茶廢棄物資源化在環境治理中的應用研究

錢 靜

（南京林業大學，江蘇南京 210037）

所謂的茶廢棄物指的是在種植、加工、銷售等環節中而產生的，以茶葉生物質為主的廢棄物的總稱，屬于固體廢棄物的組成部分。茶廢棄物具體包括了如下幾類：因修剪、采摘而落在茶園的廢棄物；生產加工環節產生的樹梗、副茶、茶末等廢棄物；在深加工或者是飲用之后產生的茶渣；在茶籽榨油后產生的茶餅廢棄物。因為農業生產每個環節都具有連續性，所以每一個環節都會產生大量的廢棄物，如何將廢棄物資源化處置就成為必須對面的生態問題。隨著人們對茶葉的需求量不斷增大，這一問題會越來越嚴重，需要引起人們的重視。

1 茶廢棄物在環境治理中的應用

茶是綠色植物，所以茶業廢棄物能夠起到凈化水和空氣的作用，比如說可以吸附一些有害氣體、處理污水等。這是因為茶葉本身作為綠色植物，其組織本身就具有多孔的特點，而且茶葉中含有一些分子量很大、結構非常復雜的物質，比如說棕櫚酸等物質。這些物質都具有很強的吸附能，早在上個世紀八十年代，日本在研究廢水凈化的時候就利用茶灰作為主要材料。隨著科學技術進一步發展，越來越多地用茶廢棄物來處理重金屬污染水的案例。因此，茶廢棄物在治理環境的過程中能夠發揮非常重要的作用。

1.1 茶廢棄物在廢水處理過程中的應用

第一，去除重金屬離子。傳統的去除廢水中重金屬離子的方法多是采用化學方法，比如說離子交換、吸附等。這些做法很容易產生二次污染，但利用茶廢棄物來吸附卻可以解決這一問題。因此，在最近幾年經常有利用生物廢棄物來吸附重金屬離子，取得了較好的效果。

第二，去除有機污染物級制備活性炭。活性炭的孔隙結構非常發達，而且其表面的氧元素農業非常豐富，是一種比表面積大很多的多孔性含碳材料，是一種特殊的功能團。一般來說，活性炭的吸附性能比廢棄的生物殘體要強很多，所以經常會看到用活性炭來處理污水的例子。在近幾年來，出現了利用茶廢棄物來制備活性炭的例子，因為這種做法消耗的成本非常少，效率也很高，所以經常會采用這種方式來吸附廢水中的有機污染物。

1.2 茶廢棄物吸附有害氣體

利用茶廢棄物來吸附一些有害氣體的研究已經有報道了，這主要是因為茶多酚能夠有效吸附甲醛。但是，茶廢棄物中的其他提取成分，諸如茶黃素、茶氨酸以及咖啡堿等是否同樣具有吸附有害氣體的功能卻很少見到報道，所以利用茶多酚來吸附有害氣體經常應用于生活中。有相關專家專門研究了這個問題，通過研究發現，在茶多酚的總量在0.09克的時候，吸附有害氣體的時間為30分鐘。如果溫度在50度的時候，吸附效果最好，茶多酚能夠最大限度的吸附氨氣和硫化氫氣體。同時，茶廢棄物中還含有茶黃素，其中有4種成分能夠有效吸附甲醛，而且吸附效果較好。從這4種成分吸附效果比較來看，茶黃素的效果吸附效果最好，茶多酚次之，再是茶氨酸，最后是咖啡因。

2 茶廢棄物的資源化利用

2.1 茶廢棄物功能性成分提取

茶渣屬于茶廢棄物的一種，在茶渣中仍然含有一部分茶多酚、咖啡堿、粗纖維、氨基酸等成分，這就表明在茶葉廢棄物中仍然有很多可以利用的成分。有研究證明，在茶末和廢氣的茶枝葉中提取的茶多酚，其綜合提取率是大于13%的。還有對中低檔的烏龍茶廢棄物研究表明，在當前的工藝條件下，提取的茶多糖純度非常之高，而在經過多次處理之后得到的茶多糖的蛋白質也非常之高。上述這些研究成果都表明，在中多茶廢棄物中，有很多可以利用的成分，可以將其拿來綜合利用，這就為開發其他食品以及添加劑等提供了必要的技術條件。

