環(huán)境效益分析

生物質(zhì)燃料的環(huán)境效益主要體現(xiàn)在以下幾方面:

(1)生物質(zhì)燃料代替煤等常規(guī)能源,能減少大氣污染物的排放量,有效改善城鄉(xiāng)空氣環(huán)境質(zhì)量。生物質(zhì)燃料中硫的含量不到煤炭的1/10,其替代煤燃燒能有效地減少大氣中二氧化硫的排放量;由于生物質(zhì)在燃燒過程中排出的CO2與其生長過程中光合作用中所吸收的一樣多,所以從循環(huán)利用的角度看,生物質(zhì)燃燒對空氣的CO2的凈排放為零。煤炭與生物質(zhì)固體燃料的污染物燃燒排放比較見表2。

(2)燃燒后的固體廢物可綜合利用

灰分可以回收做鉀肥,實(shí)現(xiàn)“秸稈――燃料――肥料”的有效循環(huán)。

(3)合理處理廢棄的農(nóng)作物,降低對環(huán)境的影響

僅秸稈而言,我國每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)重約為7.06億千噸,河南省每年達(dá)7000萬千噸,占全國的1/10。若秸稈等廢棄的農(nóng)作物自然腐爛,將產(chǎn)生大量的甲烷,通常認(rèn)為甲烷氣體的溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍。將廢棄的農(nóng)作物做成燃料,既變廢為寶,節(jié)約資源,又可減排溫室氣體,保護(hù)環(huán)境。

六、結(jié)論

生物質(zhì)燃料利用廢棄的農(nóng)作物作為原料,可實(shí)現(xiàn)就地取材、就地生產(chǎn),降低了農(nóng)業(yè)廢棄物運(yùn)輸成本與運(yùn)輸過程中的污染,其產(chǎn)品具有節(jié)能、環(huán)保、保護(hù)不可再生資源等特點(diǎn)。生物質(zhì)燃料生產(chǎn)的工藝、方法符合我國目前建設(shè)節(jié)約型社會要求和可持續(xù)發(fā)展的國策,具有突出的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益,有很好的實(shí)用性和推廣價(jià)值,對緩解我國能源緊張和環(huán)境污染具有重大意義,有著廣泛的市場前景和應(yīng)用空間。

參考文獻(xiàn):

[1]洪成梅 徐士洪 魏良國 利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)生物質(zhì)“顆?！比剂?污染防治技術(shù),2007

[2]江淑琴 生物質(zhì)燃料的燃燒與熱解特性[J] 太陽能學(xué)報(bào),1995

篇2

關(guān)鍵詞 第二代密集烤房；生物質(zhì)；高效環(huán)保爐

中圖分類號 S216 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）05-0223-02

2010年“兩會”期間，總理所作政府工作報(bào)告中多處提及低碳和新能源，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展納入“十二五”發(fā)展規(guī)劃和重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，確立低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的區(qū)域模式和產(chǎn)業(yè)模式，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)，努力建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、低碳導(dǎo)向型社會，實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)社會又好又快發(fā)展。在能源日趨緊張的今天，燃料匱乏、成本上漲已成為困擾烤煙生產(chǎn)的因素之一，如何降低能耗、減少生產(chǎn)成本已是烤煙生產(chǎn)亟待解決的問題[1-5]。隨著煤、石油等常規(guī)能源的日益緊張，烘烤的能量來源應(yīng)該朝多方向發(fā)展，電能、生物能等逐步成為節(jié)能研究的目標(biāo)[6-10]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

第二代密集烤房生物質(zhì)高效環(huán)保爐由山東臨沂煙草有限公司組織設(shè)計(jì)研發(fā)，山東百特機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)。第二代生物質(zhì)高效環(huán)保爐二次燃燒室進(jìn)風(fēng)管道位置發(fā)生改變，使用價(jià)格低廉的普通鐵管即可，爐體高度為1 400 mm，直徑1 000 mm，容量為0.73 m3，重量1.2 t左右，爐膛分為上、下室，上室為二次燃燒室，下室為熱分解室，造價(jià)1.3萬元左右，比第一代生物質(zhì)高效環(huán)保爐造價(jià)降低近1/2。

工作原理：燃料在熱解室內(nèi)熱分解氣化，煙氣伴隨熱量進(jìn)入上室后，二次進(jìn)風(fēng)對上室煙氣起到助燃作用，提高上室溫度，燃燒室溫度可達(dá)1 000 ℃以上，未燃盡煙氣再次充分燃燒，焦油裂解，達(dá)到節(jié)能、高效、低污染、低排放效果。主要性能是能夠控制燃燒速度，煙氣能夠充分燃燒，不產(chǎn)生焦油，節(jié)能效果明顯，經(jīng)檢測污染為1級。

在聯(lián)城鎮(zhèn)郭家場村烘烤工場進(jìn)行第二代生物質(zhì)高效環(huán)保爐安裝、測試，并進(jìn)行烘烤試驗(yàn)。供試烤煙品種為NC55。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 空爐燃燒試驗(yàn)。2012年5月10日進(jìn)行了空爐燃燒試驗(yàn)，在密集烤房相同條件下，設(shè)2個(gè)處理，即：第二代、第一代生物質(zhì)高效環(huán)保爐分別以粉碎后的煙草秸稈為燃料進(jìn)行空爐試驗(yàn)（K1、K2），烤房內(nèi)起始溫度是13 ℃，電機(jī)2.2 kW高速運(yùn)轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)5.88 kW，將密集烤房進(jìn)風(fēng)門和排濕窗全部關(guān)閉，僅保持內(nèi)循環(huán)。

1.2.2 中部煙葉烘烤試驗(yàn)。2012年8月13日分別進(jìn)行了以煙草秸稈、煤塊、樹皮為燃料的中部煙葉烘烤試驗(yàn)。3種燃料都是在密集烤房相同條件下，對鮮煙素質(zhì)相同的NC55中部煙葉，在每竿綁煙量、裝煙量相同情況下，起始溫濕度相同，溫濕度變化同步進(jìn)行，烘烤時(shí)間一致情況下，按照8點(diǎn)式烘烤工藝進(jìn)行了煙葉烘烤試驗(yàn)。3種燃料的烘烤試驗(yàn)分別設(shè)3個(gè)處理，即為：第二代生物質(zhì)高效環(huán)保爐設(shè)備（K1）、第一代設(shè)備（K2），以隧道式加熱設(shè)備作為對照（CK）。采集烤后有代表性煙葉進(jìn)行煙葉外觀質(zhì)量和內(nèi)在化學(xué)成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 空爐試驗(yàn)

從表1可以看出，第二代生物質(zhì)高效環(huán)保爐比第一代爐膛內(nèi)最高溫度低7 ℃，燃燒成本高11元，高出5%。

2.2 煙草秸稈燃料試驗(yàn)

2.2.1 經(jīng)濟(jì)效益分析。從表2可以看出，各種處理烤后煙葉均價(jià)差異不大，處理K1、處理K2、CK的烘烤成本分別為1.88、1.54、2.63元/kg，處理K1、處理K2的烘烤成本分別比CK低0.75、1.09元/kg，降幅分別達(dá)28.5%、41.4%；處理K1比處理K2高0.34元/kg，增幅22.1%。從表2中計(jì)算得出，第一代生物質(zhì)高效環(huán)保爐1 kg干煙需耗煙草秸稈1.7 kg、煤0.4 kg、電0.54 kW·h，第二代生物質(zhì)高效環(huán)保爐1 kg干煙需耗煙草秸稈2.2 kg、煤0.53 kg、電0.56 kW·h；普通爐1 kg干煙需耗煤球4.12塊、電0.45 kW·h。

2.2.2 烤后煙外觀質(zhì)量對比。從表3可以看出，處理K1、處理K2、CK烤后煙葉在成熟度、顏色、光澤、油分、葉片結(jié)構(gòu)、身份等外觀質(zhì)量方面無明顯差異。

2.2.3 烤后煙化學(xué)成分分析。從表4可以看出，3種烘烤設(shè)備烤后煙葉C3F化學(xué)成分無明顯差異。

2.3 煤塊燃料試驗(yàn)

2.3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析。從表5可以看出，處理K1、處理K2、CK烘烤成本分別為2.22、2.10、2.66元/kg，處理K1、處理K2比CK烘烤成本分別低0.44、0.56元/kg，降幅分別達(dá)16.5%、21.1%。處理K1比處理K2高5.7%。從表5計(jì)算可知，第二代、第一代生物質(zhì)高效環(huán)保爐1 kg干煙分別耗煤1.73、1.64 kg，分別耗電0.60、0.57 kW·h，普通爐1 kg干煙耗煤球4.18塊、電0.44 kW·h。各種處理烤后煙葉均價(jià)差異不大。

2.3.2 烤后煙外觀質(zhì)量對比。從表6可以看出，烤后煙葉處理K1、處理K2、CK烤后煙葉在成熟度、顏色、光澤、油分、葉片結(jié)構(gòu)、身份等外觀質(zhì)量方面無明顯差異。

2.3.3 烤后煙化學(xué)成分分析。從表7可以看出，3種設(shè)備烤后煙葉C3F化學(xué)成分無明顯差異。

2.4 樹皮燃料試驗(yàn)

2.4.1 經(jīng)濟(jì)效益分析。從表8可以看出，各種處理烤后煙葉均價(jià)差異不大，處理K1、處理K2、CK烘烤成本分別為1.85、1.56、2.92元/kg，處理K1、處理K2比CK烘烤成本分別低1.07、1.36元/kg，降幅分別達(dá)36.6%、46.6%，處理K1比處理K2高0.29元/kg，增幅18.6%。從表8計(jì)算可知，第一代生物質(zhì)高效環(huán)保爐1 kg干煙需耗樹皮8.58 kg、煤塊0.08 kg、電0.59 kW·h，第二代生物質(zhì)高效環(huán)保爐1 kg干煙需耗樹皮6.96 kg、煤塊0.06 kg、電0.56 kW·h；普通爐1 kg干煙需耗煤球4.62塊、電0.47 kW·h。

2.4.2 烤后煙外觀質(zhì)量對比。從表9可以看出，烤后煙葉處理K1、處理K2、CK烤后煙葉在成熟度、顏色、光澤、油分、葉片結(jié)構(gòu)、身份等外觀質(zhì)量方面無明顯差異。

