叢宏斌,沈玉君,孟海波,姚宗路,馮 晶,霍麗麗,袁艷文,代敏怡,吳雨濃,盛晨緒,趙立欣
農業(yè)固體廢物分類及其污染風險識別和處理路徑
叢宏斌1,沈玉君1,孟海波1,姚宗路2,馮 晶1,霍麗麗2,袁艷文1,代敏怡3,吳雨濃1,盛晨緒3,趙立欣2※
(1. 農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院 農業(yè)農村部農業(yè)廢棄物能源化利用重點實驗室,北京 100125;2. 中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所,北京 100081;3. 黑龍江八一農墾大學,大慶 163319)
防治農業(yè)固體廢物污染,對保障農民身體健康,維護農業(yè)生態(tài)安全,促進農村經濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在總結農業(yè)固體廢物內涵和外延的基礎上,探討農業(yè)固體廢物的主要來源、分類方法和基本特征,按照來源、毒性、組分和形態(tài)對農業(yè)固體廢物進行了分類,剖析來源單一與類型多樣的雙重性、潛在污染與重要資源的兩面性、周年持續(xù)與季節(jié)波動的復雜性等農業(yè)固體廢物的基本特征。識別農業(yè)種植固體廢物、畜禽水產養(yǎng)殖固體廢物、廢舊農業(yè)投入品和農產品初加工固體廢物的潛在污染風險。梳理農業(yè)固體廢物污染防治、處理利用代表性法規(guī)政策,分析農業(yè)固體廢物全鏈條運營和監(jiān)管體系,提出“分類處理、多措并舉,統(tǒng)籌兼顧、綠色循環(huán),減量回用、精準處置”的農業(yè)固體廢物處理利用技術路徑與模式。該研究可為指導農業(yè)固體廢物污染防治和處理利用提供基礎支撐和決策參考。
農業(yè);固體廢物;分類;污染風險;資源化利用
農業(yè)固體廢物指農業(yè)生產活動中產生的固體廢物,具有復雜性、污染性、季節(jié)性和多樣性等特點,是農業(yè)面源污染的重要來源,威脅農業(yè)生態(tài)環(huán)境安全和農產品質量安全[1-3]。保持良好農業(yè)生態(tài)和人居環(huán)境,是貫徹習近平生態(tài)文明思想、樹立綠色發(fā)展理念內在要求,是促進農村經濟社會可持續(xù)發(fā)展的基本保障,是增進民生福祉的優(yōu)先領域,是實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的重要內容[4]。
2020年4月修訂通過的《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》,首次將農業(yè)固體廢物寫入法律文件[5],明確了農業(yè)固體廢物產生者的回收利用責任,規(guī)定相關部門應組織建立回收利用體系,規(guī)范其收集、貯存、運輸、利用、處置行為,防止污染環(huán)境。國家高度重視農業(yè)固體廢物的處理利用,2020年中央一號文件《中共中央國務院關于抓好“三農”領域重點工作確保如期實現(xiàn)全面小康的意見》要求,實施種養(yǎng)業(yè)廢棄物資源化利用、無害化處理區(qū)域示范工程[6]。
據(jù)估算,全國每年約產生畜禽糞污38億t,秸稈近9億t,廢舊農膜200多萬t,生豬病死淘汰量約6千萬頭。農業(yè)固體廢物量大面廣,亂堆亂放和隨意焚燒帶來的生態(tài)環(huán)境污染風險大[7]。近年來,在國家生態(tài)文明建設、農業(yè)綠色發(fā)展以及鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施的大背景下,農業(yè)固體廢物污染防治和處理利用引起了全社會及相關學者的廣泛關注,針對農業(yè)固體廢物處理技術與支持政策開展了大量研究,推動產業(yè)技術進步和行業(yè)健康發(fā)展,但相關研究主要集中在對秸稈、糞污、農膜等單一固體廢物的研究上[8-12],對農業(yè)固體廢物全局性、整體性、系統(tǒng)性問題的分析研判不足。
本文在總結農業(yè)固體廢物內涵與外延的基礎上,探討農業(yè)固體廢物的主要來源、分類方法、基本特征等,識別農業(yè)種植固體廢物、畜禽水產養(yǎng)殖固體廢物、廢舊農業(yè)投入品和農產品初加工固體廢物的潛在污染風險。梳理農業(yè)固體廢物污染防治和處理利用的主要法規(guī)政策、運營與監(jiān)管體系,深入探討農業(yè)固體廢物處理利用技術路徑與模式,以期為指導農業(yè)固體廢物的污染防治和資源化利用提供基礎支撐和決策參考。
