緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇林業循環經濟的主要優點范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
2果樹循環經濟生態栽培體系的構建
2.1果樹生產現狀中存在的主要問題
在現有農村經濟格局中,存在著農村經濟增長方式的局限性—小規模的種植結構、可耕種土地的流失、低水平的物質回報、不完善的生產要素市場以及發展資金的短缺等社會問題。迫使果樹經營者們,在有限的土地上追求高產栽培技術——高產品種、人工密植、過量施用化肥、不科學的使用農藥等人工栽培技術,片面追求產量和收入最大化,而不去顧及環境和生態的問題。這一高產技術體系帶來的物質定向輸出(果實商品化后脫離生產地,進入消費市場,形成礦物質及水分的不可逆輸出)成為系統物質循環的主要矛盾。同時,導致大面積的果園受到灌溉水源、土壤、化肥(尤其是劣質化肥)、農藥、園內腐爛的果實和病殘枝以及工廠的廢氣等等因素所造成的極為嚴重的立體污染。一邊是果園土壤有效態礦物質和有機質的下降為代價,維持暫時失衡性生產的生態惡性循環,一邊又是以犧牲果實中物質種類的多樣性,諸如有機質、蛋白質、維生素、芳香物質等的平衡性為代價。果實風味劣變,水果品質下降,生理病害加劇,樹體抗衰老、抗病害能力下降等生理現象都是不可避免的,大面積的病害暴發(蘋果腐爛病、蘋果輪紋病、柑橘黃龍病等)已嚴重扼制產業的發展。據農業部統計,中國農藥年用量達到80萬~l00萬t,其中使用在農作物、果樹、蔬菜等方面的化學有毒農藥約占95%以上。果品農藥殘留現象嚴重,危及消費者的健康以及果品的單價,商品性變劣,經濟效益逐年走低,果園單產與品質在國際上缺乏競爭力等。生態果業正是針對這些問題而出現的一種新的果樹產業經營方式,它符合人們既想追求果樹產業可持續發展,又要追求持久效益的思路。由此,一種新的果樹栽培體系——果樹循環經濟生態栽培體系正在逐步形成。
2.2果樹循環經濟生態栽培體系的構建
果樹循環經濟生態栽培體系的構建,著重點在于生態栽培與循環體系的建立與鏈接。圍繞“整體、協調、循環、再生”的核心理念,資源優化配置與生態環境建設兩者并重,在特定的生態區域內,通過生物種群的合理配置,使有限的資源得到合理利用,以提高人工生態系統的整體效益。果樹循環經濟生態栽培體系結構包括物種結構、時空結構、養分結構與模式結構,同時將果樹生態產業鏈延伸至加工、廢物回收利用等各個環節。是復合農業產業內部的一個物能互換的循環層次,各個組成部分相互聯系、相互作用所構成的生產綜合體,在互惠互利的循環中,將廢棄物排放最小化,實現“減量化—再利用—資源化”的循環原則。果樹循環經濟不僅是一種農業經濟發展的新理念,在生產實踐上更是一種發展模式或技術規范。目前,中國果樹循環經濟建設正逐步發展,各地域、各種植業主們正在因地制宜地運用循環經濟的理念,積極探尋有益的發展模式。果樹循環經濟生態栽培體系的模式結構:1)果樹種植—全園牧草套種—畜牧養殖—廢棄物利用(畜糞、秸稈、病殘果、枝)沼氣—沼肥還田—果樹種植。2)果樹種植—鮮果商品(深加工產品)—消費市場—廢棄物回收—加工處理(肥料、農用產品)—果樹種植。3)果樹種植—低質產品—深加工產品(產品附加值)—廢棄物回收—加工處理(肥料、農用產品)—果樹種植。
3果樹循環經濟生態栽培體系的模式分析
3.1生態栽培循環體系的構成要素
果樹生態栽培循環系統的構成要素主要包括:果樹品種、土壤、氣象因子、灌溉水、植被、畜牧養殖、加工技術和人。加工技術是鏈接果樹生態栽培與循環體系的關鍵接口,是實現廢棄物資源再利用的重要環節。土壤是果樹種植的第一要素,氣象因子是必備條件,品種結構是果樹生產效益的保障;適地適栽,適樹適栽,使自然資源得到合理配置,為果品的優質、高效提供良好的生態條件,是該系統突出強調的內容。況且中國是多山的國家,山地面積約占國土面積的69%。丘陵山地果園普遍為順坡開墾種植,在高溫、多雨的自然條件下,土壤中已基本不存在較易分解的原生礦物質,且長期以來的栽培方式強調清耕除草,使原有生態條件更加惡化。尤其是幼齡果園,缺乏植被覆蓋,的園面及梯壁在雨季直接受到雨水的沖刷,成為遠看綠悠悠、近看水土流的狀況。
3.2生態栽培循環系統模式的分析
1)果樹種植—全園牧草套種—草食畜牧養殖—廢棄物利用(畜糞、秸桿、病殘果、枝)沼氣—沼渣肥還園—果樹種植。該循環模式以果業為龍頭,以優質牧草為紐帶,在果園套種南非馬唐維護梯埂,百喜草護坡,在園面套種圓葉決明、平托花生、白三葉等;利用果園空間,發展養殖業,以牧草飼養豬、兔、雞、鵝等草食性動物。牧畜糞便、多余的草料,或可作有機肥或可用作生產沼氣的原料利用,利用后的沼渣肥再還田改土。果樹的枯枝、落葉亦可作為沼氣的原料,使果園內的地面保持清潔,減少蟲卵和有害菌源。沼氣的開發利用所產生的熱能,為農民生活提供了生存資源,降低了生活及果園投資的成本。因此,以牧草全園覆蓋方式建立山地生態果園,以經濟綠肥養土,以土養樹的套種模式,減少化肥、農藥的施用。不僅使貧瘠、有機質含量較低山地果園得以改良,又使果樹增產、品質提高;在有限的空間內使農民的收入成倍增長,避免了單純追求產量所帶來的惡性循環。該循環模式可根據果農的需求靈活應用,亦可將牧草代料栽培食用菌,菌基還田改土;亦可將牧草投入基塘養魚,塘泥還田改土等。2)果樹種植—鮮果商品—消費市場—廢棄物回收—加工處理—肥料、農用產品(果樹種植)。3)果樹種植—低質產品—加工產品(產品附加值)—廢棄物回收—加工處理—肥料、農用產品(果樹種植)。該循環模式是以果樹產業為龍頭,以市場為紐帶,將商品鮮果直接投放市場,等級差的果品經深加工后投放市場,提高產品的附加值。同時通過加工技術將果園中生產的低質產品、在市場流通中的廢棄果品回收利用,加工成肥料等農用產品回返果園。該循環模式通過延伸產業鏈條,將加工工程技術、廢棄物資源利用納入果樹產業的循環系統,既保證了上市果品的質量,又提高了果園效益,帶動整個種養業的快速發展,使上一級的果業生態循環模式得以整合、提升。在上一個循環模式中,減量化所提倡的清潔生產循環體系已經建立,在延伸果樹產業鏈的同時,“再利用,再資源”的循環理念也在果樹產業中形成了自己封閉式的循環鏈。特別是廢棄物資源的循環利用,將新興的生物質產業作為一個重要的子系統引入到整個果業生產系統的循環路徑當中,解決了農產品加工過程產生的廢水、廢氣、廢渣的綜合利用途徑。在整個循環路徑的物流中沒有了廢物的概念,只有資源的概念,各環節實現了資源的充分利用,并將污染負效益轉變為經濟正效益。其中遼寧省沈陽市蘇家屯區循環農業生態園是這種模式的典型代表。
4生態栽培循環系統模式的效益分析
生態栽培與循環體系是果樹循環經濟體系中相互聯系、相互作用、互惠互利的生產綜合體,是人工干預自然,追求效益的模式效應。它的直接效益包含經濟效益和生態效益兩個方面。
萬里常青公司在湖北搞的爛泥經濟試驗,一年前還是無人問津的爛泥地,一年后就成了一座一眼望不到邊的綠色海洋!4000畝高峰竹柳種苗現已在這些爛泥地扎根生長。據統計,每畝湖地里的樹木每年都能產生效益15600多元,六年以后這片湖地將為社會直接創造財富2個億以上。每一個到過這里的人,面對這樣的場景都忍不住地感嘆,萬里常青公司為林業界創造了一個奇跡!