2.4.3 烤后煙化學(xué)成分分析。從表10可以看出，3種烘烤設(shè)備烤后煙葉C3F化學(xué)成分無明顯差異。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，第二代生物質(zhì)高效環(huán)保爐在二次燃燒室進(jìn)風(fēng)管道改進(jìn)后，使用秸稈、煤塊、樹皮作燃料，烘烤成本比目前推廣的隧道式加熱設(shè)備分別低0.75、0.44、1.07元/kg，降幅分別為28.5%、16.5%、36.6%，比第一代生物質(zhì)高效環(huán)保爐烘烤成本分別高0.34、0.12、0.29元/kg，增幅分別為22.1%、5.7%、18.6%，3種烘烤設(shè)備在烤后煙葉外觀質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益和化學(xué)分析等方面無明顯差異。盡管第二代生物質(zhì)高效環(huán)保爐比第一代烘烤成本有所提高，但造價(jià)比第一代生物質(zhì)高效環(huán)保爐降低了1.2萬元/臺套，結(jié)構(gòu)更合理，性能更良好，操作簡單，更適宜推廣。

4 參考文獻(xiàn)

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篇3

目前，生物質(zhì)熱解液化技術(shù)作為大規(guī)模轉(zhuǎn)化利用生物質(zhì)的一個(gè)重要技術(shù)手段已越來越受到重視[1-4]。生物質(zhì)的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)是指在加熱條件下，用化學(xué)手段將生物質(zhì)中的高分子物質(zhì)裂解成小分子燃料物質(zhì)或化工原料的技術(shù)。國外在生物質(zhì)真空熱解液化制備生物油方面的研究較多[5]，我國還未見有相關(guān)的報(bào)道。生物質(zhì)熱解油是在某一真空度下，以一定的升溫速率（10～100℃/min）將生物質(zhì)加熱到500℃左右，并使熱解蒸汽停留時(shí)間短（1s左右），獲取熱解反應(yīng)生成的液體產(chǎn)物。GC-MS是色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析技術(shù)的英文簡稱，GC-MS分析是一種高效能的分離鑒定有機(jī)混合物的方法。目前，多采用GC-MS技術(shù)對熱解油可揮發(fā)性成分進(jìn)行定性、定量分析推斷真空熱解液化的反應(yīng)機(jī)理。

一、生物油的制取

本實(shí)驗(yàn)室采用松樹鋸末原料在流化床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的熱解實(shí)驗(yàn)，熱解溫度、停留時(shí)間、進(jìn)料速率對生物質(zhì)熱解油的產(chǎn)率有一定的影響。在此熱解裝置上進(jìn)行了松樹鋸末、花生殼、大豆秸稈等原料的多次熱解實(shí)驗(yàn)，得出了最佳熱解條件，鋸末熱解油的產(chǎn)率達(dá)到65.9%，隨后又加以改進(jìn)，其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)室采用松樹鋸末為原料，在流化床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行熱解電捕獲器為50KV高壓靜電捕獲裝置，連接于分級冷凝系統(tǒng)后，收集一種熱解油，即電捕油。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，二、三、四級熱解油水分含量大，可用于重整制氫研究。之前，對一級及二級熱解油的分析己進(jìn)行了研究，并初步建立了一套分析熱解油的定性及定量分析方法。本文主要對松樹鋸末電捕油進(jìn)行分析。

二、生物油的GC-MS分析

對松樹鋸末電捕油和一級熱解油進(jìn)行GC-MS分析，所得離子色譜圖如圖2、3所示，數(shù)據(jù)處理是采用Agilent數(shù)據(jù)分析工作站，化合物由NIST08譜庫檢索得到，檢索到的化合物具有高準(zhǔn)確度。從離子色譜圖可以看到電捕油出峰時(shí)間主要集中在4.017 min至48.239 min之間，可以達(dá)到基線分離，且檢測到54種化合物。

由圖2、3可知，色譜圖中峰相對較高的化合物主要是酮、酸、酚類化合物，其中以酚類居多，保留時(shí)間在26.814/26.808分的鄰甲氧基苯酚之后，峰形最高的化合物均是酚類。GC-MS定性分析采用極性DB-FEAP毛細(xì)管柱，其主要成分是硝基對苯二酸改性的聚乙二醇。本實(shí)驗(yàn)的鋸末熱解油中以輕基丙酮、乙酸、鄰甲氧基苯酚等的含量較高。電捕油的成分都是高含氧量的有機(jī)物，需要對其加以精制才能用于做燃料。但兩種熱解油的含水量不同，這主要是由于分級冷凝和電捕獲器收集熱解油裝置的差異所造成的。電捕獲器在分級冷凝系統(tǒng)的后面，經(jīng)四級冷凝系統(tǒng)，未冷凝的氣體被電捕獲器捕集，故含水量較低，且電捕油的酚、酮、酸等類的組分含量相對較大。從熱解裝置收集熱解油的產(chǎn)率來看，電捕油的收集也將熱解油的產(chǎn)率提高到70%。熱解油的GC-MS分析結(jié)果表明，熱解油還可用來提取高附加值的化學(xué)品，如鄰甲氧基苯酚，是合成多種原料和香料的重要起始原料。

三、結(jié)論

采用GC-MS對電捕油進(jìn)行分析，經(jīng)NIST08譜庫檢索，檢測到54種化合物，主要是酚、酸、醛、酮類化合物，其中酚類物質(zhì)的含量最高。松樹鋸末電捕油中酚類為41.65%，酮類為25.68%，酸類為35%，醛類15.03%。經(jīng)分子蒸餾精制的木醋液餾分中還含有經(jīng)基丙酮有害物質(zhì)，需要進(jìn)一步精制；另外，木醋液的抑菌殺菌實(shí)驗(yàn)由于時(shí)間關(guān)系尚未進(jìn)行，是下一步研究的方向。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：農(nóng)作物秸稈；綜合利用；資源化

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，據(jù)粗略估計(jì)，每年約產(chǎn)農(nóng)作物秸桿8億噸[1]。秸稈是農(nóng)作物的主要副產(chǎn)品，也是十分寶貴的生物資源，主要含纖維、木質(zhì)素、淀粉、粗蛋白、酶等有機(jī)物，還含有氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。秸稈除了作燃料外，可以作肥料，也可以作飼料，還可以作工業(yè)原料。而目前只有一小部分用于紡織、造紙、建筑和飼料，絕大部分農(nóng)作物秸桿仍露天焚燒或作燃料用，造成資源浪費(fèi)，污染環(huán)境。

20世紀(jì)70年代后，世界能源危機(jī)的出現(xiàn)使人們開始將目光投向?qū)稍偕纳锬艿拈_發(fā)利用上，并將研究開發(fā)的重點(diǎn)放在農(nóng)作物秸稈的開發(fā)利用上。目前農(nóng)作物秸稈開發(fā)與利用的主要技術(shù)手段分別是農(nóng)作物秸稈的微生物發(fā)酵技術(shù)，如沼氣發(fā)酵、燃料酒精發(fā)酵、飼料發(fā)酵；農(nóng)作物秸稈的熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)，如熱解液化技術(shù)、氣化技術(shù)、致密成型及制炭技術(shù)；化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)如化學(xué)制漿造紙。

1農(nóng)作物秸稈利用基礎(chǔ)

1.1秸稈的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

農(nóng)作物秸桿主要是玉米秸、高粱桿、稻草、麥桿、葵花桿以及花生殼、瓜籽皮、玉米芯等，其細(xì)胞壁的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，亦即天然纖維素原料的主要組成成分。秸稈之所以難以被開發(fā)利用，其原因在于細(xì)胞外存在由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等構(gòu)成的堅(jiān)韌細(xì)胞壁。構(gòu)成細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)單位是微纖絲，微纖絲相互交織成網(wǎng)狀構(gòu)成細(xì)胞壁的基本構(gòu)架，在纖維素的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中交聯(lián)著非纖維素的基質(zhì)，這些分子包括半纖維素、木質(zhì)素和果膠類物質(zhì)。關(guān)于細(xì)胞壁各層的微纖絲結(jié)構(gòu)，具有代表性的是Fengel所提出的木材細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)模型。Fengel[2]認(rèn)為：直徑為3nm的基元原纖維是最基本的形態(tài)結(jié)構(gòu)單元，由16根（4×4）基元原纖維組成直徑約為12nm的原纖維，再由4根（2×2）這樣的原纖維組成一根比較粗的微纖絲，其直徑約25nm。微纖絲相互纏繞構(gòu)成了直徑約為0.5nm，長度約為4um的大纖絲，以這種方式聚合而成的纖維素分子，其強(qiáng)度超過了同樣粗細(xì)的鋼絲?；w維之間填充著半纖維素，而微纖絲周圍包裹著木質(zhì)素和半纖維素。纖維素、半纖維素和木質(zhì)素相互交織，任何一類物質(zhì)的降解必然受其它成分的制約，如木質(zhì)素對纖維素酶和半纖維素酶降解天然纖維素原料中的碳水化合物有空間阻礙作用，致使許多纖維素分解菌不能侵襲完整的天然的纖維素原料。

1.2秸稈成分的理化性質(zhì)

纖維素的聚集體分為結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)結(jié)構(gòu)，結(jié)晶區(qū)部分分子排列比較整齊、有規(guī)則，密度較大，為1.588g/cm3，可以呈現(xiàn)清晰的X射線衍射圖。無定形區(qū)部分分子鏈排列不整齊、較疏松，分子間距離大、密度較小，為1.500g/cm3。

纖維素鏈中每個(gè)葡萄糖基環(huán)上有3個(gè)活潑的羥基，這些羥基可以綜合成分子和分子間的氫鍵，增強(qiáng)了纖維素分子鏈的完整性和剛性，使分子鏈緊密排列成高度有序的結(jié)晶區(qū)，增加了反應(yīng)試劑到達(dá)纖維素羥基的難度。纖維素的物理性質(zhì)包括以下幾個(gè)方面：第一，纖維素的潤脹，當(dāng)纖維素吸收液體后，其外形的均一性雖然沒有變化，但固體內(nèi)的內(nèi)聚力減小而容積增大，固體變軟，即纖維素的潤脹。對纖維素的潤脹處理，可使纖維素大分子間的羥基結(jié)合力變?nèi)?，從而提高試劑向纖維素內(nèi)部的擴(kuò)散速度。其次，由于纖維素分子量大，內(nèi)聚力也較大，擴(kuò)散能力差，纖維素在容積中溶解所得的不是真的纖維素溶液，而是纖維素和存在于液體中的組分形成的一種加成的產(chǎn)物。纖維素的溶解問題在于纖維素的溶解度低。另外，纖維素?zé)峤到庠?00-375℃較窄的溫度范圍內(nèi)發(fā)生熱分解，加熱進(jìn)程不同，產(chǎn)物不同。在低溫下（200-280℃）加熱，脫水生成脫水纖維素，隨后生成木炭和氣體產(chǎn)品。在較高溫度下（280-340℃）加熱，生成易燃的揮發(fā)性產(chǎn)物(焦油)。