環(huán)境保護部頒布的《農業(yè)固體廢物污染控制技術導則:HJ 588—2010》界定,農業(yè)固體廢物指農業(yè)生產建設過程中產生的固體廢物,主要來自植物種植業(yè)、動物養(yǎng)殖業(yè)和農用塑料殘膜等。國家標準《農業(yè)廢棄物綜合利用通用要求:GB/T 34805—2017》界定,農業(yè)廢棄物指農業(yè)生產和加工過程中廢棄的生物質,包括種植業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物和養(yǎng)殖業(yè)廢棄物。《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法(2020年修訂)》界定,農業(yè)固體廢物是指在農業(yè)生產活動中產生的固體廢物,相關條文中明確涉及的農業(yè)固體廢物包括畜禽糞污、農作物秸稈、廢舊農膜,但未對其外延進行詳細說明[6,13]。
農業(yè)生產活動是人類有意識的利用動植物(種植業(yè)、畜牧業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和副業(yè)),以獲得生活所必需的食物和其他物質資料的經濟活動。根據(jù)《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法(2020年修訂)》的界定,農業(yè)固體廢物源于農業(yè)生產活動,其外延非常廣泛,既包括種養(yǎng)業(yè)直接產生的農作物秸稈、果木剪枝、尾菜爛果、畜禽糞便、病死畜禽等,也包括農產品初加工產生的果殼、玉米芯、花生殼等,還包括可收回的廢舊農業(yè)投入品,如廢舊農膜、廢棄農藥包裝物、廢棄水產養(yǎng)殖網箱等。
研究農業(yè)固體廢物分類方法并對其進行合理分類,有助于梳理農業(yè)固體廢物的基本特征,系統(tǒng)分析和指導農業(yè)固體廢物收集、存儲、轉運、利用和處置。根據(jù)中國固體廢物分類的一般原則和基本方法[14-16],結合農業(yè)固體廢物自身特點,本研究對農業(yè)固體廢物按照其來源、毒性、組分和形態(tài)等進行了分類,具體分類方法與主要固體廢物來源如表1所示。
表1 農業(yè)固體廢物分類方法和來源
注:指列入國家危險廢物名錄或者根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有危險特性的固體廢物[14]。
Note: Hazardous wastes are listed in the national catalogue or hazardous wastes identified according to the national standards[14].
按照來源農業(yè)固體廢物可分為農業(yè)種植、畜禽水產養(yǎng)殖、農產品初加工固體廢物和廢舊農業(yè)投入品等,其中前三類以農業(yè)生產活動中自然產生的廢物為主,多數(shù)為生物質;最后一類廢舊農業(yè)投入品,一般為輕工業(yè)產品,與工業(yè)固體廢物相似,來源于農業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)。按照毒性農業(yè)固體廢物可分為一般固體廢物和危險廢物,依據(jù)《國家危險廢物名錄(2016)》,農藥包裝物屬危險廢物,危廢代碼是900-041-49,但在豁免管理清單明確其收集過程不按危險廢物管理[17]。病死畜禽雖未列入危險廢物名錄,但因其除含有常規(guī)病原菌,還可能含有口蹄疫、炭疽等高致死病毒[18],具有高危險特性,應進行無害化處理。按照組分可分為易腐有機固體廢物、難降解有機固體廢物和無機固體廢物,農業(yè)固體廢物以有機廢物為主,尤其是易腐類有機固體廢物占絕大多數(shù),難降解有機廢物和無機廢物一般來源于農業(yè)投入品[18-19],按照形態(tài)可分為固體廢物和半固體廢物,其中以固體廢物為主,有利于農業(yè)固體廢物的儲存和轉運。
農業(yè)固體廢物來源廣泛,外在形態(tài)和理化性質差異大,除具有一般固體廢物的基本特征外,也有一些自身特征,主要體現(xiàn)在以下方面。
1)統(tǒng)一來源與類型多樣的雙重性。農業(yè)固體廢物全部來源于農業(yè)生產活動,但其類型復雜多樣,以無毒性廢物為主,但也包含有毒性廢物,少數(shù)屬危險廢物,如農藥包裝物;以有機廢物為主,也有無機廢物;以固體廢物為主,也有半固態(tài)廢物。各類廢物適宜的資源化利用和無害化處置技術路徑差異大。
2)潛在污染與重要資源的兩面性。農業(yè)固體廢物絕大多數(shù)來源于農業(yè)種植和畜禽水產養(yǎng)殖,尤其是農作物秸稈與畜禽糞便產生量大,是重要的生物質資源來源,但“用之則利、棄之有害”,若不能妥善處理,均是重大污染源,對土壤、水體和大氣均存在污染風險。
3)全年產生與季節(jié)波動的復雜性。農業(yè)是經濟社會發(fā)展最重要的物質基礎,農業(yè)固體廢物與農業(yè)生產伴生,決定了農業(yè)固體廢物產生的全年持續(xù)性。同時,農業(yè)生產,尤其是種植業(yè)具有明顯的季節(jié)性,因此秸稈等農業(yè)固體廢物的產生量呈季節(jié)性波動特征,對于農業(yè)固體廢物的儲存、轉運和資源化利用有不利影響。