一、高峰竹柳與木塑聚合材料
目前,萬里常青公司正在進行第三代木塑分子聚合材料生產試驗,這是一項造福人類社會的最新技術成果。第三代木塑分子聚合材料是利用聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC等與木粉,經分子層次聚合生成,采用擠出、模壓、注射成型等常規塑料加工工藝,生產出各種板材、型材和產品。這種新型板材不吸水、不變型、不褪色、不老化、不腐蝕、不霉爛、不蟲蛀,節能環保效果好。
生產木塑分子聚合材料的主要成份是木粉,該木粉則是由“高峰竹柳”造林中幼林撫育大樹修剪產生的枝條或竹柳大樹成材加工剩余的枝叉加工而成,也可以高密度種植高峰竹柳,以小徑材制成所需的木粉材料供聚合之用。為此開辟了一條竹柳木材加工新途徑。
和普通木材相比,木塑分子聚合材料還具有以下優點:首先,生產木塑分子聚合材料可以節約資源、保護環境,做到廢物利用。因為木塑分子聚合材料全部使用竹柳小徑材、樹木枝條、加工剩余物、廢棄物,節約竹柳成材和優質木材,將竹柳木材的木素、半纖維素、纖維素都聚合進了新材料中。使用和損壞后的木塑聚合材料,可以全部再生利用,是一個全回收、全循環、全利用、全環保的項目。
其次,生產木塑分子聚合材料具有低投入、低消耗、高產出、高回報的優勢。木塑分子聚合材料用0.6噸竹柳木粉和0.4噸廢舊塑料,就可以生產出一噸產品,目前國際市價格最高達28000元/噸。一個年產10萬噸木塑材料的企業,可利用竹柳6萬噸,利用廢舊塑料4萬噸,相當于從垃圾中撿回25萬立方米木材、相當于節省水泥、鋼材分別為40萬噸、替代塑料和鋁材分別是8萬噸,這是木塑產業發展對循環經濟的貢獻。
再次,生產木塑分子聚合材料能促進產業結構調整,加快社會經濟發展。木塑分子聚合材料改變了商品林的生產方式,由長時間周期性生產向短期林業種植業轉變,可實現竹柳當年種植當年受益。有利于調動農民的種植積極性,開展竹柳規模種植。把林業、木材加工業、廢舊塑料回收業也聚合到了一起,形成了一個污染治理、環境保護、資源節約的社會系統工程。
最后,木塑分子聚合材料用途廣泛,現已被應用于包裝運輸領域中、車輛船舶領域中、建筑材料領域、室內裝潢領域、軍事領域等,它將在眾多領域和范圍內取代木材、鋼材、水泥、塑料等常規材料。
二、高峰竹柳與生物質能源
當前,世界經濟的快速發展引發了世界范圍內的能源危機,大力發展可再生能源、逐步替代化石能源是克服能源危機的主要出路。據預測,到2020年,在全球可再生能源中生物質能的比重接近60%,而生物質顆粒燃料則占生物質能利用的60%。
所謂生物質能源也就是利用生物體,通過光合作用把吸收的太陽能轉化為常規燃料能源。有機物中所有來源于動植物的能源物質均屬于生物質能,是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源。
柳樹是林業能源林的主要樹種,“高峰竹柳”則是多基因組合雜交的柳樹新品種,具有速生、高產、抗逆等優點。作為能源樹種每畝可密植1萬株,每畝每年生物產量鮮重可達8至10噸,是普通柳樹的十倍。在國外柳樹生物質轉化為能源的主要途徑是發電,柳樹生物質具有較高的燃燒值,發達國家用柳樹生物質發電已經有20 年以上的歷史。將柳樹粉碎后制作成生物質能源顆粒和煤炭混合發電,可以大大提高熱效率,降低污染50%以上。
生物質顆粒燃料是最具大規模產業化開發前景的新型生物質能源,用途主要包括三個方面:一是取暖和生活用能,生物質燃料利用率高,便于貯存,無污染。二是生物質工業鍋爐,用生物質能替代燃煤,解決環境污染。三是發電,可作為火力發電的燃料。據統計,2008年全球生物質顆粒燃料銷售量達1.8億噸,市場規模超過500億歐元。在全球經濟放緩的背景下,生物質顆粒燃料產業以年均18%的速度高速成長,已經成為全球新能源市場中的“香餑餑”。
竹柳是生產生物質顆粒燃料最好的原料。生物質顆粒需求之大,竹柳作為原料種植前景更為廣闊。
生物質顆粒燃料發展在我國處于起步階段,但透過國外的發展我們可以看到,“高峰竹柳”將在生物質能源中發揮重要作用。高峰老人發起的1000萬畝竹柳大造林,將可年產生物質顆粒3.25億噸,相當于年發電量9000億KWH以上。
三、高峰竹柳是最好的紙漿來源
隨著現代經濟的快速發展,我國已成為世界上僅次于美國的第二大紙品消費國,各類紙和紙制品消費量占世界消費總量的14%;同時我國又是森林資源匱乏的國家。在各大紙漿生產國中,中國的凈進口量最大,但仍有很大的市場缺口,大量造紙原料需要進口。
要解決紙漿用材需要日益增長與森林資源匱乏日顯突出的矛盾,緩解國際進口紙漿價格暴漲的壓力。建立紙漿原料林基地,逐步減少對國外進口資源的依賴,顯得非常迫切。營造速生豐產紙漿林“高峰竹柳”是最好的樹種之一。
中國制漿造紙研究院進行了“竹柳材性纖維質量及制漿性能的研究”,檢測分析結果表明:高峰竹柳材質色淺且密度適中,木粉自然白度比楊樹高,竹柳木材的纖維質量較好纖維長寬適中且柔軟。符合制漿工業對木材要求。根據竹柳木材密度和材質白度分析,該原料適宜做高得率化學機械漿。竹柳可以作為紙漿材合理地種植并開發利用。
中國作為發展中國家,對紙張、架材、板材等木材的需求與日俱增,特別是當前很多工業企業都呈現出掠奪式的發展,因此大力開展高峰竹柳造林是對我國的能源資源的有效補充和儲備,是改善生態緩解能源緊張的務實之舉!
