时间:2024-07-28
杨雪艳,殷绍雯
(1.郑州植物园,河南 郑州 450000;2.河南省工人文化宫,河南 郑州 450000)
随着生活水平的不断提高,城市绿化覆盖率也越来越高,人均绿地面积也在逐年增加[1-2],所产生的园林绿化废弃物也越来越多,园林绿化废弃物是指种植养护过程中园林植物产生的枯枝落叶、杂草、修剪枝叶、草屑[3-4],是植物在生长过程中所产生的一切废物和垃圾的统称。产生园林绿化废弃物的区域众多,包括公园绿地、城市道路绿化带、庭院、住宅小区等,产生的这些废弃物若不及时清理,不但影响游客观赏感受和安全,废弃物不完全腐熟也会滋生细菌和病虫害,还会影响植物生长。若直接填埋或者丢弃,会占用一定面积的土地,浪费了资源,因此亟需恰当处置这些园林绿化废弃物,发挥其再利用的价值。
园林绿化废弃物作为我国第二大固体垃圾,对其进行资源再利用将会节省大量的资源。21 世纪以来,我国一些城市试图将园林绿化废弃物转换成可用资源,也出台了一些指导意见和技术规范。
北京市早在2005 年就建立了植物垃圾处理厂,并将园林绿化废弃物制作成苗木栽培基质和食用菌培养基质,后续又编制了《北京市园林绿化废弃物资源化发展规划》《关于加快园林绿化废弃物科学处置利用的意见》[5-6]。上海市陆续制定了《绿化植物和废弃物处置和应用技术规程》《绿化用有机质》[7]、《绿化植物废弃物处理技术规范》《关于加强本市绿化枯枝落叶循环利用的实施意见》[8]。杭州市出台了《杭州市城区绿化废弃物资源化利用指导意见》[9]《园林绿化植物废弃物资源利用管理规范》《城镇绿化废弃物资源化利用技术规范》。
我国部分城市例如重庆、株州、宁波等[10-14]也开展了园林绿化废弃物的回收处理和再利用,但处理量远小于废弃物的总量,多数采用堆肥的方式,资源化再利用的效率低,现在更多的城市正在推进“无废城市”,如何合理、高效地处理园林绿化废弃物是亟待解决的问题。
每年产生的园林绿化废弃物量大,收集不便,运输成本高,难以大规模处理,多采用焚烧或者填埋,焚烧污染空气、破坏原有土壤有机质,有引发火灾的风险;填埋发酵污染水源,且产生的细菌和病虫害较多,发酵时间长,占用场地大,耗费时间长。
采用堆肥生产的有机肥可有效改善土壤环境,增加土壤有机碳组分的敏感性系数[15],改善土壤结构、增强土壤肥力,减少土壤中重金属对植物的伤害[16],促进植物生长,实现资源再利用。传统堆肥方式是将园林绿化废弃物堆放在一片区域,在自然条件下发酵,形成有机肥。现在部分地区已采用将园林绿化废弃物粉碎,在发酵仓集中发酵的形式[17],加入菌种,动物粪便、豆饼或是复合肥,经过短时间高温发酵,充分腐熟,即可生成有机质[18],相比传统堆肥,这种发酵方式占地面积小,耗时短、效率高且环保,是目前使用最多处理方式。
园林绿化废弃物含有大量木质素,碳氮比较高,含水率较低[19],碳氮比过高会导致堆肥品质下降,味道奇臭无比,因此降低碳氮比是堆肥过程中重要的实施过程,通常需要与污泥、厨余垃圾、动物粪便、蚯蚓等含氮量较高的物质,混合后再进行堆肥,提高堆肥质量[20~25]。目前关于堆肥的主要研究方向是,筛选合适的堆肥菌种[26],降低碳氮比,促进木质素和纤维素降解。
有机覆盖物是园林常用的覆盖物,也是园林绿化废弃物再利用中处理方式较为简单的一种,对树木枝干进行粗粉、发酵、灭菌、染色、固色后即可使用,通常染为红色、黄色、桔色、蓝色等鲜艳的颜色[27]。可铺设于园林景观小品、花境、树穴的土壤表面,起到装饰作用,相比无机覆盖物,有机覆盖物的优势更加明显,可增加土壤保水率、调节土壤温度、抑制杂草、适当增加土壤肥力及促进植株健康生长,有机覆盖物也会改变土壤的群落结构和理化性质[28]。
栽培基质是植物生长过程中不可缺少的物质,目前泥炭是主流的有机栽培基质,但是泥炭的过度开采已经严重影响生态环境,很多地区已经明令禁止开采泥炭。腐叶土是在自然条件下,掉落的植物枝叶在土壤中经过微生物分解发酵后形成的营养土,是草花常用的栽培基质。园林绿化废弃物中有大量的落叶和草屑,通过堆肥腐熟加工后,可代替泥炭[29],是理想的栽培基质和育苗基质[30],其质地疏松、保水透气良好[30],可有效提高植物生长质量,对多种植物生长有促进作用[31],但对不同植物还需确定合适的基质配比[32],且因其质量轻,可用于屋顶绿化[7]。
