寧鄉縣農村生活垃圾分類及理化性質研究

蘇 暢，葛大兵,2，田 雄，徐 麗，任森華

（1. 湖南農業大學生物科學技術學院，湖南 長沙 410128；2. 湖南農業大學生態研究所，湖南 長沙 410128）

當前農村生活垃圾處理設施建設嚴重滯后，垃圾污染現象嚴重。農村生活垃圾混合收集、缺少分類，不僅增加了垃圾處理難度，也使得垃圾減量化、無害化、資源化程度較低。為給當地農村選擇最適合的生活垃圾處理技術提供依據，對研究區內農村生活垃圾分類及其物化特性進行了研究。

1 材料與方法

1.1 研究對象與采樣周期

選取長沙市寧鄉縣仁福村和蓮花山村作為研究對象。仁福村距離寧鄉縣城約3.5 km，屬于近郊農村。由于靠近縣城，受縣城經濟輻射，仁福村居民經濟條件、生活水平與消費層次均較高。蓮花山村距離寧鄉縣城約14 km，屬于遠郊農村。當地常住居民以傳統務農為主，經濟條件、生活水平與消費層次相對較低。為保證取樣點具有穩定性及代表性，本研究分別在仁福村及蓮花山村各選取8戶居民家作為垃圾取樣點。

由于生活垃圾中易腐爛的成分較多，各季節的生活垃圾成份波動較大，根據《生活垃圾采樣和分析方法》（CJT 313-2009）中對采樣周期的要求[1-2]，試驗研究時期選擇2013年1～12月，研究周期內按春夏秋冬4季采樣。采樣時間選擇各季度中間月份為代表月，即冬季選擇1月、春季選擇4月、夏季選擇7月和秋季選擇10月。各采樣月內連續取樣7 d，將各取樣點每天產生的垃圾進行收集并分類。

1.2 樣品采集及測定方法

1.2.1 垃圾樣品采集 在所選取的居民家分別各設置10個帶分類標簽的垃圾收集桶，連續收集7 d的生活垃圾，每天對各取樣點的各垃圾組分進行稱重、記錄。最后用四分法[2]縮分后在實驗室條件下對各樣品進行理化性質實驗測定。樣品測定含水率及容重后裝袋備用分析，然后按規范依次測定樣品中有機質等指標。

1.2.2 測定指標及方法 根據《生活垃圾采樣和分析方法》（CJT 313-2009）[2]，結合本研究實際情況，選定垃圾樣品的理化性質指標及測定方法：土壤含水率，采用烘干法[2]；土壤容重，采用容器法[2]；有機質、全氮和全磷的含量分別采用灼燒法、全自動定氮儀法和偏鉬酸銨分光光度法[2]；熱值采用氧彈式熱量計法[3]。

1.3 數據分析方法

取算術平均值是為減小偶然誤差而常用的一種實驗數據處理方法。為了全面、精確的反映研究區生活垃圾物化特性，根據黃昌付[4]結合統計學方法的對垃圾理化成分的研究結論，利用研究周期（2013年1～12月）內兩村8戶居民家取樣點垃圾特性的算術平均值進行分析[5]。

2 結果與討論

2.1 生活垃圾分類結果及分析

研究按照各取樣點所代表的研究區進行分揀，并將垃圾分為廚余、橡膠、塑料、紙類、竹木、灰土、磚瓦陶瓷、紡織物、金屬、玻璃10類進行分揀稱重，計算出各研究區垃圾成份所占的重量比。研究周期內寧鄉縣兩村生活垃圾成份組成平均值見表1。

由表1可知，兩村的經濟條件、消費結構不同，所產生的生活垃圾成分差別較大。有機類物質在兩村生活垃圾組分中均占比最高，但仁福村有機類物質占比（43.92%）大于蓮花山村（34.70%），這與其消耗的食物種類有關，一般近郊農村飲食種類相對更豐富。仁福村塑料等可回收類物質占比（33.47%）大于蓮花山村（23.10%），這與消費結構、經濟基礎有關，經濟落后的遠郊農村居民塑料類包裝產品消費較少，相反的，經濟良好的近郊農村居民生活垃圾中可回收利用組分比例較高。仁福村生活垃圾組分中無機類物質占比（22.61%），小于蓮花山村（42.20%），這與其燃料結構不同有關，仁福村靠近縣城，液化氣等市政設施較完善，當地居民燃氣率高于蓮花山村，故灰土等無機類物質較少。

表1 生活垃圾成份組成平均值 （%）Table 1 Average values of garbage com positions

2.2 生活垃圾理化性質及分析

生活垃圾中有機質含量、低位熱值指標分別是決定垃圾能否采用堆肥、焚燒處理的關鍵參數。研究區生活垃圾全氮、全磷、含水率、熱值及有機質等理化性質的測定結果見表2。

由表2可知，各研究區生活垃圾含水率均較高，主要是由于垃圾樣品中瓜果、蔬菜等有機類物質較多，且垃圾堆存時間短，水分揮發少。各研究區垃圾樣品中全氮、全磷測試結果較接近，其中全氮含量均明顯低于垃圾農用標準限值要求[3]，全磷含量基本滿足垃圾農用標準限值要求[6]。近郊研究區（仁福村）與遠郊研究區（蓮花山村）垃圾樣品中有機質含量平均值分別為垃圾農用標準限值要求的3倍及2倍左右[6]。