半纖維素既溶于堿（5%的Na2CO3溶液）又溶于酸（2%的HCl溶液）。由于半纖維素聚合度低，結(jié)晶結(jié)構(gòu)無或少，因此，在酸性介質(zhì)中比纖維素容易降解。

原本木質(zhì)素是一種白色或接近無色的物質(zhì)，我們看到的木質(zhì)素的顏色是在分離、制備過程中形成的。木質(zhì)素的相對密度大約在1.35-1.50之間，非常堅(jiān)硬，從而增加細(xì)胞壁的硬度，不溶于任何溶劑，但在分離木質(zhì)素時(shí)因發(fā)生了縮合或降解而使性質(zhì)改變，在酚羥基和羧基存在時(shí)，木質(zhì)素能溶于濃的強(qiáng)堿溶液中。

2農(nóng)作物秸稈的利用技術(shù)

2.1秸稈飼料化技術(shù)

作物秸稈可以直接用作食草動物的飼料，但適口性較差，采食量少。秸稈氨化處理后，粗蛋白由3-4%提高到8%左右，有機(jī)物的消化率提高10－35個(gè)百分點(diǎn)，并含有多種氨基酸，可以代替30%－40%的精飼料。因此，氨化秸稈喂羊、牛等，效果很好。秸稈也可以粉碎成草糠，作動物輔助飼料。秸稈氨化處理實(shí)際上是堿處理的一種形式，即NH3溶于水變成NH40H。通過氨化處理的秸稈，將不易溶解的木質(zhì)素變成較易溶解的羥基木質(zhì)素，使細(xì)胞間的鑲嵌物質(zhì)與細(xì)胞壁變得松散，利于纖維素酶和消化液滲透其內(nèi)。大量研究結(jié)果表明：品位越差的秸稈，氨化處理的效果越顯著。小麥秸稈氨化處理后，使有機(jī)物的消化率提高35%；玉米秸稈氨化處理后，使有機(jī)物的消化率提高25%。

秸稈青貯主要是利用玉米、豆類、甘薯等優(yōu)質(zhì)秸稈進(jìn)行青貯。通過青貯，既保存秸稈原有的品質(zhì)、增加醇香味、增強(qiáng)適口性，而且保存時(shí)間較長，可把夏秋的青綠飼料保存到冬季利用，特別對促進(jìn)幼畜生長發(fā)育增加母畜產(chǎn)奶量效果好，已逐步成為反芻動物的重要飼料。

微生物發(fā)酵秸稈飼料是利用高活性微生物菌劑，放入密封的容器(如水泥窖、土窖等)中貯藏，經(jīng)過一定的厭氧發(fā)酵過程，將秸稈飼料的某些成分進(jìn)一步合成為營養(yǎng)價(jià)值較高或適口性較好的物質(zhì)，使秸稈變成質(zhì)地松軟、濕潤蓬松、酸香適口的粗飼料，是解決人畜爭糧矛盾的有效途徑之一。

目前秸稈經(jīng)微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料或單細(xì)胞蛋白（SCP）有一定進(jìn)展。陳慶森等[3]以秸稈為原料，利用多菌種混合發(fā)酵，經(jīng)測定發(fā)酵液中玉米秸稈的纖維素利用率達(dá)70%，粗蛋白得率在23%以上，大大提高了玉米秸稈的營養(yǎng)值，同時(shí)對替代飼用糧生產(chǎn)蛋白富集飼料提供了很好的基料。楊學(xué)震[4]用發(fā)酵法將玉米秸稈生物轉(zhuǎn)化為蛋白飼料，將秸稈中原6.7%的蛋白含量提高到14.7%，同時(shí)使纖維素含量降低38.0%，半纖維素含量降低21.2%。

2.2秸稈能源化技術(shù)

秸稈的能源密度為13-15MJ/Kg，作為農(nóng)村主要的生活燃料，其能源化用量占農(nóng)村生活用能的30%-35%?，F(xiàn)行主要的秸稈能源化利用技術(shù)有秸稈直燃、供熱技術(shù)、秸稈氣化集中供氣技術(shù)、秸稈發(fā)酵制沼技術(shù)、秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精技術(shù)、秸稈壓塊成型及炭化技術(shù)等。

秸稈直燃供熱作為傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換方式，直接燃燒具有經(jīng)濟(jì)方便、成本低廉、易于推廣的特點(diǎn)，可在秸稈主產(chǎn)區(qū)為中小型企業(yè)、政府機(jī)關(guān)、中小學(xué)校和相對比較集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民提供生產(chǎn)、生活熱水和用于冬季采暖。目前，英國、荷蘭、丹麥等國家已采用大型秸稈鍋爐用于供暖、發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)。我國秸稈直燃供熱技術(shù)起步較晚，適合我國農(nóng)村特點(diǎn)的、運(yùn)行費(fèi)用低于燃煤鍋爐的小型秸稈直燃鍋爐的研究正加緊進(jìn)行。

秸稈氣化是高品位利用秸稈資源的一種生物能轉(zhuǎn)化方式。經(jīng)適當(dāng)粉碎后，秸稈在氣化裝置內(nèi)不完全燃燒即可獲得理論熱值為5724KJ/m3的燃?xì)?，其典型成分為：CO20%，H215%，CH42%，CO212%，O21.5%，N249.5%。燃?xì)饨?jīng)降溫、多級除塵和除焦油等凈化和濃縮工藝后，由羅茨風(fēng)機(jī)加壓送至儲氣柜，然后直接用管道供用戶使用。秸稈氣化集中輸供系統(tǒng)通常由秸稈原料處理裝置、氣化機(jī)組、燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)、燃?xì)夤芫W(wǎng)和用戶燃?xì)庀到y(tǒng)等五部分組成，供氣半徑一般在1公里之內(nèi)，可供百余戶農(nóng)民用氣。秸稈氣化經(jīng)濟(jì)方便、干凈衛(wèi)生、在小康村鎮(zhèn)建設(shè)中廣受歡迎。但大規(guī)模推行秸稈制氣還需解決氣化系統(tǒng)投資偏高，燃?xì)鉄嶂灯?，以及燃?xì)庵械獨(dú)馀c焦油含量偏高等問題。

秸稈發(fā)酵制沼氣技術(shù)歷史悠久，是多種微生物在厭氧條件下，將秸稈降解成沼氣，并副產(chǎn)沼液和沼渣的過程。沼氣含有50%-70%的甲烷，是高品位的清潔燃料，它可在稍高于常壓的狀態(tài)下，通過PVC管道供應(yīng)農(nóng)家，用于炊事、照明、果品保鮮等，或加工成動力燃料和甲醇等做雙料發(fā)動機(jī)燃料。秸稈可直接投入沼氣池，也常用做牲畜飼料，轉(zhuǎn)化成糞便進(jìn)入沼氣池，池中秸稈、人畜糞便、和水的配比一般為1:1:8，在產(chǎn)沼過程中，需定期投入發(fā)酵基質(zhì)及清理沼渣。實(shí)踐表明：一個(gè)3-5口人的家庭，建一口8-10m3的沼氣池，年產(chǎn)300-500m3的沼氣，可滿足一日三餐和晚間的照明用能。因此，秸稈制沼不僅可優(yōu)化農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，節(jié)約不可再生能源的消耗，還具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和生態(tài)效益。

秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精技術(shù)是以秸稈纖維素為原料制備乙醇的研究，早在100多年前就開始了。這一過程包括三個(gè)階段：第一，通過物理的、化學(xué)的或酶技術(shù)將纖維素聚合物降解為單糖；第二，微生物將糖轉(zhuǎn)化為乙醇；第三，通過蒸餾回收乙醇。其中，第一階段最為重要。早期的研究主要是采用蒸汽爆破法和濃酸法水解糖化纖維素成葡萄糖。蒸汽爆破法是用蒸汽將原料加熱至200-240℃[5]。維持30S～20min高溫高壓造成木質(zhì)素的軟化，然后迅速使原料減壓。造成纖維素晶體和纖維束的爆裂，使木質(zhì)素和纖維素分離。稀酸水解一般采用稀硫酸（0.5%～0.2%），可在較溫和條件下進(jìn)行，水解一般分二個(gè)階段，第一階段為低溫操作，從半纖維素獲得最大糖產(chǎn)量。第二階段采用高溫操作，使纖維素水解為六碳糖，糖的轉(zhuǎn)化率一般為50%左右。稀酸水解容易產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，濃酸法耗酸量大，對設(shè)備腐蝕性大，能耗高。20世紀(jì)60年代人們認(rèn)識到可以從纖維素獲得葡萄糖來補(bǔ)充人類食物的來源，這樣就加速了纖維素酶的研究。1979年，遺傳育種技術(shù)[6]用于提高纖維素酶產(chǎn)量，使纖維素酶的發(fā)酵活力較原始出發(fā)菌株提高了20多倍。從現(xiàn)有的水平來看，采用溫和的酶水解技術(shù)可能更為合適，酶水解是生化反應(yīng)，與酸水解相比，它可在常壓下進(jìn)行。這樣減少了能量的消耗，并且由于酶具有較高選擇性，可形成單一產(chǎn)物，產(chǎn)率較高（>95%）。

2.3秸稈肥料化技術(shù)

目前秸稈肥料的利用技術(shù)有秸稈直接還田和秸稈堆漚還田。秸稈直接還田有翻壓還田和覆蓋還田兩種形式。翻壓還田指作物收獲后，將秸稈粉碎或留高茬直接翻壓土中。覆蓋還田是將秸稈覆蓋于田間地表或作物株行之間，或是殘茬覆蓋，即當(dāng)農(nóng)作物收獲時(shí)，留高茬還田，采取免耕翻覆蓋。秸稈堆漚還田是將秸稈用鍘草機(jī)切碎堆起來或投入坑中，灌入水，然后用土封起來漚制秸稈[7]。目前，通過選育出分解纖維素的優(yōu)良微生物菌種或加快秸稈腐熟的化學(xué)制劑，解決了傳統(tǒng)堆漚形式勞動強(qiáng)度大、堆漚時(shí)間長、污染環(huán)境等問題。用秸稈與畜禽糞積制堆肥，糞與草隔層堆積、壓實(shí)。這樣可以促進(jìn)熟化，提高肥效。

2.4秸稈其它應(yīng)用技術(shù)

