農村秸稈焚燒危害及綜合利用技術

柴晶

摘要：分析了農村秸稈焚燒帶來的危害，介紹了農村秸稈的綜合利用技術。

關鍵詞：秸稈；焚燒；危害；綜合利用；技術

1 引言

秸稈是成熟農作物莖葉（穗）部分的總稱。農作物光合作用的產物有一半以上存在于秸稈中，秸稈富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機質等，是一種具有多用途的可再生的生物資源，特點是粗纖維含量高，并含有木質素等。我國年產農作物秸稈6億t之多，相當于天然草地生產干草的50倍。其中稻草1.8億t，玉米2.2億t，小麥1.1億t，還有甘薯蔓、油菜秸、大豆秸、高粱秸、花生秧及殼等產出的秸稈量都超過千萬噸，而每年其中80%約5億t的秸稈都被燒掉了，沒有得到有效利用。

2 焚燒秸稈的危害

2.1污染空氣環境，危害人體健康

有數據表明，焚燒秸稈時，大氣中二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物3項污染指數達到高峰值，其中二氧化硫的濃度比平時高出1倍，二氧化氮、可吸入顆粒物的濃度比平時高出3倍，相當于日均濃度的5級水平。當可吸入顆粒物濃度達到一定程度時，對人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部分刺激較大，輕則造成咳嗽、胸悶、流淚、嚴重時可能導致支氣管炎發生。

2.2引發火災，威脅群眾的生命財產安全

秸稈焚燒，極易引燃周圍的易燃物，尤其是在村莊附近，一旦引發火災，將會產生很大危害。

2.3引發交通事故，影響道路交通和航空安全

露天焚燒秸稈帶來的一個最突出的問題就是焚燒過程中產生濃煙，直接影響民航、鐵路、高速公路的正常運營，對交通安全構成潛在威脅。機場每逢農作物收割季節都深受秸稈露天焚燒的危害，有時機場能見度低于400米。

2.4破壞土壤結構，造成耕地質量下降

在農田焚燒秸稈使地面溫度急劇升高，能直接燒死、燙死土壤中的有益微生物，會使土壤的自然肥力和保水性能大大下降，土壤水分損失65%--80%，板結不耐旱。

5 秸稈的綜合利用

5.1秸稈還田技術

農作物秸稈還田技術主要是機械化秸稈粉碎直接還田技術，它是以機械的方式將田間的農作物秸稈直接粉碎并拋灑于地表，隨即耕翻入土，使之腐爛分解，從而培肥地力，實現農業增產增收。

5.1.1增加土壤有機質，增肥地力

秸稈中有機質含量平均為15%在右，如按每公頃還田秸稈15t計算，則可增加有機質2250kg/ hm2。

5.1.2改善土壤環境，改造中低產田

秸稈中含有大量的能源物質，還田后生物激增，土壤生物活性強度提高，接觸酶活性可增加47%。隨著微生物繁殖力的增強，生物固氮增加，堿性降低，促進了土壤的酸堿平衡，養分結構趨于合理。

5.1.3形成有機質覆蓋，抗旱保墑

秸稈還田可形成地面覆蓋，具有抑制土壤水分蒸發，儲存降水和提高地溫等諸多優點。

5.1.4降低病蟲害的發生率

由于根茬粉碎疏松和攪動表土，能改變土壤的理化性能，破壞玉米螟蟲及其它地下害蟲的寄生環境，故能大大減輕蟲害，一般可使玉米螟蟲的危害程度下降30%。

5.2秸稈加工飼料技術

5.2.1秸稈氨化技術

通過氨化可提高秸稈飼料的營養價值。經處理后的秸稈含氮量增加1.4倍，干物質和粗纖維消化率分別達到70%和64.4%，牲畜采食量可提高48%。飼喂氨化飼料時應注意開窖取料時，應按需取料，取料后立即封嚴窖口，取出的飼料晾曬1-2d后方可飼喂家畜。

5.2.2秸稈堿化技術

堿化技術的原理就是借助于堿類物質能使飼料纖維內部的氫鍵結合變弱，酯鍵或醚鍵被破壞的作用，使細胞壁中纖維素和半纖維素與木質素之間的聯系削弱，纖維素分子膨脹，半纖維素和一部分木質素溶解，有利于反芻動物前胃中的微生物發揮作用，從而提高秸稈的消化率，改善適口性，增加采食量。