表2 生活垃圾全氮、全磷、含水率、熱值及有機質測試結果平均值Table 2 Average values of total nitrogen, total phosphorus, m oisture content, calorif i c value and organic matter com positions

綜合研究區生活垃圾的全氮、全磷及有機質測試結果來看，近郊研究區生活垃圾堆肥肥效（C/N比[7]）理論上優于遠郊研究區，但由于近郊研究區垃圾全氮含量低于標準限值，故用于堆肥需添加氮以提高肥效。試驗未檢測垃圾中Cd、Hg等重金屬含量，在垃圾重金屬含量不超標的前提下，近郊研究區生活垃圾分類后更適用于垃圾堆肥處理。

近郊研究區和遠郊研究區各垃圾樣品收到基（以收集到的垃圾狀態為基準）熱值平均值分別為2 075.44和1 686.53 kJ/kg，將各研究區收到基熱值數據換算成低位熱值（減去水的氣化熱發熱量）數據仍低于垃圾焚燒處理垃圾低位熱值最低限值要求[8]。因此，各研究區生活垃圾在未進行垃圾分類預處理的前提下不適用于焚燒處理。

3 農村生活垃圾分類現狀及情況分析

根據對研究區的實地調研，目前寧鄉縣農村生活垃圾采用混合收集模式，垃圾通過定點收集池統一收集后運往縣填埋場處理，垃圾初次分揀通過拾荒者（以拾垃圾為生活來源的人）的非正式垃圾分類實現，缺乏系統的回收利用模式。

研究發現造成寧鄉縣農村垃圾混合收集的主要原因有：一、缺乏系統的垃圾分類體系及設施。目前寧鄉縣農村垃圾收集池未按成分進行分類設置，且缺乏指示性標志引導村民分類投放垃圾。二、村民垃圾分類意識不夠，目前村民對垃圾分類缺乏基本認識。三、差異化管理政策待完善。目前寧鄉縣政策支持“戶收集、村集中、鎮轉運、縣處理”生活垃圾集中處理模式。該模式能有效解決交通便利的近郊農村垃圾處理問題，但對于遠郊農村垃圾處理可行性不大。

4 小 結

（1）由于仁福村與蓮花山村經濟發達程度、消費結構層次等因素不同，所產生的生活垃圾成分占比差別較大。其中仁福村有機類物質為43.92%、蓮花山村為34.70%；仁福村可回收類物質為33.47%、蓮花山村為23.10%；仁福村無機類物質為22.61%、蓮花山村為42.20%。仁福村和蓮花山村生活垃圾含水率均較高（兩村平均含水率分別為61.81%與59.92%）；全氮含量分別為0.16、0.13 g/kg；全磷含量分別為6.34、5.10 g/kg。仁福村和蓮花山村生活垃圾收到基（以收到垃圾狀態為基準）熱值平均值分別為2 075.44 和1 686.53 kJ/kg，該數據低于垃圾焚燒處理垃圾低位熱值最低限值要求，因此研究區生活垃圾需采取垃圾分類等預處理后再焚燒。

（2）對比研究區的遠郊村（蓮花山村）與近郊村（仁福村）生活垃圾特性可知：經濟發達地區（仁福村）的有機成分及可回收類物質明顯較高，預計隨著農村、城鄉一體化發展的深入，農村生活垃圾中有機成分及可回收類物質的比例會增加。隨著區域燃氣率的提高，農村生活垃圾的灰份將減少，而熱值會增高，大部分農村生活垃圾將逐步具備資源化處理的前提條件。

（3）由試驗結果可知，遠郊農村及近郊農村垃圾處理技術方案關鍵點均為垃圾分類，垃圾分類能有效增加垃圾低位熱值及堆肥肥效，提高垃圾資源綜合利用率，可適當減少垃圾后續處理量，是實現農村生活垃圾減量化、資源化和生態化的重要途徑和手段，具有社會、經濟、生態三方面的效益。

（4）為降低實驗誤差對數據的影響，本試驗數據采用算數平均值法進行處理。算數平均值具有反應靈敏、確定嚴密、受抽樣變化影響較小等優點，但算術平均值易受極端數據的影響。本實驗數據基本能反映研究區生活垃圾物化特性，適合當地的農村生活垃圾處理技術還有待進一步研究。

[1]蘇玉江，駱良孟，劉建英，等. 洛陽市城市生活垃圾成份分析[J]. 城市環境與城市生態，2002，15（5）：8-10.

[2]CJT 313-2009. 生活垃圾采樣和分析方法[S]. 中華人民共和國住房和城鄉建設部.

[3]韓志梅. 用氧彈法測定城市生活垃圾發熱量[J]. 環境衛生工程，1996，（4）：43-44.

[4]黃昌付. 深圳市生活垃圾理化組分的統計學研究[D]. 武漢：華中科技大學，2012.

[5]羅良清. 統計學[M]. 北京：中國財政經濟出版社，2011：33-35 .

[6]GB 8172-1987. 城鎮垃圾農用控制標準[S]. 國家環境保護局.

[7]喻 曉. 利用城市固體廢棄物生產活性肥料的研究[J]. 環境衛生工程，2001，（2）：52-53.

[8]城市生活垃圾焚燒處理工程項目建設標準[S]. 中華人民共和國建設部發布.