园林绿化废弃物含有大量木质素和纤维素,碳氮比较高,有利于真菌的生长[33],添加一定比例的糖类和无机盐类,可作木腐型栽培基质[25,34],且农药和化学残留极其少,十分适合有机蘑菇或者高品质蘑菇的生产[9]。
生物质燃料是现在广受欢迎的燃料,其特点是易存储、燃烧率高、燃烧充分,将园林绿化废弃物通过粉碎,挤压,烘干,制作成块状或者颗粒状的清洁燃料,代替煤炭取暖或者发电,燃烧后的灰分还可还田提升耕地肥力[35],充分发挥了园林绿化废弃物的价值。通过厌氧发酵和长期光照可以将废弃物中的有机质转化为甲烷[10],也可通过生物发酵制备乙醇[36-37],同时发酵的过程中会产生热能,可用于供暖或者发电。采用热化学转化技术使得园林绿化废弃物生成生物质燃气、生物质炭。但是采用水热碳化、光热裂解等技术制作清洁能源的技术要求高,成本高,并未大力推广,还需向着降低成本,简化制作工艺方向努力。
园林绿化修建过程中产生的草坪草屑和叶片,其中含有丰富的粗纤维、粗蛋白、维生素、多酚、胡萝卜素、多种微量元素和矿物质[37],经过粉碎处理后,质地细腻,营养价值较高,可作为动物饲料原料,添加适量的蛋白饲料原料制造成青贮饲料[38],添加ABP 可提升青贮饲料发酵品质[39]。草坪修剪后,草屑直接饲喂动物,避免了因加工所产生的的人力物力资源消耗,是园林绿化废弃物再利用最简单的方式。但修剪的草屑中可能含有机器工作时残留的汽油或者有害物质,影响饲料口感,需要经过一定的处理再喂食动物。
园林绿化废弃物中,较大的乔木枝干可直接切割加工成板材[40],较小的枝干粉碎后,添加建筑材料制成透水砖和生态混凝土[41],透水性、强度等级、耐用性均满足建筑材料使用标准,添加热塑性树脂可制成木塑材[42],也可制作纸张。但目前面临的问题是园林绿化废弃物分类困难,杂质较多,去除杂质过程繁琐,生产出来的纸张质量较差,板材强度不够,还需继续研究,使得这些生态产品更加坚固、品质更加卓越。
设立统一标准。建立完整的园林绿化废弃物回收和处理流程,建立园林绿化废弃物处理机构和处理基地,明确回收责任人,进行系统化管理制度。
加大科研投入。设立专项科研资金,鼓励更多的人参与到园林绿化废弃物资源化利用的研究中,改善资源化利用的方式,增强技术创新。
给予政策和经济补贴。政府采购园林绿化废弃物处理装置,或是对一些机器采购进行补贴,提供专业技术指导,设立园林绿化废弃物处理示范点,定期发起培训,加大推广应用。
根据周边环境,合理调整园林绿化废弃物处理方式和产品生产。苗木基地和花卉基地附近可侧重生产栽培基质和育苗基质;畜牧业产业基地可提供动物饲料,动物粪便可用于堆肥发酵做成有机肥,售卖或者还施于绿地中;乔木较多的森林或者林业基地可与造纸厂或板材厂合作,生产纸张或者生态板材。部分地区可以参考厨余垃圾的回收和处理方式。
对公园绿化废弃物、道路绿化废弃物、居住小区和单位产生的绿化废弃物参照生活垃圾收运模式,采用区域集中或直运模式。以现场减量化粉碎收集、小型收纳点(转运点)减量化粉碎收集、集中处理中心终端处置相结合的办法建立可行性强、相对经济的收运体系。
因乔灌木修剪物、草坪修剪物、杂草、落叶、枝条的理化性状及粉碎处置机械的工艺不同,不同的绿化废弃物需采用不同的粉碎设备进行粉碎。收纳的园林绿化废弃物要适度进行分类,便于机械设备高效进行粉碎,通过粗粉、细粉、压块等多种处理方式,实现绿化废弃物的初步处理。
堆肥方式主要有:条垛堆肥、高分子膜发酵、容器堆肥、高温发酵堆肥等,研究好氧堆肥、厌氧堆肥、微生物混合堆肥技术,为下一步推广应用做好成果转化。
选择、研发不同立地条件下高效地发酵微生物菌种,通过添加菌种加快发酵腐熟,减少对环境的影响。
研究不同材料、设备处置、添加物产生的覆盖物理化性状,选择适宜的片状、絮状的产品。
对产品的pH 值、EC 值、C/N 等性状进行测试、规范,保证产品质量,达到预期使用效果。
根据园林绿化废弃物的类别以及用途,处置单位的选择与立地条件相适应的处置方式,将园林绿化废弃物生成有机肥、有机覆盖物、生态板材材料、生物质燃料、畜禽饲料等。主推大生态内的资源化固碳循环利用,将有机肥、腐殖土(草炭土)、覆盖物、种植土等作为主要产品推广方向。
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