平邑縣公園園林廢棄物的資源化生物處理途徑探討

李艷,李增安,張大鵬

平邑縣公園園林廢棄物的資源化生物處理途徑探討

李艷1,李增安2,張大鵬3*

1. 平邑縣園林環(huán)衛(wèi)保障服務(wù)中心, 山東 平邑 273300 2. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院, 山東 泰安 271018 3. 山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院, 山東 濟(jì)南 250100

本文以平邑縣公園園林廢棄物為研究對(duì)象，對(duì)公園產(chǎn)生的園林廢棄物種類、數(shù)量、處理方式和技術(shù)選擇等進(jìn)行了全面研究。園林廢棄物亟需適當(dāng)?shù)奶幚恚绻幚聿划?dāng)，會(huì)對(duì)大氣、城市容貌、人類身體健康以及地下水產(chǎn)生影響，對(duì)社會(huì)造成巨大的資源浪費(fèi)。本文首先介紹了園林廢棄物生物處理的意義，其次分析了目前幾種生物處理的現(xiàn)狀，最后提出了利用環(huán)境昆蟲進(jìn)行園林廢棄物處理的相關(guān)建議，可為縣城區(qū)公園園林廢棄物處理提供指導(dǎo)和依據(jù)，為城市生態(tài)文明建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

園林; 廢棄物; 生物處理

公園園林廢棄物，主要指的是公園內(nèi)園林植物自然凋落的枯枝落葉或人工修剪所產(chǎn)生的植物殘?bào)w，包括行道樹、花卉、灌木、綠籬、色塊、草坪等植物[1]。近年來，我國生態(tài)園林城市建設(shè)進(jìn)程加快，城市公園數(shù)量增加，綠化面積也隨之增大，公園園林廢棄物產(chǎn)量急劇增加。截至2019年底，全國城市綜合公園、社區(qū)公園、專類公園等超過20000個(gè)，城市建成區(qū)綠地率、綠化覆蓋率分別達(dá)37.34%和41.11%[2]，城市人均公園綠地面積約15 m2，公園園林廢棄物年產(chǎn)約4000萬t[3]。

公園園林廢棄物具有廢物與資源的雙重屬性。調(diào)查結(jié)果表明，絕大多數(shù)城市的園林廢棄物與居民生活垃圾處理類似，前期缺乏垃圾分類處理，只簡單地被運(yùn)入垃圾填埋場填埋或堆放，經(jīng)自然分解的垃圾，只有少部分被二次利用，且極易對(duì)環(huán)境造成污染。園林廢棄物含有大量的木質(zhì)纖維素和其他有價(jià)值的成分，只有生物處理才會(huì)成為參與再循環(huán)的“資源”，而不會(huì)成為環(huán)境污染源。

1 平邑縣公園園林資源及園林廢棄物理論資源量情況

1.1 平邑縣公園園林資源情況

圖1顯示，截至2021年，平邑縣綜合性公園數(shù)量達(dá)到5個(gè)，公園綠化面積達(dá)402.11萬m2，人均公園綠地面積為14.72 m2。2017-2021的5年間，公園綠地面積以年均18%的速率增長，由此產(chǎn)生的公園園林廢棄物逐年遞增，資源化利用問題亟待解決。

圖 1 2017-2021年平邑縣公園數(shù)量、公園綠地面積

注：數(shù)據(jù)來源于平邑縣園林環(huán)衛(wèi)保障服務(wù)中心。下同。

Note: The data were got from the service center of environmental health safeguard in Pingyi County. The same as follows.

1.2 平邑縣公園園林廢棄物理論資源量

1.2.1 按種類劃分的廢棄物理論資源量本研究以平邑縣公園數(shù)量、面積、綠化面積、綠化資源類型等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為依托，通過實(shí)地調(diào)研以及獲得相應(yīng)系數(shù)，計(jì)量得出平邑縣公園園林廢棄物資源總量約為560.72萬t。其中闊葉和針葉喬木林地產(chǎn)生的廢棄物資源量分別為95.64萬t和73.68萬t鮮重，顯著高于草坪產(chǎn)生的廢棄物資源量，是草坪廢棄物總資源量的1693倍。具體如表1所示。

表 1 依種類劃分的園林廢棄物理論資源量

1.2.2 按平邑縣內(nèi)公園劃分的廢棄物理論資源量從表1可知，平邑縣公園園林廢棄物每年產(chǎn)生的理論資源量約有560.72萬t。由表2可得，浚河公園產(chǎn)生的廢棄物資源量顯著高于祥云湖公園，是祥云湖公園的9.2倍。平邑縣公園園林廢棄物的理論資源量及其比例如表2所示。

