蔬菜初級加工廢棄物產生現狀與實證分析*
——以上海市為例

李金文，沈根祥，錢曉雍，郭春霞，王振旗

(上海市環境科學研究院農村生態研究所，上海 200233)

蔬菜初級加工廢棄物產生現狀與實證分析*
——以上海市為例

李金文，沈根祥，錢曉雍，郭春霞，王振旗

(上海市環境科學研究院農村生態研究所，上海 200233)

農產品初級加工屬于從田間到餐桌的中間過程，其廢棄物產生、排放特征尚沒有深入研究。研究采用文獻調研與現場調查相結合的方法，研究了我國蔬菜采后初級加工的現狀及廢棄物產生特征。我國蔬菜產量居世界第一，蔬菜加工產品形式較為單一，多以原產地初級加工為主，產品多為初級加工的托盤菜、捆裝菜等，鮮切菜、凍干蔬菜生產廠家較少。蔬菜初級加工過程產生的廢棄物巨大，造成了較大的環境壓力。通過調研上海郊區典型的托盤菜與鮮切菜加工場所，發現蔬菜采后加工損失環節主要是分揀以及冷藏，其中鮮切菜由于改變了蔬菜的結構，導致蔬菜呼吸作用增加，蔬菜易于變質，縮短了保存時間，尤其以葉菜類最高，在夏季損失率最高可達60%。蔬菜廢棄物滲出液CODcr含量達到1.330 1萬mg/L，由于廢棄物產生量大，導致污染負荷較大。建議在提高蔬菜原產地初級加工能力的同時，建立標準的蔬菜廢棄物處置體系，將原產地初級加工過程中產生的污染納入監管。

農產品初級加工 原產地 采后管理 農業廢棄物 環境管理

0 引言

我國蔬菜種植面積2 089.9萬hm2，總產量達7.35億t，分別占世界蔬菜種植面積和產量的41.75%和50.96%，均居世界第一位[1]。雖然我國蔬菜生產能力高，但蔬菜初級加工產業發展緩慢，技術比較落后，除了發達地區，我國大部分農產品初加工環節由農戶和農民合作社完成，方法簡單、設施簡陋，導致農產品在加工過程中損失較大。根據農業部調研，我國糧油、果蔬、畜禽、水產品加工副產物達到5.8億t，其中60%被作為廢物丟掉或簡單堆放，僅有40%得到綜合利用，遠低于發達國家90%的水平，具有“產生量大、綜合利用率低”的特點； 蔬菜則由于易于腐爛，存儲時間短，加工要求較高，導致采后加工損失率達到20%～25%，加工損失率、加工損失量遠高于其他農產品初級加工[2-4]。

針對我國蔬菜加工產生、利用與污染特征及政策建議方面已經有了一定程度的研究。范雙喜、陳湘寧研究表明，速生綠葉菜在加工環節的平均得率從小到大依次為菠菜、生菜、油菜、芹菜、快菜、甘藍，其中菠菜的得率僅為70.3%[1]； 在蔬菜廢棄物利用方面，馬越等調查發現蔬菜副產物的資源化利用程度極低，其主要原因是缺少能使副產物資源化后大幅增值的技術和產品[4]。與農業面源污染的研究及監督監管不同，農產品加工屬于從田間到餐桌的中間過程，加上蔬菜品種多、加工類型多樣，其污染物產生、排放特征需要進一步研究，并且蔬菜初級加工依附于農業生產，規模小而散，沒有形成專門的監督監管機制，現有的研究、管理集中于蔬菜加工技術與標準，導致農產品初級加工環節的環境管理缺失，更談不上資源化增值利用。

上海市作為特大型城市，積極發展蔬菜采后加工對于穩定“菜籃子”、提高蔬菜自給率具有重要意義。目前全市蔬菜種植面積3.33萬hm2，其中綠葉菜種植面積1.4萬hm2，日上市本地產綠葉菜4 400t，預計到2017年綠葉菜自給率目標為90%。由于快速的消費習慣，市民對于鮮切菜、托盤菜等成品蔬菜需求量逐漸增加，對原產地蔬菜的初級加工有著較高的要求，因此明確上海市蔬菜加工過程中廢棄物的產生特征，并提出合理的處置措施，對于促進我國農產品初級加工的健康發展與污染減排具有先行示范意義。該研究通過文獻綜述與實地調查相結合的辦法，掌握了我國蔬菜采后初級加工現狀，并重點以上海郊區蔬菜初級加工過程中廢棄物的產生情況，從而為我國農產品初級加工的健康發展及相應的環境管理提供科學依據。