秸稈除了以上用途之外，還可以利用秸稈發(fā)電，造紙，生產(chǎn)可降解的包裝材料，制作人造板等。目前我國造紙制漿原料中，1/3來源于秸稈，其制漿具有成本低廉、成紙平滑度好，容易施膠等優(yōu)點(diǎn)。用麥秸、稻草、玉米秸、葦稈、棉花稈等生產(chǎn)出的可降解型包裝材料，如瓦楞紙芯、保鮮膜、一次性餐具、果蔬內(nèi)包裝襯墊等，具有安全衛(wèi)生、體小質(zhì)輕、無毒、無臭、通氣性好等特點(diǎn)，同時(shí)又有一定的柔韌性和強(qiáng)度，制造成本與發(fā)泡塑料相當(dāng)，而大大低于紙制品和木制品，在自然環(huán)境中，一個(gè)月左右即可全部降解成有機(jī)肥。

3展望

目前秸稈的綜合利用技術(shù)，正從早期的直接或堆漚還田、燒火做飯取暖、加工粗飼料，向著快速腐熟堆肥、氣化集中供氣、優(yōu)質(zhì)生物煤、高蛋白飼料和易降解包裝材料、有價(jià)工業(yè)原料及高附加值工藝品等方向發(fā)展。從農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化的角度來分析，單純采用某一種利用方式，秸稈能量轉(zhuǎn)化率和利用率會受到限制。因此，根據(jù)各類秸稈的組成特點(diǎn)，因地制宜，把其中幾種方法有機(jī)地組合起來，形成一種多層次、多途徑綜合利用的方式，從而實(shí)現(xiàn)秸稈利用的資源化、高效化和產(chǎn)業(yè)化是未來生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞：花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxin）子；提取物；抑菌效果

中圖分類號：S482.29 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：0439-8114（2013）03-0578-02

花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxin）屬蕓香科多年生灌木或小喬木，主要分布在四川、山西、山東及秦嶺以南等地區(qū)[1]。截至2009年底，四川省花椒種植面積為8.04 hm2，總產(chǎn)量21 000 t，產(chǎn)值5.7億元。四川漢源縣是花椒的著名產(chǎn)地，漢源花椒以皮厚肉豐、色艷味濃而聞名全國，有“貢椒”之稱[2]。花椒子是花椒果皮生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)物，但長期以來一直未被利用，在產(chǎn)地大量的花椒子被當(dāng)作燃料燒掉或作為肥料，甚至被當(dāng)作廢物丟棄。

花椒子黑色、有光澤，內(nèi)含豐富的油脂和蛋白質(zhì)，占花椒總產(chǎn)量的60%～70%?；ń泛突ń纷泳梢宰鳛樗幉模ń纷釉谥兴幹斜环Q為椒目，該藥味苦、辛，性寒，有小毒，具有利水、平喘之功；主治水腫脹滿、痰飲喘逆等癥[3，4]。目前，對花椒的研究主要集中在根、葉、子、果皮的化學(xué)成分分析，生物藥理活性及花椒的加工應(yīng)用[5]等方面，而對花椒子的抑菌作用鮮有研究。本試驗(yàn)采用管碟法，研究花椒子提取物對常見的幾種病原菌的抑制作用，為花椒子的進(jìn)一步開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

花椒子2011年采自四川漢源縣，經(jīng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系范巧佳副教授鑒定為正品。

1.2 供試菌種

大腸桿菌（Escherichia coli）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、沙門氏菌（Salmonella）由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供。

1.3 材料及試劑

材料包含索氏提取器、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、恒溫培養(yǎng)箱、培養(yǎng)皿、超凈工作臺、滅菌鍋、微量加樣器、鋼管。試劑石油醚（b.p.60～90 ℃）、乙酸乙酯、正丁醇、無水乙醇均為分析純。

1.4 方法

1.4.1 花椒子不同提取物的制備 取花椒子粉末10 g，加90 mL石油醚索氏法提取3 h，提取液濃縮，得石油醚提取液；殘?jiān)儆靡宜嵋阴?0 mL提取3 h，濃縮得乙酸乙酯提取液；藥渣再用正丁醇90 mL提取3 h，濃縮得正丁醇提取液；藥渣晾干再用80 mL無水乙醇提取3 h，提取液濃縮得無水乙醇提取液；藥渣晾干再用80 mL蒸餾水在80 ℃水浴提取4 h，過濾得水提液。

1.4.2 細(xì)菌的活化及菌懸液的配制 將供試菌種接入相對應(yīng)的試管斜面培養(yǎng)基上，將供試菌種活化，細(xì)菌置37 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)18～24 h，在無菌操作的條件下，取培養(yǎng)活化好的菌株，用接種環(huán)挑取少量菌體，用無菌生理鹽水配制成菌體懸浮液，使菌懸液濃度達(dá)到106～107 CFU/mL。

1.4.3 體外抑菌試驗(yàn) 體外抑菌試驗(yàn)采用管碟法進(jìn)行[6]。用無菌棉簽蘸取濃度為106～107 CFU/mL的細(xì)菌稀釋液，涂布于普通營養(yǎng)瓊脂平板上，用無菌鑷子將鋼管均勻擺放平板上，靜置10～15 min后滴加花椒子提取液，加至液面與鋼管表面平行即可。將平板37 ℃培養(yǎng)18～24 h后，用游標(biāo)卡尺測量抑菌圈大小。分別用相應(yīng)試劑做對照。

1.4.4 試驗(yàn)結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn) 試驗(yàn)結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)：抑菌圈直徑大于20 mm為高度敏感，10～19 mm為中度敏感，小于10 mm為低度敏感[7]。

1.4.5 最小抑菌濃度（MIC）的測定 采用試管二倍稀釋法[8]。將抑菌效果最好的提取原液用相應(yīng)溶劑倍比稀釋，依次配成濃度為50.000、25.000、12.500、6.250、3.125、1.563 mg/mL 6個(gè)濃度的肉湯培養(yǎng)基試管，向各管中添加菌懸液50 μL，置于37 ℃條件下恒溫培養(yǎng)。18～24 h 后，觀察記錄各試管是否長菌及生長情況。每個(gè)濃度梯度做3組平行試驗(yàn)，不長菌的最小濃度為該樣品的最小抑菌濃度。以相應(yīng)試劑做對照試驗(yàn)。

1.4.6 最小殺菌濃度（MBC）的測定 在最小抑菌濃度的基礎(chǔ)上，分別將無細(xì)菌生長試管的肉湯培養(yǎng)基劃線接種于瓊脂平板上，置于37 ℃條件下恒溫培養(yǎng)18～24 h，以瓊脂平板上無菌落生長的提取液濃度為最小殺菌濃度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溶劑提取液抑菌效果比較

由表1可以看出，花椒子的乙酸乙酯提取液和水提液對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均有一定的抑菌效果。抑菌活性為金黃色葡萄球菌>大腸桿菌，且乙酸乙酯提取液的抑菌效果優(yōu)于水提液。石油醚、正丁醇和無水乙醇提取液無抑菌活性，且5種提取液對沙門氏菌都無抑菌效果。

2.2 花椒子乙酸乙酯提取液最小抑菌濃度的確定

把抑菌效果較好的乙酸乙酯提取液稀釋為不同濃度，進(jìn)行最小抑菌濃度試驗(yàn)，測定結(jié)果見表2。乙酸乙酯提取液對金黃色葡萄球菌的MIC為12.500 mg/mL，對大腸桿菌的MIC為25.000 mg/mL，說明花椒子提取液對金黃色葡萄球菌的抑菌效果較好。

2.3 花椒子乙酸乙酯提取液最小殺菌濃度的確定

由表3可知，乙酸乙酯提取液對金黃色葡萄球菌的最小殺菌濃度為25.000 mg/mL，對大腸桿菌的為50.000 mg/mL，說明花椒子提取液對金黃色葡萄球菌的殺菌效果較好。

3 小結(jié)與討論

通過抑菌試驗(yàn)確定花椒子的抑菌活性成分主要是極性很小的親脂性成分及水溶性成分，其具體抑菌成分有待進(jìn)一步研究。

同時(shí)抑菌試驗(yàn)證明了花椒子對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌具有良好的抑菌活性?；ń纷拥囊志钚圆课皇且宜嵋阴ズ驼麴s水的提取物。乙酸乙酯的提取物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌圈直徑分別為16 mm和13 mm，均為中度敏感；水提液對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌圈直徑分別為11 mm和7 mm，分別為中度敏感和低度敏感。可知乙酸乙酯提取物的抑菌作用較強(qiáng)，對金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度和最小殺菌濃度分別為12.500 mg/mL和25.000 mg/mL，對大腸桿菌的最小抑菌濃度和最小殺菌濃度分別為25.000 mg/mL和50.000 mg/mL。且對金黃色葡萄球菌的抑制作用相對較強(qiáng)，對大腸桿菌的抑制作用相對稍弱。

本試驗(yàn)選用常見致病菌作為研究對象。金黃色葡萄球菌是動物和人類的一種重要病原菌，可引起許多嚴(yán)重的感染性疾病；大腸桿菌是畜禽最常見的病原菌之一，可引起胚胎死亡、臍炎、腦炎等一系列病癥，發(fā)病率及死亡率高。本試驗(yàn)已初步確定花椒子提取物對這兩種細(xì)菌均有抑制作用，為臨床常見疾病的生物防治以及為花椒子擴(kuò)大藥源提供了理論依據(jù)，以期實(shí)現(xiàn)花椒子資源的充分利用。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

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篇7

[關(guān)鍵詞]城市污泥；污泥處理處置；污泥利用

中圖分類號：TD353.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）20-0079-01

前言：

據(jù)全國日統(tǒng)計(jì)污水排放量達(dá)13.4×105萬噸. 經(jīng)處理后約0.5%～1.0%的轉(zhuǎn)化為固態(tài)凝聚沉下來形成污泥。污泥的成分很復(fù)雜，是由多種生物 形成的菌膠體與其吸附的有機(jī)物、無機(jī)物組成的集合 ，除大量的水分外這含有難降解的有機(jī)物、重金 屬、鹽類及病原微生物和寄生蟲等.大量的未經(jīng)處理的城市污泥任意排放對環(huán)境造成新的污染. 城市污 泥處理費(fèi)用相當(dāng)昂貴，與污水處理費(fèi)用基本相當(dāng).因而如何將大量的成分復(fù)雜的城市污泥無害化、資源，已成為全世界較為關(guān)注的問題。

1、污泥對環(huán)境的影響

盡管污泥含豐富的養(yǎng)分，但也含有大量病原菌、寄生蟲、銅、鉻、汞等重金屬，鹽類以及多氯聯(lián)苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物，這些物質(zhì)對環(huán)境和人類以及動物健康有可能造成較大的危害

2 污泥的脫水

從污水處理廠排出的污泥和城市溝河溏清淤產(chǎn)生的污泥，由于含水量高、體積龐大，容易腐敗發(fā)臭不利于運(yùn)輸和處置。常常需要進(jìn)行脫水，污泥脫水主要降低污泥的含水率，減少污泥的體積，降低運(yùn)輸成本。污泥脫水濃縮后可利用物質(zhì)的含量相對增高，有利于污泥的后續(xù)處置和利用。

2.1 機(jī)械脫水

機(jī)械脫水是使用各種機(jī)械將污泥中水份除去.常用機(jī)械有真空過濾機(jī)、板框過濾機(jī)、帶壓壓濾機(jī)、離心機(jī)等.