表 2 按公園劃分的廢棄物理論資源量

2 平邑縣公園園林廢棄物資源生物技術(shù)處理現(xiàn)狀及途徑分析

作為平邑縣城固體廢棄物的公園園林廢棄物，一直困擾著平邑縣城的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展，然而，隨著國家、省、市及地方垃圾分類政策的落地實(shí)施，園林廢棄物已經(jīng)不是需要花費(fèi)大量成本處理的“垃圾”，而是放錯(cuò)了位置的一類重要“資源”。園林廢棄物資源化利用技術(shù)的開發(fā)及利用將成為今后城市綠色、低碳和高質(zhì)量發(fā)展的一項(xiàng)重要內(nèi)容。園林廢棄物的填埋和焚燒技術(shù)在新時(shí)代縣城低碳高質(zhì)量發(fā)展背景下，會(huì)退出歷史舞臺(tái)。

作者認(rèn)為，生態(tài)、低碳、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)是公園園林廢棄物利用技術(shù)及途徑的選擇最為重要的前提，在我們可預(yù)見的時(shí)期內(nèi)，環(huán)境效果評(píng)價(jià)也是十分必要的。另外需要明確的是，公園園林廢棄物的技術(shù)選擇還需要與平邑縣城的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和廢棄物種類、營養(yǎng)成分及數(shù)量分布特點(diǎn)相適應(yīng)。研究表明，公園園林廢棄物中含有有機(jī)碳、全氮、全鉀、全磷等有機(jī)物質(zhì)，含量分別為40%，1%，1%，0.2%，干物質(zhì)中木質(zhì)素、纖維素和半纖維素平均含量分別為 25%，40%，30%[5]。是營養(yǎng)非常豐富的一類生物資源。

目前社會(huì)關(guān)注度較高和較成熟的園林廢棄物資源化技術(shù)是將園林廢棄物作為原料的生物技術(shù)，采用好氧和厭氧發(fā)酵技術(shù)，經(jīng)過微生物菌群的轉(zhuǎn)化，形成有機(jī)肥[6]、土壤改良劑[7]、栽培基質(zhì)[8]等原料產(chǎn)品及沼氣[9]等能源產(chǎn)品，但由于園林廢棄物成分復(fù)雜、來源各異、微生物轉(zhuǎn)化力、微生物菌種、組合菌種技術(shù)及轉(zhuǎn)化徹底程度等問題，對(duì)于其產(chǎn)品的安全性還需要繼續(xù)深入探討。

2.1 公園園林廢棄物好氧發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

園林廢棄物好氧發(fā)酵技術(shù)比較突出的優(yōu)勢(shì)：一是園林廢棄物發(fā)酵過程中能釋放熱量，減少升溫能耗；二是好氧發(fā)酵后產(chǎn)生的腐殖質(zhì)、氮、磷、鉀等各種養(yǎng)分，能有效促進(jìn)植物生長；三是微生物通過各種代謝可以放出大量熱量和能量，可最大限度的殺滅園林廢棄物中的蟲卵及病原菌，降低園林廢棄物的生物毒性。劣勢(shì)在于需要占用大面積場地，發(fā)酵時(shí)間較長，再就是園林廢棄物的來源不明、分類不夠具體，造成原料差異大，不容易形成理化性質(zhì)、品質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品，從而影響市場推廣。

2.2 公園園林廢棄物厭氧發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

園林廢棄物厭氧發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：一是降解園林廢棄物的程度高；二是在無氧條件下，將復(fù)雜的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2、CH4及少量其它氣體，產(chǎn)生對(duì)人類有益的清潔能源。劣勢(shì)有如下幾點(diǎn)：一是園林廢棄物中含有大量的纖維素和半纖維素，需要大量的時(shí)間降解；二是因園林廢棄物中的碳氮比高，不利于微生物的正常生長，因此在厭氧發(fā)酵時(shí)要搭配合適的氮源，調(diào)節(jié)碳氮比后進(jìn)行發(fā)酵；三是發(fā)酵過程中影響因素太多，中間產(chǎn)物容易積累，影響能量傳遞和物質(zhì)轉(zhuǎn)化；四是發(fā)酵后產(chǎn)生的沼渣和沼液不能直接利用，處理起來有一定的困難。

2.3 公園園林廢棄物生物處理途徑選擇的影響因素

2.3.1 充分考慮平邑縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)力選擇園林廢棄物的處理技術(shù)，要充分考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。首先，在技術(shù)選擇前，要深度調(diào)研當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)經(jīng)濟(jì)狀況，形成調(diào)研報(bào)告，如果脫離實(shí)際，對(duì)廢棄物的處理是高成本的，是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展中難以承受的，要果斷舍棄。其次，在選擇處理技術(shù)時(shí)，既要顧及眼前，在當(dāng)前一個(gè)時(shí)間段內(nèi)能夠發(fā)揮一定的作用，又要有前瞻性和預(yù)見性，在今后的社會(huì)發(fā)展中起到一定的作用。