農業(yè)固體廢物有害成分可通過環(huán)境介質對大氣、土壤或水體等產生污染,影響生態(tài)環(huán)境與農業(yè)可持續(xù)發(fā)展,直接或間接危害人體健康。農業(yè)固體廢物危害環(huán)境不但取決于其物理、化學和生物特性,也與儲運方式、利用途徑和處置措施等有關。本研究系統(tǒng)識別不同情景和環(huán)節(jié)下的農業(yè)固體廢物潛在污染風險。
農作物秸稈、尾菜爛果、廢菌包、果林剪枝等農業(yè)種植固體廢物不同情景與環(huán)節(jié)下的主要污染風險如圖1所示。廢棄就地露天焚燒情景下,存在大氣污染風險和交通安全隱患,引發(fā)了廣泛關注。秸稈等農業(yè)種植固體廢物露天焚燒排放的污染物主要包括顆粒物、氮氧化物等[20-21]。在河流、溝渠等水源地隨意堆棄的秸稈、尾菜爛果等腐爛后,有機物和微生物進入水體可造成水體污染。另外,不經好氧發(fā)酵處理的廢菌包隨意堆棄,存在雜菌、蟲卵等污染風險。
在處理利用情景下,收儲運環(huán)節(jié)污染風險包括2方面:一是在秸稈撿拾、打捆和轉運過程中存在揚塵風險;二是在儲存過程中,部分廢物腐變后存在有機物或微生物污染水體風險,以及揮發(fā)性有機物污染大氣風險。轉化利用環(huán)節(jié)污染風險包括燃燒條件下的氮氧化物等常規(guī)氣體污染物排放風險、厭氧發(fā)酵條件下的甲烷泄露和沼液二次污染風險、熱解氣化過程中的焦油污染風險、堆肥過程中的臭氣污染風險、基料化利用中雜菌污染風險等[22-23]。另外,有研究認為,秸稈直接還田容易攜帶大量植物病原菌和蟲卵,并為其提供適宜的生長環(huán)境和營養(yǎng)物質,增加土傳病害風[24]。法規(guī)文件對農業(yè)種植固體廢物污染防治也有具體規(guī)定,如《中華人民共和國土壤污染防治法》指出,國家鼓勵和支持農業(yè)生產者綜合利用秸稈、移出高富集污染物秸稈[25-26]。
圖1 農業(yè)種植固體廢物潛在污染風險
畜禽糞污、廢墊料、病死畜禽、廢飼料等畜禽水產養(yǎng)殖固體廢物不同情景與環(huán)節(jié)下的主要污染風險如圖2所示。廢棄隨意堆放情景下,畜禽糞污對水體、土壤和大氣均存在污染風險,主要表現(xiàn)在有機物污染、病原微生物污染、抗生素污染、重金屬污染、臭氣污染和揮發(fā)性有機物污染等,尤其是病死畜禽因攜帶不明病原體,隨意丟棄存在重大環(huán)境污染風險[27-28]。
在處理利用情景下,收儲運環(huán)節(jié)主要存在病原微生物和揮發(fā)性有機物污染風險,病死畜禽有特殊致病菌污染風險。轉化利用環(huán)節(jié)污染風險包括厭氧發(fā)酵條件下的沼氣泄露和沼液污染風險,好氧堆肥過程中的臭氣(NH3、H2S等)污染風險等[29]。病死畜禽焚燒、深埋和化制無害化處置過程中,也存在病原微生物、揮發(fā)性有機物和焦油等污染風險[30]。法規(guī)文件對養(yǎng)殖固體廢物污染防治有具體規(guī)定,如《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》指出,染疫畜禽以及染疫畜禽排泄物、染疫畜禽產品、病死或者死因不明的畜禽尸體等病害畜禽養(yǎng)殖廢棄物,應當按照有關法律、法規(guī)和國務院農牧主管部門的規(guī)定,進行深埋、化制、焚燒等無害化處理,不得隨意處置[31]。
圖2 畜禽水產養(yǎng)殖固體廢物潛在污染風險
廢舊農膜、農藥包裝物、網箱等廢舊農業(yè)生產投入品不同情景與環(huán)節(jié)下的主要污染風險如圖3所示。廢棄情景下,廢舊農膜對土壤和水體有微塑料等污染風險[32]。農藥包裝物因其具有毒性,屬于危險廢物,隨意丟棄后對土壤、大氣和水體均有重大污染風險[33]。
在處理利用情景下,收儲運環(huán)節(jié)污染風險包括:1)因地膜田間收集環(huán)節(jié)還存在技術瓶頸,殘留部分對土壤有微塑料等污染風險[34];2)農藥包裝物在儲存轉運過程中存在毒性氣體污染風險。轉化利用環(huán)節(jié)污染風險包括焚燒或熱解技術條件下的揮發(fā)性有機物和焦油污染風險,再生塑料顆粒生產過程中的廢氣、廢水污染風險等。法規(guī)文件對廢舊農業(yè)投入品污染防治也有具體規(guī)定,如《農藥包裝廢棄物回收處理管理辦法(征求意見稿)》提出,農藥生產者(含向中國出口農藥的企業(yè))、經營者應當履行農藥包裝廢棄物回收處理義務,農藥使用者應當妥善收集農藥包裝廢棄物,不得隨意丟棄[33]。
圖3 廢舊農業(yè)投入品潛在污染風險
玉米芯、花生殼、稻殼等農產品初加工固體廢物不同情景與環(huán)節(jié)下的主要污染風險如圖4所示。與農業(yè)種植固體廢物污染風險相似,廢棄情景下存在就地露天焚燒和隨意堆放場兩類污染風險。其在存儲、轉運和利用環(huán)節(jié)與農業(yè)種植固體廢物的污染風險也基本相同。因農產品初加工產生的固體廢物相對比較集中,收集與利用成本較農業(yè)種植固體廢物低,利用難度小,因此,目前多數(shù)農產品加工固體廢物的開發(fā)利用較好,處理利用的各個環(huán)節(jié)存在的污染風險也相對較小[35]。