2.2 自然干燥

自然干燥是利用太陽能將污泥脫水、干化的方式。傳統(tǒng)的方法一般采用干化床。這種方法適用干燥氣候，占地面積較大，易給周圍環(huán)境帶來衛(wèi)生隱患。

利用蘆葦編織物進(jìn)行污泥脫水試驗(yàn)。蘆葦編制一定規(guī)格“容皿”，置于硬化的地面（水泥地面）上再將污泥移入。蘆葦編織物起“格柵”作用。這種污泥脫水方法可將污泥中干固體含量由排出時(shí)的1%左右增加到50%。這種利用蘆葦編織物進(jìn)行污泥干燥，不需要電能，也不需要其它物質(zhì)消耗，是一種可持續(xù)的過程。這種污泥脫水方法缺點(diǎn)是占地面積較大，地面必須硬化防止引起地下水污染。

3、污泥的預(yù)處理

污泥主要來源于污水處理廠， 剛排出的污泥中含有諸多的有害成為，且體積龐大，如果直接處理會有一定的難度，因此在對污泥進(jìn)行環(huán)保化處理之前會對其進(jìn)行預(yù)處理， 污泥的預(yù)處理方法主要包括污泥的穩(wěn)定化、消化、熱處理、脫水等處置方式，最終達(dá)到降低污泥中微生物含量、殺菌減量化的目的。此外，經(jīng)過預(yù)處理的污泥的成分、性質(zhì)發(fā)生改變，有利于后續(xù)能源和資源的再利用。

3.1 污泥的穩(wěn)定

污泥脫水后仍含較高的水份、大量的有機(jī)物和病原菌。污泥穩(wěn)定是充分利用污泥中的微生物降解污泥中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)一步減少污泥中的含水量，殺滅污泥中病原菌，消除臭味，使污泥中的各種成分處于一種相對穩(wěn)定的狀態(tài)。污泥穩(wěn)定的主要方法有：污泥堆肥化（污泥堆漚）、干燥、厭氧消化等。

3.2 污泥堆肥化

污泥堆肥實(shí)質(zhì)是利用污泥中的好氧微生物進(jìn)行好氧發(fā)酵的過程。把污泥按一定比例與各種植物殘?bào)w（秸桿、稻草、樹葉等）、生活垃圾等混合，借助混合微生物群落地濕潤環(huán)境中對有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)。經(jīng)堆肥處理的污泥質(zhì)地疏松陽離子代換量顯著增加，溶重減少，可被植物利用的成分增加，病原微生物被殺滅。

3.3 干燥

干燥是將已脫水的污泥進(jìn)一步降低其含水量，便于儲存和運(yùn)輸，避免因微生物的作用發(fā)霉變臭，使污泥處于穩(wěn)定狀態(tài)。

干燥工藝除了最簡單的日曬外，常用的是熱干燥技術(shù)。熱干燥過程也就是對污泥進(jìn)行滅菌處理的過程。若干燥溫度大95℃。完全可以達(dá)到殺滅病原菌的衛(wèi)生要求。干燥后污泥含水率在10%左右（含水率小于23%時(shí)就能完全抑制微生物的活性）。所以干燥使污泥處于穩(wěn)定狀態(tài)。干燥使污泥性能全面改善，干燥后的污泥僅是最初污泥量5～10%，有機(jī)質(zhì)比重增加，發(fā)熱值提高，相當(dāng)劣質(zhì)煤，提高了污泥的有效利用的價(jià)值。

3.4 厭氧消化

厭氧消化也是污泥處理中較為普遍采用的污泥穩(wěn)定技術(shù)。一般是在密閉的消化池30℃條件下貯存一個(gè)月。主要是通過兼性厭氧微生物和厭氧微生物的作用，使污泥有機(jī)物分解，最終生成象甲烷等為主的氣體物質(zhì)，或可被植物吸收利用的簡單物質(zhì)。這種厭氧消化污泥產(chǎn)生的可燃性物質(zhì)可作為能源用于發(fā)電及其他領(lǐng)域。利用這種方法穩(wěn)定城市污泥無論是在運(yùn)行管理還是在經(jīng)濟(jì)效益方面具廣闊前景。

4 城市污泥的有效利用

根據(jù)城市污泥主要成分監(jiān)測和已報(bào)道過的城市污泥成分分析，城市污泥實(shí)施有效利用主要有污泥土壤施用和污泥焚燒。

4.1 污泥堆肥土壤施用

城市污泥一般重金屬及其他有毒成分都很低，并且含N、P等農(nóng)作物生長所必需的物質(zhì)。污泥中有機(jī)腐殖質(zhì)是良好的土壤改良劑。將污泥土壤施用有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。污泥土壤施用按含水量不同分為污泥堆肥肥料和干燥污泥肥料。影響污泥土壤施用的主要因素是：污泥可能引起重金屬后污染，污泥中難降解的有機(jī)物及N、P的流失對地表水和地下表的污染。

近年來眾多研究表明，城市污泥中重金屬含量呈下降趨勢。若嚴(yán)格控制污泥堆肥質(zhì)量合理施用的情況下，一般不會對土壤和作物產(chǎn)生造成重金屬污染。不會影響植物安全和生物食物鏈的安全。通過對污泥堆肥作為園林綠地肥料的研究表明，將污泥與生活垃圾1：1混合堆漚處理既提高了有效成分的含量，又消除了污泥的臭味，降低了有害物質(zhì)的含量，非常適用于城市園林綠化。通過對園林綠地施用污泥堆肥對環(huán)境影響的研究污泥堆肥施用主要引起硝酸鹽的增加。但嚴(yán)格控制污泥質(zhì)量和施用量（60噸/公頃），不會對地表水及地下水造成影響。研究表明，污泥堆肥施用既可改良土壤，尤其是擾動土地，效果 更為顯著，又可增加肥力，提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)。

4.2 污泥的焚燒

污泥中含有一定量的有機(jī)成分，經(jīng)脫水干燥可用焚燒處理。干燥污泥接近于劣質(zhì)煤，焚燒從技術(shù)要求來說比垃圾焚燒簡單，但為防止污泥焚燒過產(chǎn)生二惡英等有毒氣體。焚燒溫度應(yīng)高于850℃.污泥焚燒所產(chǎn)生的焚燒灰具有較好的吸水性、凝固性。

最近有人將污泥中加入引然劑、催化劑、固硫劑等添加劑制成合成燃料，用于工業(yè)和生活鍋爐的燃料（目前處于實(shí)驗(yàn)階段）。若能符合鍋爐要求和環(huán)保要求，這將是一種污泥有效利用的理想途徑。

4 結(jié)論

城市污泥處理處置及其無害化，作為再生資源進(jìn)行有效利用是全球共同關(guān)注的問題。一種有效的污泥處理處置方法應(yīng)當(dāng)兼顧到生態(tài)環(huán)境效益、社會 效益和經(jīng)濟(jì)效益的均衡。對于我們這樣一個(gè)農(nóng)業(yè)國家，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較為薄弱，將污泥制成污泥復(fù)合肥料用 于植物造林、園林綠化、農(nóng)業(yè)種植、土地改良等。污泥 堆肥高水平采用大規(guī)模的機(jī)械化生產(chǎn)保證污泥堆肥質(zhì)量增加污泥肥誑降低有害物質(zhì)含水量量。為加大污泥土壤施用，一方面要加強(qiáng)基礎(chǔ)性研究，確定科學(xué)的施用量，制定污泥安全標(biāo)準(zhǔn)，防止對土壤、地下水、地表水、植物、造成污染，另一方面要采取切實(shí)的管理措施，嚴(yán)格控制污泥堆肥質(zhì)量，采取有效監(jiān)控措施，防止重金屬污染。

參考文獻(xiàn)

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隨著社會發(fā)展和人口增加，以及國際、國內(nèi)市場天然橡膠價(jià)格的劇烈波動，海南農(nóng)墾面臨著地少人多、種植業(yè)結(jié)構(gòu)單一造成的職工收入偏低的問題。利用墾區(qū)豐富的林下空間資源進(jìn)行開發(fā)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，改變墾區(qū)單一的經(jīng)濟(jì)模式，發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)多物種良性循環(huán)的新型產(chǎn)業(yè)，對墾區(qū)有限的土地資源實(shí)現(xiàn)二次增值具有重要意義。橡膠林下種植鹿角靈芝是響應(yīng)墾區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、土地增值、職工創(chuàng)收的政策下開展的項(xiàng)目。鹿角靈芝與橡膠林不爭空間、陽光、水分和養(yǎng)分，具有較高的食藥用價(jià)值，市場前景廣闊。發(fā)展芝—膠間作模式是墾區(qū)林下經(jīng)濟(jì)模式的創(chuàng)新，為國內(nèi)首創(chuàng)，可以充分延伸靈芝和橡膠產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)多物種的良性循環(huán)，形成墾區(qū)特有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。本研究旨在通過對海南農(nóng)墾橡膠林下鹿角靈芝循環(huán)農(nóng)業(yè)模式分析，提出農(nóng)業(yè)廢棄物（橡膠木屑）食用菌養(yǎng)殖菌糠綜合利用（肥料化、飼料化）循環(huán)體系，使林下種植鹿角靈芝發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