圖1 我國六大蔬菜主產區區劃

1 我國蔬菜生產與初級加工現狀

1.1 我國蔬菜生產布局

從我國蔬菜種植空間分布來看，種植密度從東南至西北呈降低趨勢，主要集中于中東部地區，其中山東、河南、江蘇、廣東、四川、河北、湖北、湖南、廣西、安徽等地蔬菜總種植面積占全國蔬菜總種植面積的62.94%。根據《全國蔬菜產業發展規劃(2011～2020年)》，綜合考慮地理氣候、區位優勢等因素，可將全國蔬菜產區劃分為華南與西南熱區冬春蔬菜、長江流域冬春蔬菜、黃土高原夏秋蔬菜、云貴高原夏秋蔬菜、北部高緯度夏秋蔬菜、黃淮海與環渤海設施蔬菜6個優勢區域[6](圖1)，重點通過建設580個蔬菜產業重點縣(市、區)，提高全國蔬菜均衡供應能力。根據此規劃，我國蔬菜主產區可分為華南與西南熱區冬春蔬菜優勢區域、長江流域冬春蔬菜優勢區域、黃土高原夏秋蔬菜優勢區域、云貴高原夏秋蔬菜優勢區域、北部高緯度夏秋蔬菜優勢區域、黃淮海與環渤海設施蔬菜優勢區域。

1.2 蔬菜初級加工現狀

農產品加工指以農產品為原料所進行的生產活動，按照對農產品的加工程度，可分為農產品初級加工與農產品深加工[7]，這2類加工類型的對比分析見表1。農產品深加工改變了農產品內在成分，是屬于工業行業，具備獨立法人資質，其污染物排放監管應該納入到工業污染減排體系； 農產品初級加工一般不改變農產品內在成分，為初級市場提供服務活動，依附于農業生產，由農戶、合作社等為主體，具有小型、分散、粗放式等特點，所加工的農產品基本都來自于原產地，因此蔬菜初級加工實質上是農業生產活動向市場流通過程的延伸，屬于“農業生產活動”的范疇。

表1 農產品初級加工與深加工的特征比較

加工種類加工特征行業屬性生產主體原料來源初加工發生量的變化農業行業農戶、合作社為為主,依附于農業生產原產地深加工發生質的變化工業行業專門從事產品加工,往往是獨立法人原產地或異地

我國蔬菜加工與蔬菜產業格局相同，基本都是原產地的加工為主。目前我國的葉類蔬菜加工產品形式較為單一，產品多為初級加工的托盤菜、捆裝菜等，鮮切菜、凍干蔬菜生產廠家較少。產品加工形式所占比例由大到小依次為托盤蔬菜、捆裝菜、鮮切菜、蔬菜汁，其中初加工產品托盤葉菜與捆裝葉菜所占加工形式比例最大，兩者之和共計83%，鮮切菜加工所占份額較少，但適應了當代家庭消費及廚房現代化的趨勢，也特別適合于餐飲服務業，具有很好的發展空間[8， 9]。此外速凍菜基本保存了新鮮蔬菜原有的營養和風味，可長時間保鮮，適合長距離運輸，將成為蔬菜加工的另一個重要方向。

目前我國蔬菜田頭預冷等商品化處理設施仍然匱乏，大部分還不能夠按菜地面積配置相應的預冷設施、整理分級車間、冷藏庫以及清洗、分級、包裝等設備，另一方面蔬菜保溫、冷藏運輸等設施也不能滿足產業發展需求，導致蔬菜從采后到流通過程損失較大，采后損失約1億t，在整個采后加工、流通環節的平均損失率高達20%左右，占全國種植業廢棄物總產量的9.1%，僅次于水稻、玉米和小麥，成為我國第四大農作物廢棄物。為減少農產品產后的損失，從2012年起，我國啟動實施農產品產地初加工補助項目，重點在農產品貯藏、預冷等方面加大投資力度，其中蔬菜初級加工補助項目后的地方蔬菜采后損失率下降到6%，取得了較好的效果。