2.3.2 充分調(diào)研公園園林廢棄物種類、數(shù)量及分布特點(diǎn)在選擇處理技術(shù)前，要充分調(diào)查和計(jì)算出公園園林廢棄物的種類、數(shù)量和分布數(shù)據(jù)。關(guān)于園林廢棄物的定義很多，在研究范圍的界定上也眾說紛紜，園林廢棄物本身的差異性就決定了組成元素的大不同，同時(shí)不同公園因植物種類及數(shù)量不同在廢棄物的構(gòu)成上也存在差異。所以，園林廢棄物在進(jìn)行處理前，首先應(yīng)根據(jù)公園分布特點(diǎn)、廢棄物的種類、植被的種類等進(jìn)行分類，然后針對(duì)分類后的廢棄物再考慮選擇處理技術(shù)。

2.3.3 充分考慮技術(shù)選擇的經(jīng)濟(jì)可行性及環(huán)境影響預(yù)評(píng)價(jià)在上述前提和基礎(chǔ)上，要充分考慮技術(shù)選擇的經(jīng)濟(jì)可行性及環(huán)境影響預(yù)評(píng)價(jià)。首先，在技術(shù)選擇上要考慮技術(shù)實(shí)施的經(jīng)濟(jì)性，如果廢棄物轉(zhuǎn)化成本過高，就會(huì)出現(xiàn)廢棄物處理消極性的狀況，這樣一來，社會(huì)資本就不好進(jìn)入，產(chǎn)業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn)難以實(shí)現(xiàn)，這無疑會(huì)增加財(cái)政負(fù)擔(dān)。其次，園林廢棄物的處理主要是為了減少環(huán)境污染，變廢為寶，形成生態(tài)宜居的局面，因此技術(shù)選擇上要做好環(huán)境影響預(yù)評(píng)價(jià)，另外還要對(duì)可能產(chǎn)生的環(huán)境問題做好預(yù)期。

除上述幾點(diǎn)以外，園林廢棄物利用途徑選擇應(yīng)與縣城發(fā)展總體戰(zhàn)略相向而行，應(yīng)符合縣城發(fā)展總基調(diào)，主要體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)三方面。總之，園林廢棄物的處理技術(shù)選擇務(wù)必要達(dá)到縣城生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的要求。

3 公園園林廢棄物資源化利用處理途徑探討

通過前期對(duì)文獻(xiàn)資料系統(tǒng)整理收集、信息整合及周密的調(diào)查研究，結(jié)合當(dāng)前平邑縣發(fā)展目標(biāo)及園林廢棄物資源現(xiàn)狀，本研究認(rèn)為，平邑縣園林廢棄物資源化處理應(yīng)先對(duì)產(chǎn)生的廢棄物種類進(jìn)行分類，然后根據(jù)廢棄物的營養(yǎng)成分和處理難度，采取堆肥、食用菌生產(chǎn)和環(huán)保昆蟲生產(chǎn)三大途徑，以實(shí)現(xiàn)公園園林廢棄物“減量化、資源化、無害化”的治理目標(biāo)，真正做到變廢為寶、化害為利（圖2）。

圖 2 平邑縣公園園林廢棄物處理技術(shù)選擇示意圖

3.1 園林廢棄物堆肥處理途徑探討

研究表明，堆肥處理技術(shù)是目前全國各大城市如北京、上海、廣州、深圳等園林廢棄物利用的主要方式。這種處理技術(shù)有兩大優(yōu)點(diǎn)：處理途徑相對(duì)來說比較簡易和產(chǎn)品利用程度較高。通過堆肥對(duì)園林廢棄物進(jìn)行處理，可將得到的產(chǎn)品制作成土壤改良劑、有機(jī)肥和育苗基質(zhì)。突出特點(diǎn)是其易分解和無污染。尤其是近幾年城市陽臺(tái)農(nóng)業(yè)的興起，園林廢棄物通過堆肥處理后的產(chǎn)品特別適合陽臺(tái)園藝的生產(chǎn)，這樣就形成了“園林廢棄物資源-產(chǎn)品（有機(jī)肥、育苗基質(zhì)、土壤改良劑）-陽臺(tái)園藝（蔬菜、花卉等）種植”的縣城生態(tài)循環(huán)鏈條，這中間就沒有廢棄物產(chǎn)生，都得到了最大限度的利用。