一、高效循環(huán)農(nóng)業(yè)模式

（一）氣候和土地資源優(yōu)勢橡膠林內(nèi)溫度變化緩和、濕潤、靜風(fēng)[1]，開割膠園郁閉度達(dá)到70%以上，林下溫度在正常氣溫的1～2℃范圍波動，年平均相對濕度在83%～88%[1]。其特有的小冀春花1張永北1史歐陽1吳振忠2（1海南省農(nóng)墾科學(xué)院海南海口5702062福建省菌草開發(fā)工程協(xié)會福建福州350002）氣候生態(tài)環(huán)境非常適合中高溫型菌種鹿角靈芝生長。目前，海南墾區(qū)擁有393萬畝膠園，開割膠園294.26萬畝，開發(fā)和利用的林下種植面積僅9.26萬畝，只占開割膠園的3%。大批閑置的膠林空間為開展食藥用菌業(yè)提供了保障。

（二）資源利用墾區(qū)每年有約10萬畝的膠園需要更新，開割膠園林下樹枝、更新橡膠木屑都可作為鹿角靈芝的栽培基質(zhì)。因地取材，經(jīng)過改良的栽培基質(zhì)既可以廢物利用、降低成本，又含有豐富的營養(yǎng)成分滿足鹿角靈芝生長需要。栽培料配方為橡膠木屑73%～75%，麥皮20%，玉米粉3%，石膏粉1%，碳酸鈣1%，石灰粉0.5%～1%，含水量為60%。培養(yǎng)料養(yǎng)分分析見表1。

（三）節(jié)水高效在開割膠園膠菌間作實(shí)施節(jié)水灌溉高產(chǎn)模式，灌溉覆蓋率占膠園面積至少為50%以上，可以有效降低高溫對鹿角靈芝生長的影響，對膠園土壤的滋潤程度和效果也非常顯著。從表2可知，采用膠菌高產(chǎn)栽培模式下橡膠產(chǎn)量明顯比對照高，增產(chǎn)效果最高達(dá)到20.8%。其中4、5月增產(chǎn)效果最為明顯。此時(shí)正值海南少雨季節(jié)，可以大大緩解干旱對橡膠產(chǎn)量的影響。（四）菌糠多元化利用在鹿角靈芝采收之后，有大量的菌絲體和有益菌留在菌包中，并且在菌絲生長過程中通過酶解作用產(chǎn)生多種糖類、有機(jī)酸類、酶和生物活性物質(zhì)。菌糠中含有豐富的蛋白質(zhì)、纖維素和氨基酸等。鹿角靈芝菌糠的主要營養(yǎng)成分見表3。營養(yǎng)成分含量豐富，具有很高的研究利用價(jià)值。

1.肥料化菌糠發(fā)酵作為肥料已經(jīng)使用在蔬菜[2]、水稻[3]、臍橙[4]等試驗(yàn)上，可以明顯改良土壤，提高品質(zhì)和產(chǎn)量。本研究利用鹿角靈芝菌糠與牛糞等進(jìn)行堆漚發(fā)酵，施入橡膠肥穴作為有機(jī)肥使用。鹿角靈芝采收后第二年冬春干旱季節(jié)的土壤檢測數(shù)據(jù)表明，土壤腐殖質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、有效氮、有效磷和有效鉀比對照土壤高，菌糠回田可以有效培肥土壤。

2.飼料化出芝結(jié)束后的培養(yǎng)料，纖維素由38.39%下降到23.3%，下降了39.3%；粗蛋白由5.44%提高到11.4%，粗脂肪由0.40%提高到4.7%（見表1和表3）。同時(shí)干料中仍有50%的菌絲體殘留在菌糠中[5]，并且菌糠通氣性好，易保溫、保濕，為利用菌糠作飼料原料提供了科學(xué)依據(jù)。對菌糠進(jìn)行挑選、粉碎、配料并接種發(fā)酵菌劑，按一定的生產(chǎn)工藝處理，就制成了菌糠飼料。本研究對80日齡的育肥豬進(jìn)行了20天的試喂試驗(yàn)，菌糠的配比為10%。結(jié)果表明，采用靈芝菌糠喂飼的豬平均增重0.88公斤/天，個(gè)體生命活力旺盛，得病少。菌渣作為飼料或添加劑可取代麥麩、豆粕等常規(guī)飼料，具有一定安全性[6]；能降低生產(chǎn)成本，有效緩解飼糧不足的矛盾，有廣闊的發(fā)展前景。對于不同動物、最佳添加量、最佳配比使用的效果等方面有待進(jìn)一步研究確定。

二、技術(shù)創(chuàng)新

（一）種植環(huán)境創(chuàng)新高郁閉度的開割膠園林下種植鹿角靈芝的林下經(jīng)濟(jì)模式創(chuàng)新，突破了傳統(tǒng)林下經(jīng)濟(jì)模式難以突破的發(fā)展界限。傳統(tǒng)林下經(jīng)濟(jì)模式，只能在郁閉度低于0.4的幼齡膠園種植，而林下種植鹿角靈芝的新模式，可以在郁閉度0.6以上的開割膠園種植，給海南熱區(qū)林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展拓展了巨大空間。開割膠園林下成功試種鹿角靈芝是熱區(qū)林下經(jīng)濟(jì)的新突破，有望成為熱區(qū)林下經(jīng)濟(jì)新的發(fā)展方向。

（二）栽培技術(shù)創(chuàng)新本研究開展“室內(nèi)培菌，林下出菇”、“菌袋覆土起垅”、“菌床加棚蓋膜”和“節(jié)水灌溉”等鹿角靈芝栽培技術(shù)模式，是一套應(yīng)對海南氣候氣溫高低多變的實(shí)際情況采取的組合措施和栽培技術(shù)創(chuàng)新。對于超過36℃高溫天氣，可以較好地克服菌絲培育階段燒菌和林下出菇階段減產(chǎn)的難題，確保了鹿角靈芝在海南膠園林下能夠順利生產(chǎn)。

（三）培養(yǎng)料配方改良首次采用海南當(dāng)?shù)刭Y源改進(jìn)鹿角靈芝培養(yǎng)料配方。原料就地取材，充分利用橡膠林資源，以開割膠園樹枝、更新橡膠木屑等原料，成功配制了鹿角靈芝的培育基料。

（四）產(chǎn)品優(yōu)勢通過栽培料配方改進(jìn)和栽培技術(shù)完善等綜合因素，該研究獲得鹿角靈芝產(chǎn)品有效成分含量分析見表5。雖靈芝多糖低于菌草鹿角靈芝（2.3%），但其靈芝多糖（1.52%）和三萜酸（1.0%）含量，均高于國內(nèi)野生赤芝、段木赤芝和草粉赤芝，也高于松杉靈芝、中芝及其原產(chǎn)地的日本赤芝。

篇9

關(guān)鍵詞：意愿；公眾意識；因子分析

園林綠化廢棄物（Garden Waste）是指園林植物自然凋落或人工修剪所產(chǎn)生的枯枝、落葉、花敗、草屑、樹木與灌木剪枝等。園林綠化廢棄物在傳統(tǒng)觀念中被當(dāng)作“廢棄物”處理，多數(shù)園林綠化廢棄物與其他生活垃圾一起被填埋，不僅會增加垃圾處理成本、浪費(fèi)土地資源，對土壤、水質(zhì)和大氣均有不同程度的污染。美國環(huán)境保護(hù)署在1994年專門頒布了EPA530-R-94-003法則，園林綠化廢棄物和城市固體廢棄物堆肥的收集、分類、發(fā)酵和后加工等工藝流程的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法令都做出了嚴(yán)格規(guī)定。日本政府1991年頒布的《廢棄物處理法（修訂版）》中體現(xiàn)了廢棄物從“衛(wèi)生處理”到“正確處理”到“控制排出量，進(jìn)行再生利用”的重大轉(zhuǎn)換，同時(shí)提出廢棄物處理遵循 “等級化”原則，即減量化（Reduce）、再利用（Reuse）、物理化學(xué)回收（Recycled）、熱回收（Recover）及填埋（Dispose）。各國的實(shí)踐已經(jīng)證實(shí)，若能將豐富的園林綠化廢棄物進(jìn)行資源化再利用，如生產(chǎn)花土基質(zhì)、生物質(zhì)能源、木塑、菌棒等，不僅能夠創(chuàng)造價(jià)值，還能改善環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展的要求，因此其資源化、無害化處理是未來的必然趨勢。

一、描述性統(tǒng)計(jì)

本次調(diào)研共發(fā)放問卷100份，收回有效問卷92份。其中，了解園林綠化廢棄物構(gòu)成的僅占9.8%；了解園林綠化廢棄物資源化再利用概念的占13%；了解堆肥、生物質(zhì)能源、木塑、地表覆蓋物四種利用方式所占比例分別為14%、31%、13%、16%；能夠?qū)@林綠化廢棄物進(jìn)行正確分類的占15%；認(rèn)為政府需要加大宣傳的占78%；認(rèn)為需加強(qiáng)其技術(shù)資金投入的占75%；愿意參與園林綠化廢棄物資源化再利用的占68%。

二、因子分析

項(xiàng)目調(diào)研采用因子分析的方法，尋找潛在的起支配作用的因子。初步將調(diào)查問卷分為三個(gè)層次：第一個(gè)層次是目標(biāo)層，即公眾關(guān)于園林綠化廢棄物資源化再利用的意愿程度；第二層次，公眾對于園林綠化廢棄物資源化再利用的認(rèn)知，公眾對于園林綠化廢棄物資源化再利用的參與；第三層次，園林綠化廢棄物的構(gòu)成、園林綠化廢棄物資源化再利用的概念、是否愿意參加園林綠化廢棄物資源化再利用等20個(gè)細(xì)化指標(biāo)。首先根據(jù)20個(gè)細(xì)化指標(biāo)，建立集合X={X1，X2，X3，X4，...X20}，對V={完全不同意，比較不同意，一般，比較同意，完全同意}，分別賦值N={1，2，3，4，5}。接下來，在進(jìn)行因子分析前對數(shù)據(jù)進(jìn)行KMO檢驗(yàn)，計(jì)算得KMO指數(shù)為0.780，即所收集數(shù)據(jù)較為適宜做因子分析。然后進(jìn)行主成分分析提取因子，采用最大方差旋轉(zhuǎn)法對變量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換，計(jì)算因子得分。

下表給出了成分得分系數(shù)矩陣。根據(jù)該表中因子得分系數(shù)和原始變量的標(biāo)準(zhǔn)化值可以建立如下的因子得分模型

F1=0.036x1+0.007x2+0.033x3-

0.014x4-...+0.257x20

F2=-0.161x1-0.026x2-0.075x3-

0.005x4-...+0.009x20

F3=0.376x1+0.371x2+0.297x3+

0.135x4-...-0.077x20

F4=0.010x1-0.056x2-0.001x3-

0.002x4+...-0.066x20

F5=0.070x1-0.210x2-0.035x2+

0.101x4+...+0.051x20

F=（18.041%F1+17.212%F2+13.977%F3+13.575F4+6.475F5）/69.28%

其中，F(xiàn)為綜合得分，由于模型中各指標(biāo)實(shí)際反映的是該指標(biāo)對綜合得分評價(jià)的影響程度，經(jīng)過歸一化處理確定原模型中各指標(biāo)的實(shí)際權(quán)重，即Ci的實(shí)際權(quán)重為Ci/Ci，其中Ci為綜合因子得分模型中的Xi的系數(shù)。