中國高峰竹柳產業集團有限公司
地址:北京市朝陽區亞運村凱旋城1號樓2棟1403室
電話:010-59273183
15855582853
香港公司地址:香港九龍尖沙咀厚福街3號華博大廈18樓1806室
電話:00852-23682122
00852-33673126
皖阜陽公司地址:阜陽市經濟開發區申寨社區政務大樓1-3樓
電話:0558-2220627
2226697 400-088-2853
隨著世界林業的發展,非公有制林業的公共品或準公共品性質越來越強,其生產功能趨于下降,游憩等服務功能趨于上升[3]。因而,非公有制林業具有很強的經濟功能和社會文化功能。我國憲法第十一條規定:“在法律規定范圍內的個體經濟、私營經濟等非公有制經濟,是社會主義市場經濟的重要組成部分。國家保護個體經濟、私營經濟等非公有制經濟的合法的權利和利益。國家鼓勵、支持和引導非公有制經濟的發展,并對非公有制經濟依法實行監督和管理。”因而,非公有制林業已成為我國生態文明建設的重要力量。建設生態文明是非公有制林業發展的重要動力生態文明建設必須以良好的生態環境為基礎,以發達的生態產業為支撐,以繁榮的生態文化為載體[4]。生態文明建設為我國非公有制林業發展帶來了新的機遇和挑戰;建設生態文明是非公有制林業發展的重要動力。建設生態文明必須根據我國國情,不斷解放和發展生態生產力;建設生態文明,林業肩負著生產生態產品和發展生態文化的歷史使命,而非公有制林業則是發展生態文化的先鋒。非公有制林業通過努力創造豐富的生態文化成果,不斷構建多樣的生態文化體系,不斷傳播人與自然和諧相處的生態價值觀,不斷推動生態文明建設[5]。因而,建設生態文明已成為促進非公有制林業發展的重要動力和力量源泉。非公有制林業通過積極轉變經濟增長方式,不斷培育新的經濟增長點,努力發展可再生、可降解、綠色無污染的林產品和生物質能源,促進經濟社會可持續發展;同時,積極完善生態文化設施,發展門類齊全的各種生態文化,潛移默化之中進行生態文明觀、道德觀和價值觀的教育,促進生態文明建設。
非公有制林業對生態文明建設的重要意義
[中圖分類號] X705 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-5-201-1
每年越來越多的工業固體廢棄物滯留,不僅造成了對環境的巨大破壞,也浪費了日益稀缺的資源。比如冶煉的廢渣、工業粉塵、交通機械等工業廢棄材料等等都是綠色環境的殺手。黨的十會議提出建設五位一體的中國特色社會主義,即將政治建設、經濟建設、文化建設、社會建設和生態文明建設集于一體。可以看出我國對建設可持續發展的生態文明的重視。在此宏觀背景下,對工業固體廢棄物資源化的研究顯得尤為重要。由于我國工業污染比較嚴重,而工業固體廢棄物的處理技術不全面、難以控制。在這種情況下,如果能將工業固體廢棄物轉化成可再利用的資源將大大提高對環境資源的利用程度。
1固體廢物常用處理技術
工業固體廢物資源化在技術運用上已日趨成熟,雖然較之發達國家還有一定差距,但是,隨著近年來國家對工業污染控制的重視和我國科學技術的快速發展,工業固體廢物的綜合利用水平已得到很大提升,工業化固體廢棄物處理方式可以采取以下幾種。
1.1焚燒技術
焚燒技術是對固體廢物的高溫分解和深度氧化的處理過程。特點是處理量大、減容性好、無害化徹底,且有熱能回收作用。一套完整的焚燒系統包括廢棄物進料系統、燃燒系統、除灰系統、尾氣凈化系統。由于固體廢物含可燃物較多,可通過焚燒技術有效利用其所產生的熱能,并運用到工業生產的其他領域。但焚燒技術也存在弊端,其過程易產生二氧化碳、二氧化硫等副產物,容易造成二次污染。我國的焚燒技術設備開發才剛剛起步,大型垃圾焚燒廠還需引進國外設備。但是近年來,我國已研制出小型焚燒系統設備,但其自動化程度不高,熱能回收技術落后,還不能達到工業應用的要求。
1.2填埋處置技術
填埋是處理固體廢物最基本的方法,其技術成熟、工藝簡單、費用低,規模大等優點。但是如果無害化處置不當,將會造成地表層的污染,并進一步污染地下水,因此,填埋技術也容易造成更嚴重的污染。我國的填埋技術主要運用在城市生活垃圾處理上,工業固體廢物由于污染危害很大,對其填埋處置還不多。
1.3堆肥技術
堆肥技術是依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物,人為地將促進可生物降解的有機物向穩定的腐殖質生化轉化的微生物過程。堆肥技術可以實現廢物處理的穩定化和無害化,使固體廢物中的相關元素自然融入循環系統中,轉化成有用的物質和能量。
我國從“八五”時期就開始著手開展污泥工業化堆肥技術研究,“九五”期間機械科學研究總院環保所、北京環科院等單位完成了唐山、秦皇島和北京密云3項污水處理廠污泥堆肥示范工程,但目前保持正常運行的僅有唐山西郊污水處理廠污泥堆肥項目。國內雖然陸續建設了北京大興、太原、煙臺、洛陽等市政污泥堆肥工程,以及天津石化、山東晨鳴紙業等工業污泥堆肥項目,但目前正常運行的總數加起來不足20座,處置規模10~300t/d不等,但運行項目存在技術水平參差不齊、處理標準各異、產出物料用途不明確等問題,以及重金屬、臭氣排放等制約因素,嚴重影響了污泥堆肥產業的發展
2工業化固體控制策略分析
2.1相關法制的建立
首先,在立法機制上,政府應該以可持續發展的理念作為制定工業固體廢物法律規范的指導思想,重點突出工業經濟的循環發展,節約資源和固體廢物的再生利用,旨在通過法律來規范企業和民眾的行為,引導社會自覺地加強對固體廢物資源化的利用。其次,在立法程序上,應發揮政府的宏觀調控作用,集中企業和群眾對工業污染治理懲罰的意見,建立科學有效的法律機制。同時規范法律訴訟程序,將對工業企業污染懲罰透明化。再次,在具體制度上,應該建立工業企業生產責任延伸制度,明確工業固體廢物企業生產者的責任和義務。將污染治理的成本納入企業生產成本中,加大對工業企業污染的懲罰力度。最后,在宣傳指導上,應加強對企業和民眾環保意識的教育,使他們系統地學習相關法律法規,從法制的高度上認識工業固體廢物的污染和利用,約束社會對環境污染和破壞的行為。
2.2實現技術創新提高利用率
根據《大宗工業固體廢物綜合利用十二五規劃》,到2015年,大宗工業固體廢物綜合利用量達到16億噸,綜合利用率達到50%,年產值5,000億元。同時研發一批具有自主知識產權的原創技術,推廣一批先進適用技術;培育一批具有較高技術裝備水平和市場競爭力的大宗工業固體廢物綜合利用專業化企業[9]。
我國工業固體廢物在技術研發上應該采取國家專項技術項目支持的模式,實現工業固體廢棄物資源化規模化和專業化。根據《大宗工業固體廢物綜合利用十二五規劃》,我國在十二五期間,在工業固體廢物技術上將實現巨大突破。
2.3建立工業固體廢物綜合利用的信息平臺
市場經濟是通過市場信息的及時分享和傳遞來實現快速便捷的交換。因此,在工業固體廢物循環利用這個問題上,可以建立全國統一的信息平臺,實現數據和信息的共享。在這個信息平臺上,及時國家工業固體廢物各方面情況,如工業污染情況、污染治理情況、國家環保政策、技術運用創新等等。為工業企業提供一個了解我國工業污染,特別是固體廢物污染的窗口。所以,有效的信息平臺將有利于技術的推廣、信息的傳遞,加快我國工業固體廢物資源化進程。
2.4推進工業固體廢物資源化的社會進程
在國家政策的導向下,我國民眾的環保意識也逐漸增強,能夠在日常行為中約束自己,且對環境污染達到了社會監督的效果。但是,對于廢物的資源化意識卻相當薄弱。雖然近年來國家一直在提倡可持續發展和循環經濟,但是這種理念還沒深入人心,大部分民眾對資源循環利用認識還不夠,對于環境污染也停留在怎樣預防和治理上,還沒有形成“變廢為寶”的認識。所以,在工業固體廢物資源化進程上,應在全社會提倡這種先進的綠色環保理念,使全社會行動起來節約資源,循環利用,動用群眾的力量發展循環經濟。
參考文獻
[1]劉鵬.公眾參與環境影響評價制度法律問題研究[D].東北林業大學.2009.
高峰竹柳(是原美國竹柳的更新替代林木品種),是由北京高峰竹柳研究院的林業界的專家學者經過長達三年的科技攻關,在保留原美國竹柳各種優良特性的基礎上成功推出新一代速生竹柳品牌,現已申報國家專利和商標品牌。
高峰速生竹柳具有生長快、抗逆性強、材質優良、可高密度種植等諸多優點,從其誕生始起就一直受到林業專家及科研機構的高度關注,是一種亟待開發的優良超速生新能源樹種,同時也受到想要快速致富的眾人們追捧。
湖北江夏區河腦鎮的有一個4000畝的湖灘地,以前是一座一眼望不到邊的爛泥地,因為不能生長莊稼,所以一直以來都閑置在那里無人問津。后來被阜陽萬里常青苗木公司用較低的價格拿下了這些荒地,然后全部種上了速生竹柳成材林,現在這些樹木已全部成活,過去一個一望無際的灘涂地現已全部變成了一眼看不到邊的綠色海洋。據統計,每畝湖地里的樹木每年都能產生效益15600多元,六年以后這片湖地將為社會直接創造財富2個億以上。每一個到過這里的人,面對這樣的場景都忍不住地感嘆,萬里常青公司為林業界創造了一個奇跡!他們提出這樣設想:在爛泥地里栽種1000畝速生竹柳,六年后將為社會創造財富1個億,這在林業界應當算是一個奇跡!