圖4 農產品初加工固體廢物潛在污染風險
經過多年努力,中國在農業(yè)固體廢物污染防治和綜合利用等方面,已基本形成了較完善的法規(guī)與政策體系。主要包括綜合性法規(guī)政策與針對特定農業(yè)固體廢物的專項條例政策,具體如表2所示。
涉及農業(yè)固體廢物污染防治和處理利用的法律文件主要包括《中華人民共和國農業(yè)法》《中華人民共和國畜牧法》《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》《中華人民共和國土壤污染防治法》《中華人民共和國大氣污染防治法》《中華人民共和國水污染防治法》等,相關條文明確要求對秸稈、養(yǎng)殖糞便、廢水、廢舊農膜等進行資源化利用或無害化處理,防止污染土壤、水和大氣,保護農業(yè)生態(tài)和農村環(huán)境,保障食品安全和人體健康等,為相關政策制定和行政監(jiān)管提供了法律依據(jù)[22,36-39]。以中共中央、國務院發(fā)布的《關于創(chuàng)新體制機制推進農業(yè)綠色發(fā)展的意見》《關于全面加強生態(tài)環(huán)境保護,堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》為統(tǒng)領,農業(yè)農村、生態(tài)環(huán)境和能源等政府主管部門陸續(xù)出臺了系列政策文件,以農業(yè)廢棄物無害化處理和資源化利用為重要手段,對農業(yè)面源污染防治、農村人居環(huán)境提升、農業(yè)綠色發(fā)展和可再生能源開發(fā)利用等進行了全面戰(zhàn)略部署[40-45]。
表2 農業(yè)固體廢物污染防治與利用主要法規(guī)政策
以國務院辦公廳印發(fā)的《關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見》為綱領,農作物秸稈污染防治和綜合利用方面出臺了系列政策文件,明確把推進秸稈綜合利用與農業(yè)增效和農民增收結合起來[46];劃定的區(qū)域內禁止焚燒秸稈,嚴防大氣污染;“農用優(yōu)先、多元利用”,支持成型燃料、氣化、干餾、沼氣等秸稈能源化工程建設,鼓勵秸稈清潔供暖;支持資源量大、禁燒任務重和利用潛力大的區(qū)域,整縣推進;加快建立政府、企業(yè)與農民三方利益鏈接機制等。
以《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》和國務院辦公廳印發(fā)的《關于加快推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見》為綱領,畜禽糞污污染防治和綜合利用方面出臺了系列政策文件,明確畜禽養(yǎng)殖廢棄物未經處理,不得直接向環(huán)境排放;強化環(huán)評、污染監(jiān)管、屬地責任和主體責任等制度[31,47];加快構建種養(yǎng)結合、農牧循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展格局;加快推進畜牧大縣畜禽糞污資源化利用;對源頭減量、過程控制和末端利用各環(huán)節(jié)全程管理。
按照《關于創(chuàng)新體制機制推進農業(yè)綠色發(fā)展的意見》的統(tǒng)一部署,廢舊農膜和農藥包裝物的收集、利用和無害化處理方面出臺相關專項政策,明確建立健全廢舊地膜和農藥包裝廢棄物回收處理制度,防控“白色污染”,促進農業(yè)綠色發(fā)展;探索推動地膜生產者責任延伸制度試點;農用薄膜回收實行政府扶持、多方參與的原則;農藥包裝廢棄物回收應當按照“回收于農田、再用于農業(yè)”的原則充分資源化利用。
以國務院辦公廳印發(fā)的《關于建立病死畜禽無害化處理機制的意見》為綱領,病死畜禽無害化處理方面出臺了相關專項政策,明確強化生產經營者主體責任,落實屬地管理責任,加強無害化處理體系建設[48];通過物理、化學等方法處理病死及病害動物,消滅其所攜帶的病原體;減少深埋、化尸窖、堆肥等處理方式,確保有效殺滅病原體,清潔安全,不污染環(huán)境。
農業(yè)固體廢物種類繁多、來源多樣,其處理和利用體系不盡相同,如種養(yǎng)循環(huán)農業(yè)產業(yè)園區(qū),集種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和固體廢物處理利用于一體,秸稈、糞污等常規(guī)農業(yè)固體廢物經過一定的工程技術手段直接在園區(qū)內循環(huán)利用,但多數(shù)情況下,農業(yè)固體廢物處理利用運行與監(jiān)管體系包括產生、收集、儲存、轉運和利用/處置等獨立環(huán)節(jié),運行系統(tǒng)框架如圖5所示。
圖5 農業(yè)固體廢物處理利用運行與監(jiān)管體系
