花佳肴饌賦農(nóng)創(chuàng)意中心關(guān)于固體廢物(布料)化肥應(yīng)用于花卉種植的研究

王玨環(huán)

西安思源學(xué)院，陜西西安 710038

生活環(huán)境對人們的心理、生理都會產(chǎn)生影響，尤其是生活水平提高后，人們對生活環(huán)境和生活質(zhì)量提出了更高的要求。花卉在美化環(huán)境、陶冶情操方面具有較大的作用，當(dāng)前在無污染且有限的環(huán)境下運(yùn)用固體廢物(布料)資源種植花卉被越來越多的人關(guān)注，因此，有效利用固體廢物資源種植花卉十分重要。

1 固體廢物資源化概述

固體廢物經(jīng)過一定的處理或加工，可使其中所含的有用物質(zhì)被提取出來，繼續(xù)在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮作用，也可使有些固體廢物改變形式成為新的能源或資源。這種從固體廢物到有用物質(zhì)的轉(zhuǎn)化被稱為固體廢物的綜合利用，或稱為固體廢物的資源化。即固體廢物的資源化是指對固體廢物進(jìn)行綜合利用，使之成為可利用的二次資源。

2 固體廢物資源化與社會關(guān)系

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，城市固體廢物數(shù)量不斷增加。然而，城市生活垃圾處理的能力和技術(shù)卻給人們帶來了較大的壓力。城市固體廢物處理問題已經(jīng)成為全球性的問題。發(fā)達(dá)國家在此方面處于領(lǐng)先地位，而中國作為世界上最大的發(fā)展中國家，城市固體廢物處理技術(shù)有待提高，處理任務(wù)迫在眉睫。通過科學(xué)規(guī)劃、合理布局，實(shí)現(xiàn)固體廢物資源化利用、共建共享、環(huán)保科教、綠色生態(tài)四大功能，以“高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)、高科技、高效益、高水平”的理念，打造高水平、生態(tài)型固體廢物循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，提高固體廢物處理整體水平，提高環(huán)境質(zhì)量，優(yōu)化投資環(huán)境和對外形象，這有利于經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3 利用固體廢物(布料)制成化肥的原因及其可行性

3.1 傳統(tǒng)化肥的危害

傳統(tǒng)肥料包括磷肥、氮肥、鉀肥和復(fù)合肥。我國農(nóng)業(yè)種植歷史悠久，但現(xiàn)代農(nóng)業(yè)在近幾十年才開始實(shí)施。面對當(dāng)前快速增長的人口壓力，我國土地資源已經(jīng)幾乎超負(fù)荷，大規(guī)模使用化肥成為提高土地生產(chǎn)力的重要途徑，但也嚴(yán)重破壞了農(nóng)業(yè)環(huán)境，阻礙了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。農(nóng)業(yè)已成為面源污染的重要來源，直接影響農(nóng)業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。化肥對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害主要表現(xiàn)為化肥的過量施用，氮、磷、鉀肥施用比例不科學(xué)，不同地區(qū)化肥使用不均勻，導(dǎo)致土壤硬化，生產(chǎn)力降低。化肥利用率低，化肥中的營養(yǎng)成分通過滲漏和地表徑流大量流失，造成水污染或水體富營養(yǎng)化。氨氮硝化產(chǎn)生的大量溫室氣體會導(dǎo)致空氣污染。化肥施用造成的農(nóng)業(yè)污染是農(nóng)業(yè)面源污染的主要原因之一。調(diào)查結(jié)果表明，胃癌與蔬菜硝酸鹽攝入量和飲用水中硝酸鹽的攝入呈正相關(guān)。肝癌死亡率與土壤中硝酸鹽含量呈正相關(guān)。化肥中的氮揮發(fā)形成溫室氣體一氧化二氮，會破壞大氣的臭氧層。目前，大氣中的一氧化二氮以每年0.2%～0.3%的速度增加，導(dǎo)致全球變暖加劇，生物多樣性被破壞，影響了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定[2]。