為了做大做強高峰竹柳這一品牌,萬里常青公司在北京注冊了北京南昆高峰竹柳研究院。2011年2月20日,萬里常青公司又與湖北武穴企業家王總簽署了開發湖北江心洲,聯合造林業4萬畝的協議;2011年3月3日,與中國數農集團簽下聯合培育1000畝速生竹柳種苗,造林100萬畝的戰略合作協議。
為把高峰竹柳做成一個產業鏈,萬里常青公司日前又聯合湖北的知名企業家張昌梅女士投資1000萬元,在當地租了4000畝湖作為育苗基地,用育出的種苗在荒廢地上種植大面積成材林,然后用成材林生產板材、生物能源顆粒和紙槳,走循環生產和林業產業化之路。目前,萬里常青公司正在進行第三代木塑分子聚合材料生產試驗,這是一項造福人類社會的最新技術成果。第三代木塑分子聚合材料是利用聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC等與木粉,經分子層次聚合生成,采用擠出、模壓、注射成型等常規塑料加工工藝,生產出各種板材、型材和產品。這種新型板材不吸水、不變型、不褪色、不老化、不腐蝕、不霉爛、不蟲蛀,節能環保效果好。
生產木塑分子聚合材料的主要成份是木粉,該木粉則是由“高峰竹柳”造林中幼林撫育大樹修剪產生的枝條或竹柳大樹成材加工剩余的枝叉加工而成,也可以高密度種植高峰竹柳,以小徑材制成所需的木粉材料供聚合之用。為此開辟了一條竹柳木材加工新途徑。木塑分子聚合材料其特點和優勢表現在:
首先,生產木塑分子聚合材料可以節約資源、保護環境,做到廢物利用。因為木塑分子聚合材料全部使用竹柳小徑材、樹木枝條、加工剩余物、廢棄物,節約竹柳成材和優質木材,將竹柳木材的木素、半纖維素、纖維素都聚合進了新材料中。使用和損壞后的木塑聚合材料,可以全部再生利用,是一個全回收、全循環、全利用、全環保的項目。
其次,生產木塑分子聚合材料具有低投入、低消耗、高產出、高回報的優勢。木塑分子聚合材料用0.6噸竹柳木粉和0.4噸廢舊塑料,就可以生產出一噸產品,目前國際市價格最高達28000元/噸。一個年產 10 萬噸木塑材料的企業,可利用竹柳 6萬 噸,利用廢舊塑料 4萬 噸,相當于從垃圾中撿回25 萬立方米木材、相當于節省水泥、鋼材分別為40 萬噸、替代塑料和鋁材分別是8萬噸,這是木塑產業發展對循環經濟的貢獻。
再次,生產木塑分子聚合材料能促進產業結構調整,加快社會經濟發展。木塑分子聚合材料改變了商品林的生產方式,由長時間周期性生產向短期林業種植業轉變,可實現竹柳當年種植當年受益。有利于調動農民的種植積極性,開展竹柳規模種植。把林業、木材加工業、廢舊塑料回收業也聚合到了一起,形成了一個污染治理、環境保護、資源節約的社會系統工程。
最后,木塑分子聚合材料用途廣泛,現已被應用于包裝運輸領域中、車輛船舶領域中、建筑材料領域、室內裝潢領域、軍事領域等,它將在眾多領域和范圍內取代木材、鋼材、水泥、塑料等常規材料,因此,第三代木塑聚合材料必將形成一個龐大的具有高附加值的新興產業。必將引發一場世界性基礎材料領域的革命。節能與減排成了全世界都在關注的一件大事,如能把高峰竹柳這個品牌做成一個產業鏈,就可以帶動更多人們投入到植樹造林這一行動中來,讓大量的荒山、荒地、淺灘千百倍地增值,改善環境,創造財富。
中國作為發展中國家,對紙張、架材、板材等木材的需求與日俱增,因此,繁育栽培速生竹柳具有很好的經濟前景。而且實驗證明速生竹柳還是個“吸毒解毒”的治污能手,因此種植竹柳可以達到生態效益與經濟效益的雙贏。在此我們衷心祝愿高峰竹柳在為我國的現代化建設中做出更大貢獻!
中圖分類號:S750
文獻標識碼:A 文章編號:1005-569X(2009)04-0007-03
1 生態林業產業發展模式
森林的“生態”與“產業”兩大功能與人類的生存和社會發展息息相關。森林的生態功能為人類創造了生存環境,森林的產業功能為人類提供了豐富的、難以替代的林產品。生態林業產業即生態產業化與產業生態化,實現生態與產業和諧發展。
完善的生態林業產業其內涵在于森林資源的永續利用和持續發展,在于依生態規律優化的森林生態結構和經營目標,在于生態環境優化、系統良性循環的林業生產體系[1]。其發展模式,主要包括以下三個層次:在確保生態環境優良前提下,大力發展林產品加工業;在循環經濟的理論指導下,大力發展森林資源綜合利用型產業群;在節約型社會發展思路下,大力發展資源節約型、高效利用型產業。
2 實施生態林業產業發展的意義
目前,我國正在實施的林業六大工程,除速生豐產林用材林工程兼有產業屬性外,其余五大工程都是生態工程。這些工程的實施都有一定的時間期限,生態建設所需要的大量資金完全寄希望于各項財政公益性支出及國際組織的資助是不現實的。從現在起就必須考慮林區工人及退耕還林地林農的生計問題,培育林業產業。生態建設的長期性與資金供給的短期矛盾性的解決,需要林業產業的發展[2]。
另一方面,我國生態建設正處在“治理與破壞相持的關鍵階段”,由于“相持階段”的脆弱性、反復性,要按照已經明確的目標和任務,深入扎實地抓好落實,最關鍵的就是要在保護生態環境前提下,重視林業產業的開發,增加林區工人和林農的收入,這樣才能鞏固生態建設的成果,不至于出現“反彈”,使林業步入“良性循環”的 健康、快速發展軌道。
3 具有湖湘特色的生態林業產業發展優勢
湖南是林業大省,林業發展在湖南整個國民經濟建設中占有十分重要的戰略地位,其林業產業發展具有得天獨厚的優勢[3]。
3.1 優越的自然地理條件
湖南位于長江中游,面積21.18萬 km2。其中山地面積占全省面積的51.25%,丘陵盆地占29.3%,平原占13.1%,水面占6.4%,大致構成“七山一水二田土”的格局。年平均降雨量1400 mm,平均溫度16℃~18℃,屬中亞熱帶季風濕潤氣候,自然地理條件適宜林業發展。
3.2 豐富的森林資源
2004年度湖南全省林地面積1002.9萬 hm2,森林覆蓋率高達54.32%,是國家林業局確定的重點商品林基地,人工林木材資源豐富,活立木總蓄積量為3.386億 m3,其中杉木、馬尾松面積及蓄積量均居全國第一位。現有杉木264.3萬 hm2,總蓄積量高達1.4億 m3,馬尾松總蓄積量1.07億 m3,占活立木總蓄積量的31.37%。竹林面積為75.4萬 hm2,面積居全國第二位,總立竹株數16.7億株[4]。