農業(yè)固體廢物處理利用市場主體主要包括農業(yè)生產者/經營者、社會化服務組織和專業(yè)化運營公司等。農業(yè)固體廢物產業(yè)于農業(yè)生產者/經營者,然后有專業(yè)的社會化服務組織負責農業(yè)固體廢物的收集、儲存和轉運,最后,由專業(yè)公司運營直燃發(fā)電、沼氣和有機肥工程等農業(yè)固體廢物利用處理工程。根據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護法》誰開發(fā)誰保護,誰污染誰治理的基本原則,以及《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》相關規(guī)定,產生畜禽糞污、作物秸稈、廢棄薄膜等農業(yè)固體廢物的單位和個人,應當采取回收利用等措施,防止農業(yè)固體廢物對環(huán)境的污染[37]。生產者/經營者對農業(yè)固體廢物污染防治負主體責任。
負責農業(yè)固體廢物污染防治和處理利用指導監(jiān)管的政府部門包括農業(yè)農村、生態(tài)環(huán)境、能源、住建等?!吨腥A人民共和國農業(yè)法》規(guī)定,對于秸稈和養(yǎng)殖糞便、廢水應綜合利用或無害化處理,縣級以上人民政府應采取措施,督促有關單位進行治理[36],強調了地方人民政府對農業(yè)固體廢物污染防治與利用負屬地責任;《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》規(guī)定,各級人民政府農業(yè)農村主管部門負責組織建立農業(yè)固體廢物回收利用體系,推進農業(yè)固體廢物綜合利用或無害化處置設施建設及正常運行。《中華人民共和國土壤污染防治法》規(guī)定,地方人民政府農業(yè)農村主管部門應當鼓勵農業(yè)生產者采取有利于防止土壤污染的種養(yǎng)結合措施[23],因此,農業(yè)農村主管部門對農業(yè)固體廢物污染防治與利用負指導和組織管理責任;生態(tài)環(huán)境部門依法進行全程監(jiān)管。另外,能源、生態(tài)環(huán)境、住建等部門負責重大工程審批與建設監(jiān)管。以相關法律文件為準繩,責任主體在系列政策文件中也進行了明確界定,如《農藥包裝廢棄物回收處理管理辦法(征求意見稿)》指出,縣級以上地方人民政府農業(yè)農村主管部門應當調查監(jiān)測本轄區(qū)農藥包裝廢棄物種類、分布和產生量等情況,指導建立農藥包裝廢棄物回收體系,合理布設縣、鄉(xiāng)、村農藥包裝廢棄物回收站(點)[49]。
在技術應用層面,經過多年探討逐步積累了一批經濟適用的農業(yè)固體廢物循環(huán)應用模式,如基于種養(yǎng)循環(huán)的“畜沼果”、“畜沼茶”、“畜肥菜”等模式,基于土壤改良的“秸炭果”、“秸炭煙”模式等,基于區(qū)域特點的“1+N”、“1+N+N+1”農業(yè)固體廢物處理利用模式等[2]。在運行體制機制方面,基于生產者責任延伸制,實踐探索了農膜商品服務一體制、農藥包裝物回收獎勵制、使用者押金返還制等,取得了較好的應用效果。
基于上述對農業(yè)固體廢物基本特征、法規(guī)要求和應用模式的剖析,提出的農業(yè)固體廢物利用處理技術路徑與總體模式如圖6所示。在種養(yǎng)加結合的農業(yè)固體廢物循環(huán)系統(tǒng)中,除農業(yè)投入品和病死畜禽進出循環(huán)系統(tǒng)外,其他農業(yè)固體廢物均基本源于并用于循環(huán)系統(tǒng),其基本特征主要體現(xiàn)在以下方面。1)分類處理、多措并舉:將農業(yè)固體廢物源頭分類,分成生物質類、高風險類和一般塑料金屬類,根據(jù)不同廢物特征,選擇適宜的技術路徑與措施,進行收集、儲存、轉運和資源化利用或無害化處理;2)統(tǒng)籌兼顧、綠色循環(huán):統(tǒng)籌農業(yè)生產和農民生活、農業(yè)種植和畜禽養(yǎng)殖、環(huán)境保護和社會發(fā)展的各方面,通過物質和能量的雙循環(huán),實現(xiàn)農業(yè)固體廢物的資源化利用,獲取農業(yè)生產的最佳綜合效益;3)減量回用、精準處置:廢舊農業(yè)投入品盡可能回收再利用,如減少或杜絕使用一次農藥包裝物,推行農藥包裝循環(huán)使用等,規(guī)范農膜使用,降低回收難度,對于病死或染病畜禽,尤其是重大疫病畜禽,須精準處置,嚴防病原體擴散,危及人們健康。另外,由于我國各地經濟社會發(fā)展水平、自然地理條件、人們生活習慣、農業(yè)固體廢物產出量等均存在明顯不同,需在遵循上述原則和思路的基礎上,因地制宜制定農業(yè)固體廢物處理利用路徑[43-44]。
圖6 農業(yè)固廢處理利用技術路徑與模式
1)農業(yè)固體廢物指農業(yè)生產活動中產生的固體廢物,總結了農業(yè)固體廢物內涵和外延,探討了農業(yè)固體廢物的主要來源、分類方法;按照來源、毒性、組分和形態(tài)對農業(yè)固體廢物進行了分類,剖析了“來源單一與類型多樣的雙重性、潛在污染與重要資源的兩面性、周年持續(xù)與季節(jié)波動的復雜性”農業(yè)固體廢物基本特征。