5.2.3秸稈熱噴技術

秸稈熱噴可以使經熱噴的粗飼料適口性改善，質地柔軟，味道芳香，使牲畜的進食量增加，從而提高粗飼料的利用率。目前熱噴技術成本較高，在生產實踐中推廣仍有難度。

5.2.4秸稈的顆粒化技術

顆粒化技術是將秸稈經粉碎揉搓之后，根據用途設計配方，與其他農副產品及飼料添加劑搭配，用顆粒機械制成顆粒飼料。該技術操作簡單，實用性強，飼喂效果明顯，一次性投資不高，是一項值得推廣的實用技術。

5.2.5秸稈青貯與微貯技術

青貯就是在厭氧條件下，利用秸稈本身所含有的乳酸菌等有益菌將飼料中的糖類物質分解產生乳酸，當酸度達到一定程度，PH3.8-4.2后，抑制或殺死其他各種有害微生物，如腐敗菌、霉菌等，從而達到長期保存飼料的目的。飼料微生物處理又叫微貯，是近年來推廣的一種秸稈處理方法。微貯與青貯的原理非常相似，只是在發酵前通過添加一定量的微生物添加劑如秸稈發酵活桿菌、白腐真菌、酵母菌等，然后利用這些微生物對秸稈進行分解利用，使秸稈軟化，將其中的纖維素、半纖維素以及木質素等有機碳水化合物轉化為糖類，最后發酵成為乳酸和其他一些揮發性脂肪酸，從而提高瘤胃微生物對秸稈的利用率。

5.3秸稈燃氣技術

5.3.1技術原理

植物秸稈的有機成分以纖維素、半纖維素為主，質量分數為50%。這些生物質原料在缺氧條件下加熱，使之發生復雜的熱化學反應的能量轉化過程。此過程實質是植質中的碳、氫、氧等元素的原子，在反應條件下按照化學鍵的成鍵原理，變成一氧化碳、甲烷、氫氣等可燃性氣體的分子。這樣植物生物質中的大部分能量就轉移到這些氣體中。

5.3.2秸稈燃氣來源

農民使用秸稈燃氣可以從以下兩個方面獲得；第一靠秸稈氣化工程集中供氣獲得；第二可以利用生物質自己生產。秸稈氣化工程一般為國家、集體和個人三方投資共建，一個村（指農戶居住集中的村）的氣化工程大約需50萬—80萬，在我國目前大約有200多個村級秸稈氣化工程。農民自產自用的秸稈燃氣，主要靠家用制氣爐進行生物質轉化，投資較小。

5.4秸稈發電技術

按秸稈利用方式的不同，秸稈發電技術可分為秸稈氣化發電技術和秸稈直接燃燒發電技術。

5.4.1秸稈氣化發電技術

秸稈氣化發電技術主要是將秸稈在一定的壓力和溫度下、使秸稈與O2/H2O發生氣化反應，產生CO，H2，CH4等可燃氣體，這些可燃氣體凈化后送往燃氣輪機發電。秸稈氣化發電技術具有廢氣排量小、發電效率高等優點。但由于秸稈氣化時產生了一定的焦油，燃氣飛灰混入焦油中，增加了焦油的脫除和回收利用成本。

5.4.2秸稈直接燃燒發電技術

秸稈直接燃燒發電技術是將秸稈直接送往鍋爐中燃燒產生高溫高壓蒸汽推動蒸汽輪機做功發電，相比秸稈氣化發電技術，具有結構簡單、投資省、易于大型化等優點。目前，在國內主要推廣的是秸稈直接燃燒發電技術。與常規的燃煤電站相比，秸稈電站的汽機島與常規燃煤電站的汽機島幾乎沒有差別，其關鍵技術是秸稈燃燒技術。

5.4.3秸稈發電的阻力因素

（1）運行成本高。據有關權威部門測算，在現有的技術水平下，生物質發電成本遠高于常規燃煤發電成本，約為煤電的1.5倍。

（2）秸稈儲運困難。秸稈收購具有很強的季節性，無法均衡收購，要維持企業的正常運轉，必須有半年的儲存量。因秸稈比重輕，體積大，需要存儲場地廣大，還需一系列的防雨、防潮、防火等配套設備，投資建設和維護費用大。

6、結語

秸稈是一種清潔的可再生能源，用途廣泛，除了以上所提到的，還有將秸稈和添加劑混合制成生物基材料，用于制作無毒害的家具、裝飾板、花盆、全降解一次性餐具、全降解地膜等等。用秸稈制造液體燃料這項技術在國內外逐漸成熟。但總的來說，秸稈的綜合利用仍舊存在著成本高等問題。因此，仍然有許多地方需要繼續研究。