2 蔬菜加工廢棄物產生特征

目前上海地區蔬菜初級加工主要是分普通包裝蔬菜(又稱托盤菜)以及鮮切蔬菜(又稱凈菜)加工為主，其中托盤蔬菜是經過分揀后進入蔬菜托盤再進行銷售，在超市銷售較多； 鮮切菜又稱新鮮消毒蔬菜，即用新采摘的蔬菜，經過整理(如去掉不可食部分、切分等)、洗滌、消毒等加工操作，在無菌環境中，真空包裝而制成的一種蔬菜產品。此次調研重點針對蔬菜初級加工的這2類常見類型進行考察。膜捆蔬菜加工形式與廢棄物產生特點與普通包裝蔬菜類似，因此未單獨調查。

2.1 研究對象與調查方法

2.1.1 被調查企業概況

A公司成立于2005年，基地占地面積約為11.33hm2，共有80個左右蔬菜品種。現有1個蔬菜加工車間，占地面積約為1 800m2，主要從事托盤菜生產，所加工的蔬菜均來由企業生產，蔬菜年上市量約為800～1 000t，主要通過網上訂單等B2C(business to custom)電子商務方式銷售以及供給大型超市。公司建有1座堆肥棚，用于處置蔬菜生產過程中的廢棄物。

B公司成立于2003年10月，主要以無公害蔬菜和有機蔬菜種植、加工、配送為主的蔬菜經營公司。其蔬菜加工主要從事鮮切菜生產，蔬菜品種約80個。2013年主營產品銷售4萬t以上，日供蔬菜100t以上。B公司鮮切菜加工通過了HACCP(Hazard Analysis Critical Control Point)(GB/T 22000： 2006)認證，即危害分析的臨界控制點。HACCP認證是生產(加工)安全食品的一種控制手段，是對原料、關鍵生產工序及影響產品安全的人為因素進行分析，確定加工過程中的關鍵環節，建立、完善監控程序和監控標準，采取規范的糾正措施。

2.1.2 調查方法

圖2 托盤菜加工過程與廢棄物產生環節

根據企業的生產流程，結合企業已有的生產記錄，分別計量進入生產車間的加工前蔬菜總量、不同加工環節廢棄物產生量、清洗用水量、成品蔬菜量。為研究蔬菜廢棄物污染特征，將A公司加工過程產生的上海青(BrassicachinensisL.)廢棄物(包括根、黃葉、爛葉)堆放在室外的塑料盤中，在每次降雨后取滲出液帶回實驗室，由于滲出液CODcr含量高，加純凈水稀釋50倍后測定CODcr含量[10]。

2.2 廢棄物產生環節

2.2.1 托盤菜

托盤菜加工流程較為簡單，主要包括田間采收、人工分揀、人工包裝與進入冷鏈物流，主要流程如圖2。

由于托盤蔬菜對蔬菜的品相、大小、新鮮度有較高的要求，因此企業在分級包裝上制定了自身的企業標準。為滿足的客戶對蔬菜產品外觀、品相等要求，分揀包裝標準當中，除了要求不能出現明顯瑕疵外，還對大小、重量有著嚴格的要求。由于這些嚴格的要求，導致田間采摘過來的蔬菜有相當部分被丟棄專用的垃圾桶，其中葉菜類損失率約為20%～30%，茄果類5%～10%，根莖類約為5%～10%，且一年四季差異并不大。葉菜類蔬菜在冷庫當中的冷藏時間為1～2d； 茄果類的蔬菜冷藏時間約為5～7d； 根莖類蔬菜例如土豆等冷藏時間相對較長，約為10～15d。

2.2.2 鮮切菜

鮮切菜加工過程廢棄物產生量較大。鮮切菜加工除了有更高的衛生標準要求外，還對大部分蔬菜進行切割(圖3)，蔬菜自身會出現諸如呼吸代謝速率加快、褐變、木質化等一系列生理生化反應，從而影響鮮切菜類產品的儲存期與貨架期。目前B公司蔬菜廢棄物主要在原料驗收、冷藏保鮮等階段產生(圖3)。