2)針對不同情景和處理利用環(huán)節(jié),識別了農業(yè)種植固體廢物、畜禽水產養(yǎng)殖固體廢物、廢舊農業(yè)投入品和農產品初加工固體廢物的潛在污染風險。梳理農業(yè)固體廢物污染防治、處理利用的綜合性和專項法規(guī)政策,分析了農業(yè)固體廢物全鏈條運營和監(jiān)管體系。
3)基于對農業(yè)固體廢物基本特征、法規(guī)要求和應用模式的剖析,從全局和系統(tǒng)出發(fā),提出“分類處理、多措并舉,統(tǒng)籌兼顧、循環(huán)利用,減量回用、精準處置”的農業(yè)固體廢物利用技術路徑與模式。研究為指導農業(yè)固體廢物污染防治和處理利用提供重要的基礎支撐。
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Classification of agricultural solid wastes and identification of pollution risks and utilization paths in China
Cong Hongbin1, Shen Yujun1, Meng Haibo1, Yao Zonglu2, Feng Jing1, Huo Lili2, Yuan Yanwen1,Dai Minyi3, Wu Yunong1, Sheng Chenxu3, Zhao Lixin2※
(1.,,,100125,; 2.,,100081,; 3,163319,)
Agricultural solid wastes refer to the unwanted substances generated in agricultural production activities, indicating the features of complexity, pollution, seasonality, and diversity. Serving as an important source of agricultural non-point source pollution, the agriculture solid wastes have posed a great threat on the ecological environment, as well the quality and safety of food products. In China, the utilization of agricultural solid waste has been written into the law for the first time in April 2020, i.e., "law of the People's Republic of China on the prevention and control of environmental pollution by solid waste", where clearly defined the recycling responsibility of solid waste producers to prevent environmental pollution, including the collection, storage, transportation, utilization, disposal. A large amount of agriculture solid wastes have been eliminated due to disease, including 3.8 billion tons of livestock and poultry waste, nearly 900 million tons of straw, more than 2 million tons of discarded agricultural film, and 60 million pigs. It infers that there is extensive amount of agricultural solid waste, further to accelerate the risk of ecological environment pollution, particularly by disorderly dumping and random incineration. It is necessary to control pollution of agricultural solid wastes, thereby to maintain ecological safety and sustainable development of rural economy. This paper aims to identify the main source of agricultural solid wastes, classification method and the major