2.2 茶廢棄物制備食品、飼料及其添加劑

茶廢棄物中含有豐富的粗蛋白質，除此之外還含有一定量的粗纖維和單寧等，這些成分都可以作為禽類的或者是反芻類動物的飼料，可以進一步開發利用。在國內，已經有很多專家學者專門從事這方面的研究，將其應用于添加劑輔料或者飼料經常見諸報道。上個世紀90年代，韓國和日本學者就發現茶渣磨成粉以后加入禽類的飼料中能夠明顯的增強其抵抗力，從而降低它們的死亡率，減少了養殖戶的損失。在茶葉加工之后所產生的廢棄物中，可以提取有效的茶蛋白，經過蛋白酶解制以后，成為蛋白水解物，這也可以作為添加劑放入豬飼料中，是豬仔很好的飼料，能夠有效促進豬仔的生長，可以增強豬仔的免疫力，還能夠提高豬十二指腸及胰臟的消化酶活性。從上述這些研究中可以發現，茶廢棄物中很多有益成分能夠作為飼料飼養牲口，還有研究發現茶廢棄物中富含職務乳酸濃度較高，可以生成乳酸菌，這些都是營養物質，可以制作成添加劑。

2.3 茶廢棄物培育食用菌

食用菌栽培技術在我國已經很成熟了，傳統栽培都是以木材為原料，這就導致大量樹木被砍伐，森林被破壞，使得生態價值受損，食用菌所創造的價值往往還不能彌補生態受損價值。隨著食用菌產業發展，為了能夠有效解決因此而帶來的生態問題，就必須要尋找可以替代木材的原料。通過研究發現，一些農業廢棄物可以用來栽培食用菌，而且食用菌菌渣則可以作為肥料，這樣就把全部的廢棄物都利用起來了。利用茶廢棄物栽培食用菌實驗已經獲得了成功，所培育出來食用菌已經有是了十余種，比如說茶樹菇、猴頭菇、平菇等早已經走上餐桌，深受人們喜愛。

2.4 茶廢棄物制備有機肥

茶廢棄物中富含很多營養元素，在經過發酵處理之后所產生的茶渣可以成為有機肥，這些有機肥又可以作為種植茶樹的肥料，這樣使得整個茶產業鏈中的廢棄物都得到了利用，有效的增加了茶產業的附加值。與此同時，還有一些專家通過實驗證明，茶渣作為有機肥能夠作用于土壤，改變土壤的物理性質，促進農作物生長，還能夠改善農作物的品質。正是因為有這些實驗作為證明，這就為茶廢棄物資源循環利用提供了方向。有研究證明，木霉菌發酵之后可以與茶渣混合成為生物肥料，可以是有機肥，也可以是復混肥。茶渣自然發酵了以后，所分離出來的微生物再混合茶渣，則成為茶渣有機復合肥。通過實驗發現，給茶樹施這種有機肥料以后，茶葉產量增長很快，比施尿素后茶葉產量要高。在施茶渣肥之后，長出來的茶葉中的咖啡堿、茶黃素及氨基酸的含量均比之前要高。

3 結語

中國種茶面積在世界上是最大的，幾乎占世界總種茶面積的一半以上，茶葉產量占了世界的三分之。因此，無論是在茶樹種植、加工產出，還是因為整個產業鏈產生各種廢棄物，其數量都非常大。如果這部分廢棄物如果無法充分利用的話，就會造成資源浪費，還可能給生態環境造成過重的負擔，所以必須要盡快找針對茶廢棄物的資源化利用途徑，這是茶產業發展當前所必須面對的問題。

從當前來看，對茶廢棄物資源化利用還只是處于初始研究階段。從當前已有的研究成果來看，對茶廢棄物資源化利用多將其變成肥料和能源。但是，到目前為止，茶廢棄物資源化過程中還沒有形成能夠全范圍推廣、利用的成熟的技術模式。這一現實其實和當前中國農業廢棄物資源化利用率較低的現實是十分吻合的，這主要是因為研究效率低、推廣慢造成的。除此之外，還一個重要原因就是農業廢棄物資源化利用所帶來的經濟效益比較低。為了能夠改變這個現狀，政府一方面應該在和農業和環境相關的政策上予以扶持，當前農業廢棄物資源化利用仍然還是處于初始階段，所以應該制定相應的激勵機制，比如說實施農業廢棄物生態化補償，從而推動與農業相關產業的健康發展。政府另一方面則可以實現技術、組織和產業三種模式有機結合，進一步研究農業廢棄物資源利用的工程模式，從而采用實用的、具體的方式來指導農業廢棄物資源化循環、綜合利用。隨著研究的成果越來越多，技術也更加先進，對于如何妥善處理、高效利用茶廢棄物也成為研究的熱點問題。在這里面，如何將茶廢棄物資源化利用則成為茶領域專家必須要面對的問題。

[1]蔡志寧，王春燕，梁翠金等.茶渣蛋白提取工藝研究[J].茶葉科學，2008(4):309-312.

[2]王勝勇.茶浸提葉渣微生物發酵的綜合利用研究[D].合肥:合肥工業大學，2011.