歸一化計(jì)算，得到評價(jià)指標(biāo)X1至X21的權(quán)重向量，即

W={0.0631，0.0476，0.0545，0.0370，0.0607，

0.0591，0.0543，0.0402，0.0377，0.0510，

0.0427，0.0494，0.0548，0.0333，0.0547，

0.0465，0.0617，0.0466，0.0513，0.0533}

由收集的數(shù)據(jù)求出各指標(biāo)的平均得分，即

S={2.359，2.5，2.609，1.989，3.543，3.565，

3.837，2.272，2.511，2.924，2.326，2.380，

3.467，3.163，3.174，4.076，4.021，3.772，

3.913}

加權(quán)匯總后得到公眾對于園林綠化廢棄物資源化再利用意愿程度的平均得分：F=W*S=3.073分。

三、結(jié)論

F=3.073在1～5的得分中處于一般得分。在與數(shù)據(jù)的平均得分S比較，變量5、變量6、變量7、變量14、變量15、變量16、變量17、變量18、變量19、變量20的平均得分大于3.073，上述變量同時(shí)都是旋轉(zhuǎn)得分矩陣中因子載荷量大于0.8的因子只有變量5、變量6、變量19，而在平均得分小于3.073的變量中，變量1、變量2、變量9、變量13是旋轉(zhuǎn)得分矩陣中因子載荷量大于0.8的因子。

由上可知，公眾現(xiàn)在更加注重園林綠化廢棄物資源化再利用在介于土地和節(jié)約垃圾處理成本兩方面的意義，若缺乏合理有效地宣傳和引導(dǎo)，公眾將來關(guān)注的方向仍會局限在這兩個(gè)方面。同時(shí)，應(yīng)注意到公眾并不完全了解園林綠化廢棄物的構(gòu)成及其資源化再利用的概念，導(dǎo)致公眾在園林綠化廢棄物正確分類上操作難度大。

四、建議

（一）進(jìn)一步提高公眾的主動性

園林綠化廢棄物資源化再利用的關(guān)鍵是提高公眾意識。通過新聞媒體等渠道和相關(guān)科普活動，使公眾進(jìn)一步了解園林植物廢棄物資源化再利用的重要性和緊迫性，尤其是可以結(jié)合當(dāng)下霧霾天氣的熱點(diǎn)，突出園林綠化廢棄物資源化再利用在環(huán)保方面的重要意義。另外，可在公眾中樹立宣揚(yáng)典型，提高廣大群眾的積極性，鼓勵(lì)群眾建立良好的環(huán)保社區(qū)，把環(huán)保從身邊做起。

（二）加強(qiáng)基礎(chǔ)知識理論的宣傳

政府應(yīng)借助公交、公園和旅游景點(diǎn)，依托漫畫、圖冊、宣傳片等形式，普及園林綠化廢棄物資源化再利用的基礎(chǔ)知識，如概念、構(gòu)成、應(yīng)用等，加大對園林綠化廢棄物資源化再利用的宣傳。

（三）政府及時(shí)出臺相關(guān)政策

首先，各級政府、職能部門應(yīng)根據(jù)城市構(gòu)架和區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)，對園林綠化廢棄物資源化再利用進(jìn)行合理規(guī)劃和布局，出臺資金、政策等扶持方案，做好政策跟進(jìn)。其次，政府可制定優(yōu)惠政策引導(dǎo)消費(fèi)，如醫(yī)院、酒店等單位如果使用生物質(zhì)能源可享受一定的價(jià)格或稅收優(yōu)惠。最后，政府可運(yùn)用政策和法規(guī)，推廣生物質(zhì)燃料，限制使用化石能源?？蓜澏ú糠謪^(qū)域?yàn)樵圏c(diǎn)強(qiáng)制使用，逐步擴(kuò)大推行范圍。

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篇10

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)廢棄物；肥料化；飼料化；能源化；基質(zhì)化；工業(yè)原料化

中圖分類號 F303.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1002-2104(2010)12-0112-05doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.12.023

農(nóng)業(yè)廢棄物也稱為農(nóng)業(yè)垃圾，是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村居民生活中不可避免的非產(chǎn)品產(chǎn)出， 具有數(shù)量大品種多形態(tài)各異、可儲存再生利用、污染環(huán)境等特性，主要包括植物性纖維性廢 棄物（農(nóng)作物秸稈、谷殼、果殼及甘蔗渣等農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物）和動物性廢棄物(畜禽糞便 、沖洗水、人糞尿)。中國是世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出量最大的國家，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年產(chǎn)生 放入畜禽糞便量26億t，農(nóng)作物秸稈7億t，蔬菜廢棄物1.0億t，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾和人糞便25億t ，肉類加工廠和農(nóng)作物加工場廢棄物1.5億t，林業(yè)廢棄物（不包括薪炭柴）0.5億t，其 它類有機(jī)廢棄物約有0.5億t，折合7億t的標(biāo)準(zhǔn)煤［1，2］。從資源經(jīng)濟(jì)學(xué)上講 ，它是一種特殊形態(tài)的農(nóng)業(yè)資源，如何充分有效地利用將其加工轉(zhuǎn)化不僅對合理利用農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)和生活資源、減少環(huán)境污染、改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境具有十分重要的影響，而且對能源日益枯 竭的今天具有重大意義。近年來，國內(nèi)外農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用技術(shù)與研究得到較大的發(fā) 展，其資源化利用日益多樣，從總體來看，國內(nèi)外農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用主要分為肥料化 、飼料化、能源化、基質(zhì)化及工業(yè)原料化等幾個(gè)方向。

1 肥料化

農(nóng)業(yè)廢棄物肥料化利用是一種非常傳統(tǒng)的用方式，分為直接利用和間接利用。直接利用是一 種最直接最省事的方法，在土壤中通過微生物作用，緩慢分解，釋放出其中的礦物質(zhì)養(yǎng)分， 供作物吸收利用，分解成的有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)為土壤中微生物及其他生物提供食物，從而一定 程度上能夠改善土壤結(jié)構(gòu)、培育地力、增進(jìn)土壤肥力、提高農(nóng)作物產(chǎn)量，但自然分解速度較 慢，尤其是秸稈類廢棄物腐熟慢，發(fā)酵過程中有可能損害作物根部［3］。

間接利用是指廢棄物通過堆漚腐解（堆肥）、燒灰、過腹、菇渣、沼渣、或生產(chǎn)有機(jī)生物復(fù) 合肥等方式還田。堆漚腐解還田是數(shù)千年來農(nóng)民提高土壤肥力的重要方式，傳統(tǒng)的堆漚腐解 具有占用的空間大，處理時(shí)間較長等缺點(diǎn)［4］，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，利用催 腐劑、速腐劑、酵素菌等經(jīng)機(jī)械翻拋，高溫堆腐、生物發(fā)酵等過程能夠?qū)⑵涓咧缔D(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì) 的有機(jī)肥，具有流水線生成作業(yè)、周期短、產(chǎn)量高、無環(huán)境污染、肥效高、宜運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)； 燒灰還田主要指秸稈通過作為燃料、田間直接焚燒的方式，由于田間直接焚燒損失肥力、污 染空氣、浪費(fèi)能源、影響交通等缺點(diǎn)［5］，現(xiàn)政府已出臺相關(guān)禁止焚燒的法律法規(guī) ；過腹還田具有悠久歷史，是一種效益很高的方式，是適當(dāng)處理的廢棄物經(jīng)飼喂后變?yōu)榧S肥 還田，對保持與促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)持續(xù)發(fā)展和生態(tài)良性循環(huán)有積極作用；菇渣還田是指培育食用菌 后，菇渣進(jìn)行還田，經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益兼得；沼渣還田是指厭氧發(fā)酵后副產(chǎn)品沼液、沼 渣還田，其養(yǎng)分豐富、肥效緩速兼?zhèn)?，是生產(chǎn)無公害農(nóng)產(chǎn)品良好選擇；生產(chǎn)有機(jī)生物復(fù)合肥 是能夠進(jìn)行工業(yè)化制作、商品化流通、高效利用方式。

農(nóng)業(yè)廢棄物的飼料化主要包括植物纖維性廢棄物飼料化和動物性廢棄物飼料化。植物纖維性 廢棄物主指秸稈類物質(zhì)，秸稈中的木質(zhì)素與糖結(jié)合在一起使得瘤胃中的微生物及酶很難分解 ，并且蛋白質(zhì)低及其他必要營養(yǎng)缺乏，導(dǎo)致直接飼喂不能被動物高效吸收利用，需要對其進(jìn) 一步的加工處理改進(jìn)其營養(yǎng)價(jià)值、提高適口性和利用率［6］。歸納為：機(jī)械加工、 輻射、蒸汽等物理處理，NaOH、氨化、Ca（OH）2-尿素、氧化等化學(xué)處理，青貯、發(fā)酵、 酶解等生物學(xué)處理，還有就是多種方法復(fù)合處理。各種處理方法對于改進(jìn)營養(yǎng)價(jià)值、提高利 用率均有不同程度的作用，究竟采用何種方法好，應(yīng)根據(jù)具體條件因地適宜的綜合選擇［7］。例如孫清等［8］采用黑曲霉、白地霉組合菌株對榨汁后的甜高粱莖稈渣及 發(fā)酵殘?jiān)M(jìn)行發(fā)酵，所得蛋白飼料的粗蛋白含量由2.01%提高到21.43%，粗纖維由12.37%降 為2.34%；英國Aston大學(xué)的研究者從農(nóng)作物秸稈中篩選出一種白腐菌屬真菌,它能降解木質(zhì) 素,但不能降解纖維素,用這種真菌發(fā)酵農(nóng)作物秸稈 ,能最大限度地提高農(nóng)作物秸稈的消化率 ,使農(nóng)作物秸稈的消化率從9.63%提高到41.13%,效果極為明顯。據(jù)粗略測算，如果我國秸稈 資源的40%用于發(fā)酵飼料，就會產(chǎn)生即相當(dāng)于112億t糧食的飼用價(jià)值。