characteristics, based on the connotation and extension of agricultural solid wastes. Agricultural solid wastes were classified according to the sources, toxicity, composition and morphology. The key features of agricultural solid wastes were identified, including the sources of single and dual nature in various types, potential pollution, the two sides of important resources, the anniversary variation, and the complexity of seasonal fluctuation. Potential pollution risks of solid wastes were determined, including solid wastes from agricultural cultivation, livestock, poultry, aquaculture, and primary processing of agricultural products, as well discarded agricultural inputs. Representative regulations and policies were sorted out for the prevention, treatment and utilization of agricultural solid wastes. The operation and supervision system can be clarified for the whole production chain of agricultural solid wastes in the near future. Technological paths and models were proposed for the treatment and utilization of agricultural solid wastes, including "classified treatment, multiple measures, overall consideration, green circulation, reduced reuse and precise disposal". This finding can provide the basic support and decision-making reference for the guidance to the treatment of agricultural solid wastes and their pollution prevention.
agriculture; solid waste; classification; pollution risk; resource utilization
叢宏斌,沈玉君,孟海波,等. 農業(yè)固體廢物分類及其污染風險識別和處理路徑[J].農業(yè)工程學報,2020,36(14):28-36.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2020.14.004 http://www.tcsae.org
Cong Hongbin, Shen Yujun, Meng Haibo, et al. Classification of agricultural solid wastes and identification of pollution risks and utilization paths in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(14): 28-36. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2020.14.004 http://www.tcsae.org
2020-03-08
2020-05-19
現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系專項資金(CARS-02)
叢宏斌,高級工程師,主要從事農村能源與生物質能源技術與政策方面的研究。Email:dabinc123@163.com
趙立欣,研究員,主要從事生物質能資源開發(fā)利用技術與政策研究。Email:zhaolixin5092@163.com
10.11975/j.issn.1002-6819.2020.14.004
S21,TQ013
A
1002-6819(2020)-14-0028-09