湖南是全國油茶、油桐、柑橘、茶葉、生漆、白蠟、木本藥材的主要產區。現有油茶面積133萬 hm2,面積和產量居全國第一位;柑橘面積和產量分別居全國第二位和第三位;油桐則是全國4個重點省區之一。攸縣、慈利、常寧分別被國家林業局授予“油茶之鄉”、“杜仲之鄉”、“金銀花之鄉”稱號。
3.3 良好的區域經濟環境
在促進中部地區崛起,形成“東中西互動、優勢互補、相互促進、共同發展的新格局”戰略部署中,湖南占有重要的地位,“泛珠三角”區域合作圈的建立,也給湖南的發展帶來了新的機遇和希望。湖南要實施好“中部崛起”戰略及“泛珠三角”合作,離不開林業的崛起。而林業的崛起,并不是簡單的森林蓄積量和森林覆蓋率的增加,而是要構建完備的森林生態體系和發達的林業產業體系。湖南林產工業應抓住自身比較優勢,發揮整體互補性優勢,積極融入到大經濟圈中,推動區域的產業結構調整,營造區域經濟中的多贏局面。
3.4 雄厚的人才、技術優勢
湖南人力資源豐富,2003年全省僅從事木材加工的人數就達到50萬人,在廣東、浙江等沿海城市從事木材加工、家具制造業的數量也很大。隨著珠三角等地勞動密集型產業逐漸向湖南等內陸省份梯級轉移,湖南加快了工業化、城鎮化、農業產業化步伐,促進了勞務回流。在外從事林產工業的湘籍民工中既有技術熟練的操作工人,也有經驗豐富的林工企業管理人員,他們更樂于在家鄉創業,這為湖南發展生態林業提供了豐富的人力資源。
4 發展湖湘特色生態林產工業的具體內容
近年來,全省為將湖南從森林資源大省轉變為林業強省做了不懈的努力,湖南省人民政府辦公廳湘辦發[2004]46號文件提出:“突出發展人造板、竹木制漿造紙、木竹家具地板、林產化工、森林食品(含油類)、林藥加工等六大支柱產業”,這為湖南林業產業的發展指明了方向[5]。
4.1 發展以人工林木材、竹材為主的人造板及家具制造業
湖南是人工林資源大省,而人造板及家具產業發展相對滯后,年生產能力及產值均與林業大省地位不相匹配。僅有少數木、竹人造板企業規模較大,如湘陰福湘木業、懷化瑞邦、郴州創興、湘潭恒盾、湖南金裕竹業等企業發展較快。湖南應大力發展以林區“三剩物”、“次小薪材”和人工林等資源為原料的人造板工業,重點抓好現有企業的技術改造和產品結構調整,著重開發有市場前景的中、高密度纖維板、結構刨花板、新型竹材人造板等產品,努力培育家具制造業,鼓勵國內外家具制造企業來湘興建家具工業園,打造家具品牌,延長人造板加工產業鏈。逐步淘汰資源綜合利用率低、環境標準低的小型人造板企業,做到優材優用、劣材不浪費。實現“資源―產品―廢物”轉向“資源―產品―廢物―再生資源―產品”循環發展[6]。湖南益陽實施的“兩南”(南抗楊、楠竹)特色林業發展模式已經取得了良好經濟效益及生態效益。
4.2 發展以大型造紙企業為主體的林紙一體化產業
重點培育以泰格林紙集團為龍頭的木、竹制漿造紙企業,以資產為紐帶,通過優化資源配置,實現跨所有制、跨地區、跨行業的聯合,組建規范化林紙結合的企業組織形式,促進湖南造紙企業進行集群化發展。形成在湘西南以松、榿木為主的,湘南以速生桉樹為主的速生豐產工業原料基地和以中密度纖維板、木漿造紙及利用現有杉木生產細木工板的產業集群;在湘北及洞庭湖地區發展以楊木、楠竹為主的速生豐產工業原料基地和以木、竹制漿造紙、中密度纖維板、膠合板為主的產業集群。
4.3 發展以林副產品化學利用為主的林化產業
湖南的林化產品歷史悠久,涌現出了許多知名林化企業。株洲松本林化有限公司的氫化松香、無色松香技術水平國內領先,張家界貿源化工有限公司的單寧酸、末食子酸也有很強的市場競爭力。加大對高新技術產品開發和生產工藝改造力度,開發新的林化產品,實現產品的精、深加工,由單一產品向系列產品、多元產品轉變[7]。例如,有“蠟中之王”美稱的蟲白蠟,學名Ericerus pela (Chavannes)就是沿自法國漢學家沙畹于1848年用“白蠟”的湖南音最早命名的,具有許多蜂蠟、礦蠟無法相比的優點,在食品、醫藥上也有特殊用途。湖南芷江被稱為“中國白蠟之鄉”,在蟲白蠟的開發與利用上大有所為。
4.4 發展以林特產品為主的森林綠色食品(含油類)加工業
目前湖南的油茶、柑橘、茶葉、木本藥材年產量在全國占有較大比例,油茶面積和產量均占到全國的40%,年產油茶9萬噸,資源優勢明顯。但加工利用率不高,加工質量低等問題已成為制約其發展的瓶頸。因此,要應用高新技術以促進油茶、竹筍、食用菌等林特產品的深度加工,大力開拓國內外兩個市場,打響綠色食品品牌。
4.5 發展以植物深加工為主的中醫藥產業
湖南中藥材資源豐富,種植總面積達12萬hm2以上,種類2300余種,藥材總產量超過17000多噸,現有42個專業藥材生產基地和兩個國家級的中藥材大市場。從植物中提取有效成分的天然有機化學產品作為醫藥中間體,已經成為化工、醫藥行業的熱點。發展以杜仲、黃柏、厚樸等湖南優勢資源為原料的中醫藥產業,具有良好的市場前景及經濟效益。
5 結 語
實施生態林產工業發展戰略是對我國新時期林業建設與發展規律的正確認識,是經濟社會從增長型進入和諧發展的歷史必然。本文以實現生態與產業和諧發展為主線,結合湖南的實際,探討了發展具有湖湘特色生態林產工業發展的新思路。
參考文獻:
[1] 徐孝慶,劉明,高文廣.中國生態林業發展研究綜述[J].世界林業研究,1995(6):53~56.
[2] 張 蕾.實施以生態建設為主體的林業發展戰略是構建和諧社會的歷史選擇[J].綠色中國B,2005(6):9~12.
[3] 何洪城,周上游.湖南生態林業與農村經濟發展[M].長沙:湖南科學技術出版社,2004.
[4] 湖南省森林資源監測中心.湖南省2004年度森林資源統計年報.2005,1.
[5] 羅振新.新世紀湖南林業產業的發展道路問題(二)[J].湖南林業科技,2005(2):52~56.
[6] 張久榮.森林―人工林―可持續發展[J].中國林業產業,2003(2):16~18.
[7] 童新旺,何洪城.中國傳統文化與現代林業[J].湖南林業科技,1999,26(3):1~6.