而動物性廢棄物飼料化主要指畜禽糞便中含有為消化的粗蛋白、消化蛋白、粗纖維、粗脂肪 和礦物質(zhì)等，經(jīng)過熱噴、發(fā)酵、干燥等方法加工處理后摻入飼料中飼喂利用［9，10］ ，該技術(shù)需要特別注意滅菌徹底消除飼料安全隱患。有試驗(yàn)表明利用米曲霉和白地霉接入 鮮雞糞與麩皮等混合料中進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，并在發(fā)酵過程中添加氮源制的飼料適口性較好，可 替代部分配合飼料，添加40％雞糞飼料喂豬后,豬日增重比單喂配合飼料增加10.83%［11］。

3 能源化

農(nóng)業(yè)廢棄物的能源化利用主要分為厭氧發(fā)酵及直燃熱解兩個(gè)方向。厭氧發(fā)酵分為制沼氣和微 生物制氫技術(shù)；厭氧發(fā)酵制沼氣技術(shù)是指農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)多種微生物厭氧降解成高品位的清潔 燃料―沼氣（甲烷含量50%-70%）及副產(chǎn)品沼液和沼渣的過程。研究表明，農(nóng)作物秸稈、蔬 菜瓜果的廢棄物和畜禽糞便都是制沼氣的好原料［12，13］，并且混合廢棄物共處理 比單獨(dú)處理時(shí)生物氣的產(chǎn)量有顯著提高［14］。沼氣除了可供日常生活（如燒飯、照 明、取暖）外，還可以進(jìn)行大棚溫室種菜、孵化雛雞、增溫養(yǎng)蠶、發(fā)電上網(wǎng)、車用燃?xì)夤?yīng) 等，副產(chǎn)品沼液沼渣含有豐富的氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，可作為優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥，采用熱電肥 聯(lián)產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)資源高效利用，廢物零排放［15］。據(jù)報(bào)道，截至2007年底，全國沼 氣工程總數(shù)到達(dá)26871處［16］，并且主要以畜禽養(yǎng)殖業(yè)的廢棄物為原料工程居多［17，18］。而微生物制氫技術(shù)是指利用異養(yǎng)型的厭氧菌或固氮菌分解小分子的有機(jī)物 制氫 的過程，具有微生物比產(chǎn)氫速率高、 不受光照時(shí)間限制、可利用的有機(jī)物范圍廣、工藝簡 單等優(yōu)點(diǎn)，是農(nóng)業(yè)廢棄物利用非常具有潛力的方向［19］，目前對其有較多的實(shí)驗(yàn)研 究［20-24］，但該技術(shù)至今沒有被廣泛的利用,工程實(shí)例較少，只在哈爾濱有世界首 例發(fā)酵法生物制氫［25］。

直燃熱解又分直燃和熱解兩方面。直燃作為一種傳統(tǒng)獲得熱能的技術(shù)一直存在，例如使用秸 稈（其能源密度能達(dá)到13 376-15 466 kJ/kg［26］）和草原地區(qū)牛馬糞便直燃做飯 、取暖，但隨著社會發(fā)展與人民生活水平的提高，絕大部分正逐步由煤、燃?xì)饣螂娙〈?，?前只有在貧困地區(qū)少量使用，在城市周圍或比較富裕地區(qū)秸稈消耗為零［27］。而現(xiàn) 階段直燃有表現(xiàn)為生物質(zhì)固體成型燃料供熱與發(fā)電和有機(jī)垃圾混合燃燒發(fā)電，例如使用生物 質(zhì)能成型燃料在工業(yè)鍋爐和電廠中代替部分煤、天然氣、燃料油等化石能源［28］， 將收集的廢舊農(nóng)膜、城市垃圾直接放進(jìn)焚燒爐里焚燒，產(chǎn)生的熱能可以用于采暖或發(fā)電。農(nóng) 業(yè)廢棄物通過熱解技術(shù)可以轉(zhuǎn)化為清潔的氣體燃料、熱解油和固體熱解焦等產(chǎn)品，富氫燃料 氣體部分可以進(jìn)入鍋爐燃燒、進(jìn)行城鎮(zhèn)（或集中居住的較大鄉(xiāng)村）的集中供熱供氣、供發(fā)電 機(jī)發(fā)電或者供燃料電池等；熱解液體經(jīng)過加工制備生物柴油、生物汽油或者生產(chǎn)酸、醇、酯 、醚等有機(jī)化工產(chǎn)品，對我國的原油資源短缺有所緩解；固體熱解焦由于空隙發(fā)達(dá)、比表面 積較大可作為吸附材料用于環(huán)境污染治理，或者作為燃料供熱解所需的熱源。迄今為止，國 內(nèi)外對與農(nóng)業(yè)廢棄物有關(guān)的生物質(zhì)進(jìn)行過多方面的加工研究。例如：唐蘭等［29］對 生物質(zhì)在高頻耦合等離子體中的熱解氣化行為進(jìn)行研究表明該技術(shù)能大幅度提高生物質(zhì)氣的 熱值及產(chǎn)率；張振華等［30］對鋸末、稻殼、紙屑、櫥芥、塑料和橡膠6種固體廢棄 物 熱解表明除谷殼外液體產(chǎn)物收率都在50%左右，并且其中汽油和柴油餾分共達(dá)到60%以上，是 一種具有很高價(jià)值的粗成品；梁新等［31］通過對生物質(zhì)熱裂解制得熱解油并進(jìn)行熱 解油的精制研究；德國進(jìn)行固體廢棄物熱解的工業(yè)化示范［32］。

4 基質(zhì)化

基質(zhì)化是指利用經(jīng)適當(dāng)處理的農(nóng)業(yè)廢棄物作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（如栽培食用菌、花卉、蔬菜等，及 養(yǎng)殖高蛋白蠅蛆、蚯蚓等）的基質(zhì)原料。作為基質(zhì),主要起支持、固定植株，并為植物根系 提供穩(wěn)定協(xié)調(diào)的水、氣、肥環(huán)境的作用，應(yīng)達(dá)到有適宜理化性質(zhì)，易分解的有機(jī)物大部分分 解，施入土壤后不產(chǎn)生氮的生物固定，通過降解除去酚類等有害物質(zhì)，消滅病原菌、病蟲卵 和雜草種子等標(biāo)準(zhǔn)［33］；其關(guān)鍵在于原料的選取及配比，和原料的前處理。玉米秸 、稻草、油菜秸、麥秸等農(nóng)作物秸稈，稻殼、花生殼、麥殼等農(nóng)產(chǎn)品的副產(chǎn)物，木材的鋸末 、樹皮等，甘蔗渣、蘑菇渣、酒渣等二次利用的廢棄有機(jī)物，雞糞、牛糞、豬糞等養(yǎng)殖 廢棄物都可以作為基質(zhì)原料［34］。劉偉等［35］采用爐渣、菇渣、鋸末和玉 米秸混配有機(jī)基質(zhì)，施用有機(jī)固態(tài)肥，番茄產(chǎn)量最高達(dá)36.05kg／m3以上, 蔣偉杰等 ［36，37］采用向日葵稈、玉米稈、玉米芯、菇渣、鋸末等作為原料配制成基質(zhì)栽培蔬菜 ，產(chǎn) 量和品質(zhì)均得到大幅度提高，李瑞哲等［38］使用蘑菇底料、動物糞便等農(nóng)業(yè)廢棄物 對蚯蚓生長的影響進(jìn)行研究，以便為低成本高效生產(chǎn)蚯蚓這種高效動物蛋白，制造優(yōu)質(zhì)飼料 的添加劑。

5 工業(yè)原料化

農(nóng)業(yè)廢棄物中的高蛋白資源和纖維性材料可以生產(chǎn)多種生物質(zhì)材料和農(nóng)業(yè)資料，例如秸稈作 為紙漿原料、保溫材料、包裝材料、各類輕質(zhì)板材的原料，可降解包裝緩沖材料、編織用品 等，或稻殼作為生產(chǎn)白碳黑、炭化硅陶瓷、氮化硅陶瓷的原料； 棉籽加工廢棄物清潔油污 地面；或棉稈皮、 棉鈴殼等含有酚式羥基化學(xué)成分制成聚合陽離子交換樹脂吸收重金屬； 或利用甘蔗渣、玉米渣等二次利用廢棄物制取膳食纖維食品，提取淀粉、木糖醇、糖醛等, 或者把廢舊農(nóng)膜、編織袋、食品袋等經(jīng)過一定的工藝處理后作為基體材料，同時(shí)加入適當(dāng)?shù)?添加劑，通過一定的處理和復(fù)合工藝形成以球-球、球-纖維堆砌體系為基礎(chǔ)的復(fù)合材料［39，40］。目前我國已經(jīng)成功開發(fā)出了"秸稈清潔紙漿及綜合利用新技術(shù)”，因此只要 能科 學(xué)合理地應(yīng)用，適當(dāng)擴(kuò)大規(guī)模，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，在一定時(shí)期內(nèi)秸稈仍將是一種較可靠的非木 材纖維造紙?jiān)希?7］。使用秸稈制造各類輕質(zhì)板材其保溫性、裝飾性、耐久性均屬 上乘，不僅可以彌補(bǔ)木材的短缺，減少森林的砍伐， 保護(hù)森林資源， 而且還可消耗大量以 稻草、麥秸為主的秸稈資源，降低秸稈焚燒所帶來的大氣污染， 具有較高的生態(tài)效益。原 料化是農(nóng)業(yè)廢棄物利用的一個(gè)重要途徑，其關(guān)鍵是依靠科技開發(fā)利用，最大程度的利用農(nóng)業(yè) 廢棄物中有益的物質(zhì)循環(huán)利用，是未來農(nóng)業(yè)廢棄物利用的一個(gè)重要方向。

6 小 結(jié)

針對農(nóng)業(yè)廢棄物的特性應(yīng)用現(xiàn)代的生物工程技術(shù)提升農(nóng)業(yè)廢棄物的肥料化、飼料化、能源化 、基質(zhì)化及工業(yè)原料化水平，使技術(shù)上向機(jī)械化、無害化、資源化、高效化、綜合化發(fā)展， 產(chǎn)品上向廉價(jià)化、商品化、高質(zhì)化、多樣化和多功能化靠攏。物盡其用、變廢為寶、高效利 用廢棄物達(dá)到消除污染、改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

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Development of the Application of Resource Utilization Technology in Agricultura l Waste

CHEN Zhiyuan SHI Dongwei WANG Enxue ZHANG Zheng(Hangzhou Energy and Environment Engineering Co. Ltd, Hangzhou Zhejiang 310020,China)