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摘 要:中国是一个农业大国,年产秸秆7亿多吨,但利用的却在30%左右,近5亿吨被废弃或焚烧。带来严重的社会环境问题,负效应很多,综合利用亟需解决。
关键词:秸秆焚烧;危害;综合利用
中国是一个农业大国,年产秸秆7亿多吨,但利用的却在30%左右,近5亿吨被废弃或焚烧。带来严重的社会环境问题,负效应很多,综合利用丞须解决。秸秆不仅包括狭义上的小麦秸秆,还包括玉米秸秆,棉花秸秆,大豆秸秆,高粱秸秆等,是农作物在收获后所留下的植物遗体。农村普遍通过地灶使用这些能源,但大部分在传统观念影响下直接焚烧在田,造成严重影响:
1污染空气环境,危害人体健康
有数据表明,焚烧秸秆时,大气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物三项污染指数达到高峰值,其中二氧化硫的浓度比平时高出1倍,二氧化氮、可吸入颗粒物的浓度比平时高出3倍,相当于日均浓度的五级水平。当可吸入颗粒物浓度达到一定程度时,对人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部分刺激较大,轻则造成咳嗽、胸闷、流泪,严重时可能导致支气管炎发生。
2引发火灾,威胁群众的生命财产安全
秸秆焚烧,极易引燃周围的易燃物,尤其是在村庄附近,一旦引发火灾,后果将不堪设想。
3引发交通事故,影响道路交通和航空安全
露天焚烧秸秆带来的一个最突出的问题就是焚烧过程中产生滚滚浓烟,直接影响民航、铁路、高速公路的正常运营,对交通安全构成潜在威胁。
4破坏土壤结构,造成耕地质量下降
在农田焚烧秸秆使地面温度急剧升高,能直接烧死、烫死土壤中的有益微生物,会使土壤的自然肥力和保水性能大大下降,土壤水分损失65%~80%,板结不耐旱。
根据以上论述,农作物秸秆简单地焚烧对大气污染非常严重,对社会生活危害也不容小觑,同时也是对资源的很大浪费。我们完全可以通过技术创新找到秸秆综合利用的有效途径。秸秆的综合利用可分为三种:
4.1秸秆还田
大量实践证明秸秆还田能有效增加土壤有机质含量,改良土壤,培肥地力,特别对缓解我国氮、磷、钾比例失调的矛盾,弥补磷、钾化肥不足有十分重要意义。据试验,实行秸秆还田一般都能增产10%以上,坚持常年秸秆还田,不但在培肥阶段有明显的增产作用,而且后效十分明显,有持续的增产作用。因此,秸秆还田是保持和提高土壤肥力,使农业稳产、高产、高效,走可持续发展道路的重要途径。
4.2秸秆沼气
利用现代技术将作物秸秆转化为高效、洁净、方便的高品位能源——沼气,对缓解我国常规能源紧张状况,促进社会经济的可持续发展和生态环境的改善都具有重要意义。秸秆中含有大量的纤维素、木质素,这是导致发酵速率低的主要因素。若将秸秆直接入沼气池进行发酵产气慢、产气量少、不经济、无法大面积推广应用。因此,目前的研究主要集中在秸秆的预处理方面,使秸秆的内部结构发生变化,秸秆变柔软、疏松,以利于厌氧微生物分解利用。秸秆的预处理方法包括物理、化学和生物法三种:
4.2.1物理方法有:机械加工、高压或高温蒸煮以及辐射处理等。其目的是增加厌氧微生物与基质的接触面积,或通过破坏细胞壁结构使之易于消化。
4.2.2化学方法主要有氨化、碱化、酸化、氧化等。
碱化处理就是用NaOH、CaOH2或KOH等溶液浸泡秸秆或喷洒于秸秆表面,以打开纤维素、半纤维素和木质素之间的酯键,溶解纤维素、半纤维素和一部分木质素及硅酸盐,使纤维素膨胀,从而提高消化率。
4.2.3生物方法就是利用具有强木质纤维素降解能力的微生物对秸秆先进行固态发酵,把作物秸秆中的木质纤维素预先降解成易于厌氧菌消化的简单物质,以缩短随后的厌氧发酵时间、提高干物质消化率和产气率。其技术关键就是寻求强木质素降解能力的菌种,并确定其适宜的发酵条件。
4.3秸秆燃气
秸秆燃气,是利用生物质通过密闭缺氧,采用于溜热解法及热化学氧化法后产生的一种可燃气体,这种气体是一种混合燃气,含有一氧化碳、氢气、甲烷、等,亦称生物质气。
用生物质替代煤,天然气和重油等化石燃烧来制备合成为甲醇,汽油,或柴油等液体燃料而用于交通工具,这样即可以满足人类对液体燃料日益增长的需求,同时又可有效减轻由于大量使用化石燃料给环境带来的污染。
