有机固体废弃物在持续农业中的资源化利用

摘要：有机固体废弃物产生量巨大且成分复杂，其对环境的污染已越来越多地引起人们的关注。它含有大量营养成分和有机质，在农业生产上除可以满足作物生长对养分的需要外，其丰富的有机质含量还可以改善土壤的物理化学性状，培肥土壤，有利于农业的可持续发展。有机固体废弃物的农业资源化处理利用是最积极有效的措施之一。
关键词：有机固体废弃物；资源化；持续农业

有机固体废弃物的来源主要包括城市生活垃圾、城市污泥、集约化禽畜粪便等，其产生量巨大，且成分非常复杂，在使用前必须进行适当的处理，以避免二次污染。它们富含植物所需养分和有机质，是优质的有机肥源。在全球生态环境不断恶化，土壤肥力日益退化的今天，有机固体废弃物的农业资源化处理利用不仅可以有效地减轻其对环境的压力，减少对周围环境的污染，还必将有力推动我国持续农业的发展。
1有机固体废弃物对环境的巨大压力
1.1污泥
我国的污水处理事业正在迅速发展，1990年统计，40个城市建有78家污水处理厂，到1995年，全国共建有122座污水处理厂，5年增长56.4%。据建设部1999年统计结果表明，全国污水处理厂达到307座，污水处理量是污水产量的7％~8%。而根据国家计划，2000年全国的污水处理率将达到20%~30%，2010年达到40%~50%。广东省目前正在实施的“碧水工程计划”，要求全省2005年建成52座污水处理厂（现仅有10座），污水处理率由现在的10%左右提高到40%，日处理污水达610万t。届时，必将有更加大量的污泥产生。
1.2城市生活垃圾
1998年底我国城市总数已达668个，其人口总量约3.6亿人，约占我国人口总数的30％。1979年至1996年，中国城市生活垃圾平均以每年8.98％的速度增长，全国已有1/3的城市处于垃圾的包围之中。随着人口的不断增长和人们生活水平的日益提高，生活垃圾的产量逐年递增[1,2]。周雯等[1]还比较了上海、南京和深圳三个城市的生活垃圾中各种成分所占的比例，发现垃圾中有机成分的含量很高。在3个被研究的城市中，南京市的垃圾其有机成分含量最低，为70.36％；上海最高，为87.09％。
1.3禽畜粪便
随着畜牧业集约化生产程度的不断提高，畜牧业的养殖规模日益递增。全国家禽数量1997年比1995年增加4倍，达63亿只；猪1997年比1995年增2.56倍，达44169.1万头；牛增8倍，达13205.8万头[3]。丁疆华[4]对1997年广州市畜牧业污染物的排放量统计表明，猪粪305.018万t，牛粪167.764万t，鸡粪0.396万t，总量达473.193万t。另外，禽畜粪便的含水量大且具有恶臭，处理运输不方便，更加剧了禽畜粪便对环境的污染。
2有机固体废弃物的资源化利用是环境生态的要求
有机固体废弃物的体积庞大，其产生量的巨大不仅给堆放的场地带来巨大的压力，而且有机固体废物中往往含有大量的水分、挥发性物质、病原体、寄生虫卵和重金属等环境污染物，因此，如何对其进行有效的处理一直是一个棘手的问题。目前较为常见的处理方式有如下几种。
2.1填埋
这种方法的处理过程非常简单，但需要大量的运费和填埋场地。随着人口的增长和城市化的发展，可用于填埋的土地正在减少，废物的填埋受场地的限制；另外，废物在填埋后分解腐烂会放出大量的甲烷等气体，产生温室效应；而且，经日光曝晒及雨水浸淋所产生的浸出液及沥滤液会污染地下水，造成水体的富营养化，给严重短缺的水资源带来二次污染。另外，渗漏液中所含的有害成分不可避免地直接进入土壤，影响土壤微生物的生长并破坏其生存条件，从而对土壤结构和土质产生负面的影响。法国将于2002年开始，率先禁止在本国范围内进行污泥的土地填埋处理。
2.2焚烧
有机固体经焚烧后产生无菌无臭的无机残渣，可有效地减少了体积。但其设备成本高，且很容易被焚烧时产生的大量SO2等酸性气体所腐蚀，维护费用昂贵。同时，SO2进入大气后会污染大气，随降雨形成酸雨，还会进一步污染水体和破坏土壤。另外，焚烧过程中还会产生一些毒性很高的有机污染物，如二恶英（Dioxin）等，它是一种致癌物质，对人类的健康和生存造成威胁。
2.3倒海
污泥投海是一种方便而经济的处理方法，曾经是大多靠海国家的一种重要处置途径。污泥被投弃海洋后，其中的污染物会污染海洋生物，并随生物的迁移活动和海水的流动而最终危害全人类（无国界）的身体健康。美国已于1991年全面禁止向海洋倾倒污泥。从1998年12月31日起，欧共体也全面禁止在水体中处理污泥。所以有理由相信，在不久的将来，必将在全球范围内实施这一政策。
2.4农业资源化利用
前3种处理方式处理费用昂贵且会造成二次污染，另一方面浪费宝贵的资源。如表1，有机固体废弃物中含有大量的N、P、K等营养元素和丰富的有机质，可供给植物养分并改善土壤结构，是良好的有机肥源[5]。将有机固体废弃物进行农业利用不仅可以有效地处理了废物，还可以达到资源化再利用的目的。也正是由于污泥含有丰富的有机质和营养元素，具有重新利用的特点，世界水环境组织（WEF）于1995年已将污泥（Sludge）更名为生物固体（Biosolid），从而更加明确地指出了污泥应该作为资源来利用而不应该作为废物被丢弃。在国外，污染及其堆肥作肥源农用已有60多年的历史。80年代末，城市污泥农用的比例最高是荷兰，占55％；其次是丹麦、法国和英国，占45％；美国占25％[6]。目前，美国、法国和英国的污泥农用处理率已达60％以上[7]。在我国污泥农用也有二十几年的历史，但其利用量占污泥产量的比例还很小。目前，好氧高温堆肥化处理是有机固体废弃物稳定化、资源化处理的主要技术。