The Development of Ecological Forestry Industry in Hunan Province
Liu Wenwen1,Hu Wei2
關鍵詞:秸稈生物質;包裝材料;資源豐富
1 引言
當今世界公認的第四大能源是農林生物質,它僅次于煤炭、石油和天然氣。農林生物質廉價而寶貴、對環境友好,是綠色可再生的資源。全球每年農林生物質資源十分豐富,品種多樣、地域分散、產量巨大、收儲季節性強。我國每年僅農作物秸稈產量8.5億噸,包括糧食作物和經濟作物秸稈,其中以小麥秸稈、稻草為代表的糧食作物秸稈占總量的70%左右。可用于工業能源原料的能源林和灌木林有3億多噸。因此,可以說我國農林生物質資源極其豐富。隨著學科交叉和領域融合,當今科技水平快速發展,社會對科學發展的環境可持續性的認識越來越多。目前,我國林業化工、機械工程等學科對生物質基材料的研究內容主要集中于高效轉化生物質纖維,使“纖維組分分離、分級定向轉化過程”,制備新材料。現在生物質纖維材料加工研究技術包括兩種,物理改性和化學改性。物理改性是讓生物質纖維化學成分不變,通過一些機械力學、傳熱學、加高壓等方法改變生物質纖維的結構和表面性能;化學改性常用方法有酸堿法、有機溶劑法、界面偶合法、接枝共聚和脂化法等。化學改性是讓生物質纖維改變化學成分的同時結構和表面性能也發生改變,改性后的新材料表現出不同的性能。改性生物質基包裝材料既是一個多學科交叉并融合的研究新領域,又是一個新興的生態產業鏈群體,比如從秸稈的收集組分分離(或不分離)微生物發酵(或重組)能源(或可降解產品),實現秸稈的高效合理、生態環保的綜合利用。
2 國內外研究現狀及發展動態分析
在過去,人類將秸稈收割后用作農田肥料、燃料、建房、家畜飼料、手工制品和工具等。現在國外,許多發達國家在生物質能源利用方面已經制定了一些大型的開發研究項目,如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、丹麥秸稈發電廠、美國的能源農場和巴西的乙醇能源計劃等。這些研究項目中因存在污染環境、易產生有害物質和難于綜合利用等問題,發達國家也已經逐步轉向用纖維素酶水解方法的研究[1]。丹麥是世界上首先使用秸稈發電的國家。阿維多發電廠建于上世紀90年代,每年燃燒15萬噸秸稈,可滿足幾十萬用戶的供熱和用電需求,被譽為全球效率最高、最環保的熱電聯供電廠之一。發電原料和煤、油、天然氣相比,秸稈發電成本低、污染少,是最劃算的燃料;另外,秸稈燃燒后的草木灰還可以作為農田肥料。日本是一個相對資源緊缺的國家,每年的秸稈幾乎被全部利用,其中主要是還田、粗飼料、混合燃料等。混合燃料沼氣發酵真正對纖維素原料轉化沼氣的研究還很不夠,日本正在積極挖掘秸稈的燃料轉化潛力,日本地球環境產業技術研究機構與本田技術研究所已成功從秸稈所含纖維素中提取出了乙醇燃料。歐洲和美國在生物制氣化發電的研究與開發方面處于領先水平,但因為生物質燃氣凈化的研究長期以來一直沒有突破,所以這一技術難以應用和推廣。
國內在生物質可再生能源的能源化技術方面,我國針對秸稈先后開展了沼氣發酵和秸稈氣化。在沼氣發酵中,秸稈轉化率很低,而且嚴重影響產氣率。在秸稈發酵乙醇研究方面,主要沿用木材處理或淀粉發酵乙醇的技術路線,昂貴的“完全”酸水解或酶水解難以實現完全利用秸稈中木質素、半纖維素和高結晶度纖維素的理想,難以適應工業化的要求。
秸稈生物質基新材料在包裝行業也成為偏愛和研究的熱點。林業部林產工業規劃設計院、南京林業大學、東北林業大學也陸續開展了以竹材、麥秸、稻草、玉米稈等為主要原料研究人造板工藝技術。中國林科院木材工業研究所進行了復合材料“非木質纖維人造板”工藝與材料性能研究,并成功開發出了稻殼板、麥秸板、棉稈和麻稈板、稻草板等新材料。在生物質材料產品方面,秸稈作為工業原料主要用于工業造紙,其它的應用主要有:西北農林科技大學開展模壓制品的研究[3],如一次性快餐盒、托盤、家具構件和建筑構件等;南京林業大學將秸稈壓縮成型制作復合秸稈板材,建筑墻體材料,復合秸稈包裝材料等;西南師范大學也進行了可降解餐盒的研究,但由于植物纖維成分各異、含水量不等和化學特性不同,在研發技術和配方上存在較大差別,很多技術參數只能在實驗中摸索,因此也就影響了餐具制品的性能穩定。目前符合國家食品包裝安全材料標準的生物質基包裝材料還不多,尤其是產品的耐水耐油性、耐酸堿性、良好的機械力學性等。東華大學以秸稈纖維為基體進行了木質陶瓷材料的研究[4],以秸稈纖維為原料制成高密度秸稈纖維非織造布;然后采用氣流成網法進行材料陶瓷化,工藝操作簡單,新材料性能可以和以木材為原料加工的中密度纖維板性能媲美。
3 應用前景
植物秸桿類包裝容器,原材料來源極其豐富,不僅可以完全降解,而且可以增加農民的收入、緩解資源短缺,有利于保護環境,同時具有經濟效益、社會效益和環境效益。
3.1 經濟效益
建立一個以年產5000萬只托盤的生產線規模計算,年創產值1250萬元,正常生產年產品總成本為900萬元,年純利潤可達270萬元,投資利潤率為24%。以產品使用秸稈顆粒45g(以托盤計),該生產規模的加工廠,每年消耗秸稈2250噸,若秸稈以300元/噸的價格收購,每年可以直接為農民帶來67.5萬元的收入。從包裝容器的市場需求量來看,對于一個數百萬的城市,每天的需求量就達10萬只以上,需要目前的成型設備18臺,預計在未來5年內成型設備的銷售量將達到240臺,僅設備制造可以創產值6720萬元。
3.2 社會效益
該技術研究成功,可以拓寬更多的應用領域,如農業生產用育苗缽盤、木炭盆景、復合板材、電子產品包裝緩沖襯墊、建筑材料的隔熱保溫板等,為農民致富提供良好的產業化技術,促進農村循環經濟的發展。
3.3 環境效益
減少對環境的污染。秸稈的使用避免了就地焚燒造成的環境污染,另一方面全降解一次性包裝容器的使用,直接減少了由于使用發泡材料(EPS)帶來的白色污染,環境效益顯著。
因此,無論從可持續發展、還是環境保護、可利用資源等問題來分析,秸稈生物質基包裝材料的研制成功,代表了目前和更長遠時間內一次性全降解包裝容器的發展方向。生物質基包裝材料的市場前景非常廣闊,各種食品及農產品包裝的多樣化需求,也為新材料的研究成果提供廣泛的應用空間,激發了秸稈生物質基包裝材料的新研究領域。
參考文獻
[1]陳牧,連之娜,李鑫.玉米秸稈蒸爆渣的氨基酸輔助纖維素酶水解[J].生物質化學工程,2010,(44):15-18.
[2]馬曉軒,范代娣,馬沛等.秸稈微生物降解及發酵生產乙醇的研究[J].西北大學學報,2009,(39):71-74.