3.2 布料污染危害

關(guān)于布料污染，人們通常認(rèn)為一兩件衣服不會對環(huán)境帶來影響，一般認(rèn)為汽車、塑料用品會造成環(huán)境污染，但服裝行業(yè)造成的環(huán)境污染可以分為以下4類：

第一，水污染。服裝產(chǎn)業(yè)用水量非常驚人，大量的淡水用于染色和清洗布料，未經(jīng)處理的有毒廢水從紡織品工廠直接排入河流，廢水中含有大量的鉛、汞、砷等。這些物質(zhì)會給水里的生物和河岸邊的人們帶來非常大的健康危害，污染會隨著河流進(jìn)入大海，并最終擴(kuò)散至全球。

第二，廢物堆積。人類所生產(chǎn)的服裝現(xiàn)已變成一次性的衣物或物料。在除東南亞以外的國家，每個家庭每年平均丟棄約30 kg的衣物或物料，這些被扔掉的衣物或物料通常會被運(yùn)往非洲的難民窟進(jìn)行分發(fā)或被作為布料制作成新的衣物，其余的則被放置垃圾填埋場進(jìn)行掩埋或焚燒。

第三，溫室氣體排放。服裝產(chǎn)業(yè)每年的碳排放量占全球的10%以上，會產(chǎn)生大量的溫室氣體，導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇。

此外，在生產(chǎn)合成纖維時還會釋放出一氧化二氮，它所蘊(yùn)含的有毒氣體比二氧化碳還要嚴(yán)重近300倍。

第四，森林消失。服裝生產(chǎn)中需要利用木質(zhì)生產(chǎn)人造纖維、莫代爾纖維等，每年數(shù)千公頃的林木遭到砍伐，森林的消失正在威脅著全球的生態(tài)系統(tǒng)，野生動物的棲息地也遭受破壞，生態(tài)環(huán)境被污染。這些污染會直接或間接通過空氣傳播威脅人們的身心健康，給社會穩(wěn)定發(fā)展造成一定的影響。

3.3 固體廢物(布料)化肥的可行性

大環(huán)境下，鮮花銷售市場不太景氣，每天全國鮮花市場會浪費(fèi)上百萬株鮮花，而人們處理這些花卉通常連帶包裝直接丟棄在空地，致使環(huán)境遭受嚴(yán)重的污染及破壞。為此，花佳肴饌賦農(nóng)創(chuàng)意中心將采用固體廢物資源化的形式將人們丟棄的鮮花，加上布料中提取出的衣漿進(jìn)行發(fā)酵培育，將有益菌培育成功后應(yīng)用于花卉種植，將布料與丟棄的鮮花變廢為寶。

固體廢物(布料)化肥的使用應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的地域環(huán)境、溫度變化及土壤特征進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后方能運(yùn)用，它可以確保在面對快速增長的人口壓力、已經(jīng)幾乎超負(fù)荷的土地資源，以及提高土地生產(chǎn)能力的情況下，對環(huán)境的損害降至最低，并推進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 固體廢物(布料)運(yùn)用

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，人們既追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展，又希望生活環(huán)境和身心健康得到充分保障，這無疑是前所未有的挑戰(zhàn)。目前污染及危害已經(jīng)產(chǎn)生，人們應(yīng)該積極面對污染，努力尋求解決方法，以多元化發(fā)展，走可持續(xù)發(fā)展之路。花佳肴饌賦農(nóng)產(chǎn)業(yè)中心基于對布料吸水性強(qiáng)、能有效鎖住水分的特性分析，將棉麻制成的衣物進(jìn)行碎片粉碎成衣漿，在取得衣漿后進(jìn)行發(fā)酵培育，將培育成功的有益菌加入被人們丟棄的凋花，融合為化肥后方可進(jìn)行種植。實(shí)驗(yàn)工序如下。

4.1 處理過程

①將凋花用粉碎機(jī)粉碎或旋耕機(jī)將其處理為長度1～5 cm(也可以直接發(fā)酵，但粉碎后方便種植且發(fā)酵效果能達(dá)最佳)。

②將碎末或剪切后的凋花用水與泥土澆濕混合；含水量一般在50%以上。

③將10 kg的細(xì)沙與20 kg處理好的凋花與5 kg的菌種拌勻，用機(jī)器或手均勻地將拌有菌種的餅粉撒在攪拌的制作土中，用鐵鍬等工具混合，堆成寬3 m，高2 m，無限長，然后用塑料布和黑布模具蓋緊。