3.2 園林廢棄物腐解處理途徑探討

目前，我國多家大學(xué)和研究單位積極探索利用環(huán)境昆蟲轉(zhuǎn)化處理農(nóng)業(yè)固體廢棄物，但尚未有園林廢棄物通過環(huán)境昆蟲過腹轉(zhuǎn)化的報(bào)道。環(huán)境昆蟲是一類腐食性昆蟲，在自然界中能清除腐殖質(zhì)及動(dòng)物尸體。首先對(duì)園林廢棄物通過腐解菌團(tuán)進(jìn)行腐解處理，然后利用環(huán)境昆蟲的腐食性習(xí)性和對(duì)纖維素、半纖維素等的降解能力，對(duì)園林廢棄物進(jìn)行過腹轉(zhuǎn)化。利用環(huán)境昆蟲的腐食性取食行為轉(zhuǎn)化處理園林廢棄物，是一種生態(tài)、環(huán)保、安全和經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)途徑。

白星花金龜是目前可以處理園林廢棄物的一種環(huán)境昆蟲。白星花金龜隸屬于鞘翅目、花金龜科。一般生活在農(nóng)村各種秸稈（小麥、玉米等）及雜草、食用菌菌棒堆放處，底部與土壤接觸部位，這些部位由于下雨積水、秸稈本身釋放水分等原因，造成底部腐爛，這些腐草中滋生著大量白星花金龜?shù)挠紫x[10]。目前已實(shí)現(xiàn)人工大規(guī)模生產(chǎn)。

白星花金龜具有4個(gè)生長發(fā)育階段，分別為成蟲、卵、幼蟲和蛹，2齡后幼蟲期可以用于園林廢棄物轉(zhuǎn)化處理。利用園林廢棄物的料蟲比為(5-7):1，同時(shí)產(chǎn)出2份蟲糞。白星花金龜成蟲粗蛋白含量占干重的67%，幼蟲46%。活體可以直接飼喂雞鴨魚等，也可以烘干制粉混合利用。產(chǎn)生的蟲糞可以作為有機(jī)肥利用，結(jié)合水肥一體化技術(shù)應(yīng)用在黃瓜、西紅柿、大白菜上，能很大程度的提高蔬菜品質(zhì)，增加Vc含量、可溶性糖含量及胡蘿卜素含量，顯著降低硝酸鹽含量[10]。

3.3 園林廢棄物發(fā)酵處理途徑探討

隨著對(duì)林木資源管理的加強(qiáng)和利用的集約化，以園林廢棄物木屑、雜草等以及農(nóng)業(yè)廢棄物棉籽殼等為主的原料生產(chǎn)的食用菌產(chǎn)量逐年增加，尤其是對(duì)于木屑要求較高的一類食用菌-大球蓋菇。它又名赤松茸，俗稱粗腿蘑、益腎菇，原產(chǎn)歐美，具有色美、味鮮、爽脆、嫩滑、口感好等特點(diǎn)。營養(yǎng)豐富，干菇香味濃郁，唇齒留香，可與野生松茸相媲美。其栽培技術(shù)簡單，可直接以園林廢棄物木屑和雜草以一定比例進(jìn)行發(fā)酵栽培，具有極強(qiáng)的抗雜菌能力，栽培成功率高。而且大球蓋菇培養(yǎng)基使用全部出菌后的廢料含有大量的營養(yǎng)元素可以用來作為堆肥或者腐解處理的原料，可以繼續(xù)投入到上述兩個(gè)處理途徑中，進(jìn)行二次利用可最大限度縮短園林廢棄物轉(zhuǎn)化周期和提高利用效率。

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Discussion on the Biological Treatment Ways for Landscaping Residues in the Park of Pingyi County

LI Yan1, LI Zeng-an2, ZHANG Da-peng2*

1.273300,2.271018,3.250100,

This paper takes the garden waste of Pingyi County Park as the research object, and makes a comprehensive study on the types, quantities, treatment methods and technical options of garden waste produced by the park. Garden waste urgently needs proper treatment. If it is not handled properly, it will affect the atmosphere, urban appearance, human health and groundwater, and cause a huge waste of resources to the society. This paper first introduces the significance of biological treatment of garden waste, then analyzes the current status of several biological treatments, and finally puts forward some suggestions on the use of environmental insects for garden waste treatment, which can provide guidance and basis for garden waste treatment in county parks and contribute to the construction of urban ecological civilization.

Park; residues; biological treatment

S641.3

A

1000-2324(2022)06-0930-05

2022-08-21

2022-09-08

果蔬廢棄物資源全物質(zhì)循環(huán)利用校企協(xié)同創(chuàng)新;果蔬廢棄物資源全物質(zhì)循環(huán)利用關(guān)鍵技術(shù)集成與示范

李艷(1986-),女,碩士,專業(yè)方向:園林廢棄物資源化利用及園林植物營養(yǎng)研究. E-mail:840093914@qq.com

Author for correspondence. E-mail:lyzdp_1986@126.com

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.06.019