中圖分類號:S181 文獻標識碼:A
推進農業健康發展是當今世界性潮流,也是建設社會主義新型團場的重要內容和基本要求。依靠科技進步,有效緩解土地資源和農業用水嚴重不足的狀況,加強生態環境協調發展,進一步改善農業生產的環保條件,切實推進農業經濟的可持續發展。如何保護好及改善現有的生態環境,為屯墾戍邊新型團場提供雄厚的基礎,實現農業經濟健康可持續發展是目前面臨的重要問題。
1 團場農業生態環境現狀
塔里木墾區三十一團,位于巴音郭楞蒙古自治州尉犁縣境內,地處塔里木盆地東北邊緣,西南面臨世界第2大流動沙漠——塔克拉瑪干沙漠,東北臨庫魯克塔格沙漠,是塔里木河與孔雀河下游的兩河沖積平原,是新疆主要的農業生產區,也是我國典型的干旱荒漠生態區。
1.1 林地面積
位于塔里木河流域的三十一團現有土地面積38000hm2,耕地面積4200hm2,林地面積1400hm2,果園面積1733hm2,水域面積5867hm2,其他非生產用地667hm2,其余為未開墾荒地或野生及次生林保護區。
1.2 氣候條件
塔里木盆地的三十一團屬典型的內陸型氣候,干旱少雨,蒸發強烈,氣候干燥,多風沙浮塵,日照長,溫差大,熱量豐富,冬夏長,春秋短,夏季炎熱,冬季干冷。主要災害性的天氣為風沙、冰雹、干旱等。
1.3 水資源狀況
三十一團位于卡拉灌區,引水水源是塔里木河和孔雀河及卡拉水庫,年供水量1.2億m3,多年來由兩河共同供水。塔里木河據恰拉水文站41a資料分析,2007年以來,年徑流呈下降趨勢。
根據1981年零零九二五部隊勘探調查分析,團場區域土壤土質多為沙壤、輕壤土、沙土和粘土。土壤有機質含量均在1%以下,土壤pH值在8~8.7之間,總鹽量為0.1%~1% , 土壤經熟化后易脫鹽,通氣透水性好,近幾年由于兩河斷流頻繁,地下水位在3m以下,天然林及農作物種植缺水嚴重。
2 保護團場農業生態環境的必要性
2.1 植被覆蓋率急劇下降
三十一團地處塔里木盆地的東北邊緣位于巴州尉犁縣境內。南至塔克拉馬干沙漠東北邊緣,北臨庫魯克塔格沙漠南緣,兩沙漠交匯點最近處不足2km。塔里木河的下游近30km河道貫穿其中。由于解放以來幾次大的農田開墾活動,使得植被覆蓋率急劇下降,生態環境日趨惡化。每年由于沙漠侵蝕農田的危害性日益加劇,自然環境沙化現象使得團場大面積農田被迫撂荒,加之日益頻繁的沙塵暴的發生,已嚴重制約了團場經濟的發展。保護生態環境、減少環境因素的負面影響對改善現有的農業種植結構,提高現有耕地的單位效益,增加團場的經濟總量和職工收入,具有重要的現實意義。
2.2 沙漠化侵襲嚴重
團場南部的塔克拉瑪干沙漠及東南部的庫魯克沙漠極端干旱,純屬沙漠景觀。塔里木河從2沙漠之間流經,注入若羌縣境內的臺特瑪湖,近10a來,孔雀河干枯斷流,塔里木河下游斷流頻繁,2沙漠之間已有百余處匯合,大有合攏之勢,綠色走廊瀕于消失,等待挽救。
2.3 風災沙害嚴重
由于兩河來水劇減,使生態環境受到嚴重的破壞,生態環境趨于惡化。氣候惡劣,干旱少雨,風災沙害嚴重,全年降水稀少;蒸發強烈,蒸發量是降雨量70倍左右。由于團場緊鄰塔拉瑪干沙漠,每年春夏的大風、風沙和浮塵對農業生產和人民生活造成十分嚴重的危害。
2.4 林業資源衰退嚴重
2河下游,土地鹽漬化嚴重,荒漠林、草植被長期缺水,出現大面積死亡;林草野生植被面積大幅度減少,沙漠面積擴大。惡劣的自然環境,讓團場干部職工深刻地意識到,沒有林業發展,就沒有農業的豐收,要生存發展,要履行屯墾戍邊的歷史使命,就必須牢固樹立生態立團理念,把生態戍邊作為屯墾戍邊的基礎,堅持不懈地加強生態環境建設,為團場經濟社會持續、快速、協調發展提供有力保障。
3 保護團場農業生態環境的措施
3.1 提高認識、加強領導
生態資源與環境是農業生產的自然基礎,環境保護和生態建設是發展農業循環經濟基本前提。只有提高認識,加大對生態建設的保護力度,使團場全民普及生態環境保護知識及樹立農業可持續發展意識,加大投入人力、物力擴大建設生態區,把保護資源和環境治理并舉,為經濟建設創造一個良好的環境條件。
3.2 加強生態保護力度
3.2.1 加強公益林管護
建立各項生態資源管護制度,簽定公益林管護責任書,保證公益林管護4個到位,即做到管護措施到位、管護人員到位、管護經費到位、管護責任到位。保護人們的生存環境和野生資源免受破壞,恢復發展公益林的長期生態效益,嚴厲打擊各類破壞綠色植被的違法行為。
積極發揮林業站的各項職能作用
加強林業站對管轄區域的監督、管理,制定林業生產階段目標管責任制,依法治林,嚴禁亂砍亂伐林木,嚴禁破壞自然植被、野生資源。加快對人工防護林的建設,做到耕地林網化、道路綠蔭化、城鎮花園化的環境格局。
3.3 實施農業可持續發展戰略
實施農業可持續發展戰略,逐步實現環境、經濟、人口、資源的協調發展。要保護現有的森林資源,在原有基礎植樹種草,改善生態環境,嚴禁毀林開荒,依靠科技進步,提高植樹種草的成活率;要保護好現有的防風林帶,禁止亂砍亂伐;要擴大生態保護區范圍,在各自然保護區,劃出一定面積作為緩沖過渡區,確保保護區的安全。
3.4 發展生態經濟林產業
加大生態經濟林的建設,合理調整和改善現有的農業種植結構,以林養林,加強管理。生態經濟林既能起到防風固沙的作用,對團場農田起到防護作用,也提高團場現有耕地的單位效益,增加團場的經濟總量和職工收入,具有重要的現實意義。
3.5 科學的開展植樹造林
在靠近農田較近的荒地,選擇生長旺盛、根系發達、抗風、抗旱、抗堿的植物種植,改善農田環境,對棉花種植起到保護作用。生態林種植的樹種主要以耐鹽堿、抗干旱、生長快的喬灌品種為主載品種,主要以胡楊、沙棗、紅柳等容易成活的品種,形成喬灌相結合的種植模式。既能保證防風基干林的形成,又能達到保護農田、改善環境的效果。
3.6 有效實施節水灌溉造林
節水滴灌造林,具有節水、節能、省工、省地、提高林木成活率和生長速度的獨特優點,可避免人為沙化、增加植被覆蓋率、改善生態環境,是防沙治沙、控制土地沙化的新途徑,是一項集防沙、治沙、開發沙地資源、擴大綠洲、變資源優勢為經濟優勢于一體的技術。
3.7 加強森林有害生物病蟲鼠害防治
中圖分類號:X713 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2013)02-0299-04
畜牧養殖業已經成為三峽庫區農業和農村經濟的支柱產業和農民增收的重要來源。隨著“百萬工程”的實施及城鄉統籌和現代農業的發展,重慶市的畜牧養殖業出現了強勁發展的勢頭,適度規模化養殖發展較快,近兩年來涌現出了一大批規模化養殖場,已明顯呈現區域化特征。隨著養豬場規模的不斷擴大、數量的不斷增加,養殖場污水已無法被土地消化,糞污產生的大量臭氣釋放到空氣中,未加處理而被排放的污水對自然水體造成了大面積的污染,使其BOD5、CODCr指標嚴重超標[1]。規模化養殖場的糞污使三峽庫區區域生態環境嚴重惡化。為此,通過對三峽庫區規模化養殖場糞污利用現狀的調研,提出了適合三峽庫區社會、經濟、資源環境狀況的規模化養殖場糞污資源化利用技術模式,以期解決畜禽養殖規模化發展帶來的環境污染問題,從而有效緩解三峽庫區區域生態環境的惡化,實現社會、經濟、生態環境的協調可持續發展。
1 規模化養殖場糞污處理基本模式
目前,規模化養殖場糞污處理的基本方法主要有好氧處理、厭氧處理、自然處理、混合處理4種。
1.1 好氧處理法