4.2 腐化過程

①升溫階段。從常溫升至50 ℃一般只需1 d。

②高溫階段。從50 ℃至70 ℃一般只需2 d。

③降溫階段。溫度由高溫降至30 ℃以下一般需10 d左右。此時，制肥過程基本完成，可以直接施肥。

4.3 腐熟標(biāo)志

①枯死的樹葉變成褐色或深褐色，潮濕時柔軟有彈性，干燥時易碎易斷。

②腐熟分解后堆體比剛堆時塌陷1/3或1/2。由于腐熟的生物肥料不含營養(yǎng)元素，故需加入所制作肥料的1/3蚯蚓糞，方可成為綠色無污染的化肥。

5 實(shí)例論證分析

5.1 試驗(yàn)區(qū)域設(shè)定

試驗(yàn)區(qū)位于藍(lán)田和白鹿平原的交匯處，地勢平坦。該地區(qū)全年平均最低氣溫在1月，平均最高氣溫在7月和8月。夏季持續(xù)120 d，而春季和秋季相對較短。試驗(yàn)區(qū)總面積0.01 km2，涵蓋多種花卉品種。黃壤和紅壤的總面積分別占試驗(yàn)區(qū)總面積的50%。此試驗(yàn)中設(shè)有4組測試點(diǎn)，每組分別為2塊種植區(qū)，分別為：①紅壤+普通化肥花卉種植；②黃壤+普通化肥花卉種植；③紅壤+固體廢物(布料)化肥花卉種植；④黃壤+固體廢物(布料)化肥花卉種植。此試驗(yàn)區(qū)為更好地固體廢物(布料)化肥與普通化肥實(shí)驗(yàn)效果，所選擇的花卉品種為玫瑰中的果汁泡泡、粉紅雪山、金輝、高原紅4個品種，每個種植區(qū)每個品種種植50株，4組測試點(diǎn)，共種植1 600株；所選用的土壤配比均為1∶1。

5.2 試驗(yàn)方案

在充分調(diào)查試驗(yàn)區(qū)域花卉生長情況和運(yùn)用不同化肥產(chǎn)生環(huán)境污染情況的基礎(chǔ)上，根據(jù)花卉的莖葉生長狀態(tài)、色澤、花卉患病分為夏季和冬季，以便更加細(xì)致地分析施用試驗(yàn)化肥所種植的情況，確定試驗(yàn)區(qū)域的固體廢物(布料)化肥是否可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)出售[3]。在種植前，需要測量試驗(yàn)區(qū)的環(huán)境污染程度。根據(jù)預(yù)設(shè)的4個測定點(diǎn)依次進(jìn)行花卉種植。

在表1中，整體試驗(yàn)區(qū)域種植環(huán)境的污染程度保持一個平穩(wěn)發(fā)展趨勢，然后根據(jù)不同測試點(diǎn)的PM2.5污染程度，分析試驗(yàn)區(qū)域普通化肥和固體廢物(布料)化肥所種植的花卉生長情況及結(jié)果與試驗(yàn)區(qū)域前的環(huán)境污染程度。

表1 測驗(yàn)點(diǎn)化肥污染度及花卉生長狀態(tài)

5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)試驗(yàn)方案進(jìn)行花卉種植的結(jié)果見表2、表3。為證實(shí)此次試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，試驗(yàn)種植周期共計2年。將花卉種植試驗(yàn)區(qū)域①、②運(yùn)用普通化肥后污染程度及花卉生長的情況結(jié)果記為第一年；將花卉種植實(shí)驗(yàn)區(qū)域③、④運(yùn)用固體廢物(布料)化肥后污染程度及花卉生長情況結(jié)果記為第二年。

表2 測驗(yàn)點(diǎn)化肥污染度及花卉生長狀態(tài)

表3 測驗(yàn)點(diǎn)化肥污染度及花卉生長狀態(tài)