圖3 鮮切菜加工過程與廢棄物產生環節

由于鮮切蔬菜的加工過程改變了蔬菜的結構，蔬菜接觸更多的空氣，呼吸作用更強，加上大部分蔬菜屬于低酸性食品，高濕及較大的切割表面為微生物提供了理想的生長條件，因此鮮切蔬菜更易于腐爛變質。一旦出現腐爛的蔬菜，比如出現斑點的蔬菜，均要被丟棄，因此蔬菜加工過程中產生的廢棄物量巨大。目前B公司葉菜類的加工損失率為20%～40%，在高溫季節甚至達到60%； 茄果類的加工損失率約為10%～30%，根莖類約為5%～10%。企業為了減少鮮切蔬菜的損失，在包裝好后采用氣調保存的方法，即在包裝好的蔬菜當中充惰性氣體(氮氣等)，但由于成本較高，約0.8元/盒蔬菜，該種方法并未廣泛采用。

2.3 蔬菜廢棄物產生與污染特征

蔬菜初級加工過程中的主要損失是分揀以及冷藏損失，其中鮮切菜由于改變了蔬菜的結構，導致蔬菜呼吸作用增加，蔬菜易于變質，尤其以葉菜類最高，在夏季損失率最高可達60%(圖4)。露天堆放的葉菜上海青廢棄物在天然降雨下產生的滲出液CODcr含量隨著堆放時間的增加快速增加，在第21天后趨于穩定，在堆放28d后達到1.330 1萬mg/L(圖5)。

圖4 不同加工方式蔬菜損失率 圖5 露天堆放的蔬菜廢棄物滲出液CODcr 變化過程

3 結論

與農產品深加工不同，農產品原產地的初級加工依附于農業生產，雖然污染物排放量大，但往往沒有得到有效的監管，存在盲區。蔬菜采后初級加工損失比例高，廢棄物產生量大，應該引起高度重視。我國目前正在大力實施農產品產地初加工補助政策[11-13]，發展好農產品初級加工，也是提高產品附加值，促進農業升級、保證食品安全的重要手段[14-15]，在加快原產地農產品初級加工基礎設施建設的同時，也需要加大對農產品初級加工過程中廢棄物綜合利用的投入。

綜合考慮經濟與環境效益，由于高溫好氧堆肥能有效殺滅病原微生物，且發酵周期短，處理設備要求較低，是最適宜于解決我國蔬菜廢棄物引起的資源浪費和污染問題[16]，應更注重適宜于高濕物料堆肥的調理劑與工藝設備的研發，實現蔬菜廢棄物高效快速無害化處理。可以根據企業分布建立蔬菜廢棄物堆肥處置中心，將輻射范圍內蔬菜生產與加工企業產生的蔬菜廢棄物集中收集后堆肥統一處置，堆肥產生的有機肥再返銷給蔬菜生產企業。對于蔬菜產生量較大的企業，鼓勵企業自身建立蔬菜廢棄物堆肥處理。

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doi:10.7621/cjarrp.1005-9121.20161116

PRODUCE OF VEGETABLE WASTE DURING PRIMARY PROCESSING IN SHANGHAI*

Li Jinwen，Shen Genxiang，Qian Xiaoyong，Guo Chunxia，Wang Zhenqi

(Institute of rural ecology，Shanghai Academy of Environmental Sciences，Qinzhou Road 508，Shanghai 200233，China)

Primary processing of vegetables is a key intermediate step between vegetable production and sale. However, the waste production of primary processing was unclear. This study studied the status quo of vegetable primary processing and the production of vegetable waste through literature research. The results showed that the vegetable yield of China ranked the first in the world. Huge vegetable waste was produced during primary vegetable processing after harvest. Packing was the main form of vegetable primary processing, the fresh-cut and freeze-dry only occupied a small percentage. The production of vegetable waste during primary processing was huge that brought great environmental stress. The waste was produced mainly from grading and cold storage of vegetable, and fresh-cut produced more waste than packing because fresh-cut vegetables were susceptible to be decay. The maximum loss rate of vegetables during processing even reached 60% in summer. The CODcr content of vegetable waste was 13301mg/L which led a high pollution load. Conclusively, the vegetable waste should be treated and supervised.

primary processing of vegetable; producing area; management of post-harvesting; agricultural waste; environmental management

10.7621/cjarrp.1005-9121.20161113

2015-04-18

李金文(1983—)，男，安徽六安人，博士、高級工程師。研究方向：農業生態學、農業環境保護。Email：lijw@saes.sh.cn

*資助項目：國家水體污染控制與治理科技重大專項戰略與政策主題“農業源控制管理制度與減排政策示范研究”(2014ZX07602-004)

S181.3

A

1005-9121[2016]11-0087-06