因此,综合利用农作物秸秆资源对于农业的可持续发展,保护生态环境和减轻农民负担都具有重要的现实意义。
关键词:秸秆焚烧;危害;综合利用
中国是一个农业大国,年产秸秆7亿多吨,但利用的却在30%左右,近5亿吨被废弃或焚烧。带来严重的社会环境问题,负效应很多,综合利用丞须解决。秸秆不仅包括狭义上的小麦秸秆,还包括玉米秸秆,棉花秸秆,大豆秸秆,高粱秸秆等,是农作物在收获后所留下的植物遗体。农村普遍通过地灶使用这些能源,但大部分在传统观念影响下直接焚烧在田,造成严重影响:
1污染空气环境,危害人体健康
有数据表明,焚烧秸秆时,大气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物三项污染指数达到高峰值,其中二氧化硫的浓度比平时高出1倍,二氧化氮、可吸入颗粒物的浓度比平时高出3倍,相当于日均浓度的五级水平。当可吸入颗粒物浓度达到一定程度时,对人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部分刺激较大,轻则造成咳嗽、胸闷、流泪,严重时可能导致支气管炎发生。
2引发火灾,威胁群众的生命财产安全
秸秆焚烧,极易引燃周围的易燃物,尤其是在村庄附近,一旦引发火灾,后果将不堪设想。
3引发交通事故,影响道路交通和航空安全
露天焚烧秸秆带来的一个最突出的问题就是焚烧过程中产生滚滚浓烟,直接影响民航、铁路、高速公路的正常运营,对交通安全构成潜在威胁。
4破坏土壤结构,造成耕地质量下降
在农田焚烧秸秆使地面温度急剧升高,能直接烧死、烫死土壤中的有益微生物,会使土壤的自然肥力和保水性能大大下降,土壤水分损失65%~80%,板结不耐旱。
根据以上论述,农作物秸秆简单地焚烧对大气污染非常严重,对社会生活危害也不容小觑,同时也是对资源的很大浪费。我们完全可以通过技术创新找到秸秆综合利用的有效途径。秸秆的综合利用可分为三种:
4.1秸秆还田
大量实践证明秸秆还田能有效增加土壤有机质含量,改良土壤,培肥地力,特别对缓解我国氮、磷、钾比例失调的矛盾,弥补磷、钾化肥不足有十分重要意义。据试验,实行秸秆还田一般都能增产10%以上,坚持常年秸秆还田,不但在培肥阶段有明显的增产作用,而且后效十分明显,有持续的增产作用。因此,秸秆还田是保持和提高土壤肥力,使农业稳产、高产、高效,走可持续发展道路的重要途径。
4.2秸秆沼气
利用现代技术将作物秸秆转化为高效、洁净、方便的高品位能源——沼气,对缓解我国常规能源紧张状况,促进社会经济的可持续发展和生态环境的改善都具有重要意义。秸秆中含有大量的纤维素、木质素,这是导致发酵速率低的主要因素。若将秸秆直接入沼气池进行发酵产气慢、产气量少、不经济、无法大面积推广应用。因此,目前的研究主要集中在秸秆的预处理方面,使秸秆的内部结构发生变化,秸秆变柔软、疏松,以利于厌氧微生物分解利用。秸秆的预处理方法包括物理、化学和生物法三种:
4.2.1物理方法有:机械加工、高压或高温蒸煮以及辐射处理等。其目的是增加厌氧微生物与基质的接触面积,或通过破坏细胞壁结构使之易于消化。
4.2.2化学方法主要有氨化、碱化、酸化、氧化等。
碱化处理就是用NaOH、CaOH2或KOH等溶液浸泡秸秆或喷洒于秸秆表面,以打开纤维素、半纤维素和木质素之间的酯键,溶解纤维素、半纤维素和一部分木质素及硅酸盐,使纤维素膨胀,从而提高消化率。
4.2.3生物方法就是利用具有强木质纤维素降解能力的微生物对秸秆先进行固态发酵,把作物秸秆中的木质纤维素预先降解成易于厌氧菌消化的简单物质,以缩短随后的厌氧发酵时间、提高干物质消化率和产气率。其技术关键就是寻求强木质素降解能力的菌种,并确定其适宜的发酵条件。
4.3秸秆燃气
秸秆燃气,是利用生物质通过密闭缺氧,采用于溜热解法及热化学氧化法后产生的一种可燃气体,这种气体是一种混合燃气,含有一氧化碳、氢气、甲烷、等,亦称生物质气。
用生物质替代煤,天然气和重油等化石燃烧来制备合成为甲醇,汽油,或柴油等液体燃料而用于交通工具,这样即可以满足人类对液体燃料日益增长的需求,同时又可有效减轻由于大量使用化石燃料给环境带来的污染。
因此,综合利用农作物秸秆资源对于农业的可持续发展,保护生态环境和减轻农民负担都具有重要的现实意义。