在普通化肥種植的試驗(yàn)花卉區(qū)域，花卉種植且施用普通化肥后，試驗(yàn)區(qū)域的環(huán)境污染指數(shù)有所上升，其花卉的生長情況相繼出現(xiàn)不少莖葉過細(xì)、營養(yǎng)不良、花型畸形、生病等情況；總體成活率未達(dá)到最理想的狀態(tài)。

在固體廢物(布料)化肥種植的實(shí)驗(yàn)花卉區(qū)域，花卉種植且施用固體廢物(布料)化肥后，試驗(yàn)區(qū)域受固體廢物(布料)化肥污染的影響較小，甚至環(huán)境污染程度隨花卉種植后有所改善。雖然花卉的生長情況未達(dá)到最佳，但解決了部分花卉花型畸形、莖葉過細(xì)、營養(yǎng)不良、生病的問題，總體成活率也逐漸向理想狀態(tài)遞進(jìn)。將此結(jié)果與普通化肥種植花卉后測試點(diǎn)污染程度及花卉生長情況進(jìn)行融合分析來看，化肥污染程度與花卉生長情況密不可分，普通化肥所培育出的花卉因大氣中排出的有毒氣體及土壤層被破壞，時常會出現(xiàn)花型及莖葉的問題，花卉的成活率也大大降低。而運(yùn)用綠色環(huán)保的固體廢物(布料)化肥所種植的花卉，雖然污染等級未完全降至無污染，但也下降為低等級，土壤層未被破壞；花卉生長狀態(tài)無論是從花型、莖葉、生病狀況還是成活率都要比普通化肥高出10%左右。因此，應(yīng)用固體廢物(布料)化肥種植花卉是具有科學(xué)性與可行性的，可減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)勢在必行[4]。

6 結(jié)束語

據(jù)中國紡織工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，近30年來，紡織業(yè)是中國乃至全世界經(jīng)濟(jì)重要的產(chǎn)業(yè)之一，每年所排放出來的工業(yè)廢水及廢布料居全國工業(yè)廢水排放量及空氣污染第3位。根據(jù)有關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的調(diào)查，自20世紀(jì)80年代以來，我國化肥使用量迅速增加。過量施用化肥會導(dǎo)致土壤硬化，影響土壤水分和肥料的傳遞，降低土地生產(chǎn)能力；還會增加飲用水或食物中的硝酸鹽含量，導(dǎo)致癌癥。如何在保持國家不斷高速發(fā)展的同時，利用紡織業(yè)所廢棄的布料制成花卉種植所需的肥料，從而為治理國家環(huán)境污染盡一份力，是花佳肴饌賦農(nóng)產(chǎn)業(yè)中心研究的核心重點(diǎn)。因此，本研究提出了固體廢物資源化的方式，即從廢棄衣物中提取衣漿進(jìn)行發(fā)酵后制成化肥用于花卉種植，希望通過這種方法能減少一些廢棄的衣服和化肥對環(huán)境造成的污染。

為了達(dá)到試驗(yàn)效果，花佳肴饌賦農(nóng)產(chǎn)業(yè)中心運(yùn)用為期2年的時間進(jìn)行不同化肥及土壤種植相同花卉，共計1 600株，試驗(yàn)中共設(shè)有4組測試點(diǎn)，通過試驗(yàn)研究及分析得到以下結(jié)論：①、②運(yùn)用普通化肥進(jìn)行花卉種植1年后，環(huán)境污染程度比之前空地進(jìn)行測試時增加3個點(diǎn)，花卉的生長情況及總體成活率也有不同程度的問題；③、④運(yùn)用固體廢物(布料)化肥進(jìn)行花卉種植1年后，環(huán)境污染程度比之前空地及①、②種植時要下降5%～8%，花卉的總體成活率雖未能達(dá)到100%但有所好轉(zhuǎn)，生長情況較好。從側(cè)面證實(shí)了利用固體廢物(布料)化肥種植花卉的有效性，此化肥對環(huán)境的污染影響較小且在一定程度上能改善花卉生長情況及土壤質(zhì)量。