采用好氧技術對糞尿及廢水進行生物處理研究最多的是SBR(Sequencing batch reactor)工藝,即序批式活性污泥法。SBR是基于傳統Fill-Draw系統改進并發展起來的一種間歇式活性污泥工藝[2]。它把污水處理構筑物從空間系列轉化為時間系列,在同一構筑物內進行進水、曝氣、沉淀、排水、閑置等。20世紀70年代起,美國Notra Dame大學的Irvine等[3]在實驗室內對SBR法的基本運行特性作了研究,在美國環保署的支持下,于1980年把印地安納州南部的Culver城市污水處理廠改建成SBR系統。日本在糞便處理技術方面,自1975年起已開始采用活性污泥法同時除去糞便中的BOD5和氮的技術,這種方法被稱為糞便處理的超標準脫氮法[4]。我國自1985年建成首座處理肉類加工污水的SBR系統后,又陸續在城市污水、魚品、肉類加工污水處理中應用,20世紀90年代開始用于畜禽養殖場污水處理。活性污泥法也能去除某些金屬Ca、Mg、Hg等[5],采用固定的活性污泥能使BOD5去除率達95%~97%[6]。
我國學者對SBR用于畜禽養殖場糞污處理研究較多,如鄧良偉等[7]用水解-SBR-活性炭吸附,NH3-N去除率達97%以上;趙巖[8]用SBR技術處理高濃度養豬污水,其CODCr去除率為92.47%,BOD5去除率為96.69%。在實際應用中,單獨使用SBR工藝并不多,多是采用SBR與其他方式結合處理,如于金蓮等[9]通過實驗室模擬試驗,探討混凝-脫氨-好氧生化處理養豬污水工藝,用石灰乳混凝沉淀,處理后出水濃度CODCr為340~380 mg/L,NH3-N為28~60 mg/L;成文等[10]采用接觸氧化-水解(酸化)-兩段接觸氧化-混凝工藝處理高濃度養豬場污水,在最佳條件下,CODCr去除率大于97%,BOD5去除率大于98%,氨氮去除率大于96%;范建偉等[11]用活性污泥膜分離技術處理畜禽污水,用膜取代了傳統二沉池,具有出水穩定、活性污泥濃度高、抗沖擊負荷能力強、剩余污泥少、裝置結構緊湊、占地少等特點。出水濃度CODCr
1.2 厭氧處理法
20世紀50年代出現了厭氧接觸法(Anaerobic contact process)工藝,60年代末出現的厭氧濾器(Anaerobic filter,AF)是高負荷厭氧反應器的第一個突破,此后在70年代上流式厭氧污泥床UASB(Up-flow anaerobic sludge bed)問世,UBF與UASB的發明推動了以提高污泥濃度和改善廢水與污泥混合效果為基礎的一系列高負荷厭氧反應器的發展,并逐步應用于禽畜污水處理中。厭氧處理特點是能量需求低,可以產生能源(沼氣),污泥量低,對pH、溫度等環境因素敏感[12];而且由于處理過程不需要氧,所以不受傳氧能力的限制,因而具有較高的有機物負荷潛力,能對一些好氧微生物所不能降解的部分有機物進行降解[13]。
我國最早將畜禽糞污用于厭氧處理是以生產沼氣為目的,因而生產后未能達到完全分解污染物的要求,其出水CODCr的濃度仍不符合環保廢水排放標準。20世紀90年代以來,隨著畜牧業的迅猛發展,畜禽糞污造成的環境污染日漸突出,人們開始將厭氧處理用于處理畜禽糞污環境污染物,而生產沼氣只作為附加產物[14]。鄧良偉等[15]采用內循環厭氧反應器(lC)處理豬場廢水,BOD5去除率為95.8%,SS去除率為78.5%,沼氣產氣率達1.5~3.0 m3/d。后又通過改善厭氧消化液的可生化性和培養高效脫氮菌種等措施,NH3-N去除率達到了99%,CODCr去除率達95%[16]。純粹的厭氧處理畜禽污水后,出水一般殘留的CODCr值較高,達不到排放標準。實際應用中的厭氧處理實際上還摻雜其他處理單元。如張國治等[17]選用小球藻、顫藻等藻類,采用懸浮藻類法和固定藻類法兩種工藝對豬糞厭氧廢液進行凈化處理。經過15 d室內靜態處理,去除NH3-N 93.9%,TP 78.4%,色度51.4%。
1.3 自然處理法
包括穩定塘處理、土地處理和廢水養殖。這類方法投資省、工藝簡單、動力消耗少,但凈化功能受自然條件的制約,如果在有足夠土地可利用的條件下,它是一種較為經濟的處理方法,特別適宜于小型畜禽養殖場廢水處理。自然處理法也可以用于畜禽養殖場廢水除臭,如胡佩[18]采用細黃鏈霉菌5406除去家禽糞臭味。
畜禽養殖污水的快速滲透處理系統雖比另外的陸地處理系統效率低,但最低的去除率也達到50%,也不需要預處理,酸性環境能加速脫氮去磷,發展快速滲透系統的投資和運行費用較低;同時,具有額外的益處,如水和養分的再利用[19]。廖新弟等[20]分別以香根草和風車草為植被,建立人工濕地,凈化畜禽場污水,CODcr去除率可達90%以上,BOD5去除率可達80%以上。生態工程陸地處理系統(LTS)作為一種自然的、生態的、交替的或所謂適合的技術,中國自1986年就開始研究和利用,其具有費用低、節約能源、恢復資源、易操作、去除污染物廣而有效等優點[21]。濕地處理系統受環境條件影響較大,在寒冷地區需專門設計[22]。水萍科植物用于循環利用養豬污水是可行的處理方式,建立植物過濾帶可減少排入地表接納水體的污染物負荷[23]。
1.4 混合處理法
好氧處理法、厭氧處理法、自然處理法用于處理畜禽養殖場廢水各有優缺點,一般不單一應用,近年來畜禽糞污多采用混合處理法[24]。即是根據畜禽養殖場廢水的多少和具體情況,設計出由以上3種或以它們為主體并結合其他處理方法進行優化組合,共同處理畜禽養殖場廢水。該方式能以較低的處理成本,取得好的效果,如杭州西子養殖場采用了厭氧+好氧結合的處理工藝,經處理后,廢水中CODcr約為400 mg/L,BOD5為140 mg/L,基本達到廢水排放標準[25];深圳農牧實業公司的污水處理工程,工藝流程為污水-固液分離-調節池-上流式厭氧消化-植物塘-魚塘-排放,處理的廢水也能達到深圳市廢水排放標準[26];李秀金等[27]采用ASBR-SBR組合反應器系統,處理高濃度有機污水,其中ASBR作為預處理器(厭氧)主要用于去除有機物,SBR(好氧)用于生物脫氮處理。當然,混合處理方法的形式多種多樣,除以上3種方法結合外,還包括一些物理、化學處理方法結合,在實際應用中應視具體情況而定。
當今我國畜禽糞污的污染大體上已經歷了認識階段,開始進入探索和解決階段。
2 三峽庫區規模化養殖場現有的處理模式
目前,三峽庫區采取的處理模式主要有3種,即還田處理模式、無動力自然處理模式和機械化處理模式。多數養殖場糞污主要利用干清糞技術,糞便利用堆肥技術處理作為肥料[28],污水凈化后排放;也有部分養殖場以沼氣應用方式處理,但沼氣的利用沒有解決好,有的養殖場甚至沼氣用不完白白在大氣中燃燒掉,經濟效益體現不出來,所以推廣應用就存在很大問題[29]。我國是能源和水資源緊張的國家之一,如何將糞污處理資源化和能源化,并和有機肥開發相結合,將是三峽庫區綠色農業產業發展的重要方面,也是庫區生態環境安全的重要保障。
3 規模化養殖場糞污對三峽庫區生態環境的影響
三峽庫區城市重慶市全市生豬、肉牛、奶牛、山羊、蛋雞、肉雞規模化率分別達40.0%、20.4%、66.5%、34.0%、89.0%、87.5%,畜禽養殖綜合規模化率達48.2%。隨著重慶市集約化養殖業的發展,養殖場產生的大量畜禽糞污對環境的污染越來越被人們所關注。重慶市畜禽養殖產生的糞便總量每年近8 570萬t,除少量用于農田施肥和制作成復合肥外,大多數未經處理就被排放到環境中,成為污染次級河流、水源的主要“殺手”,污染了人們賴以生存的空氣、水體。養殖場糞污的污染以規模化養豬場最為嚴重,一個萬頭豬場每天可排出豬糞10 t、尿液15 t、沖洗水100 t,相當于每天排放了CODCr 1 280 kg、TN 96 kg、TP 40 kg。
4 適宜三峽庫區規模化養殖場的處理模式
規模化養殖場糞污的資源化利用是有效緩解三峽庫區區域生態環境的惡化,實現社會、經濟、生態環境的協調可持續發展的重要途徑。從三峽庫區社會、經濟狀況及農民生活習慣和養殖糞污的物料特性出發,提出適合三峽庫區規模化養殖場糞污的資源化利用模式,為養殖場的糞污處理利用提供借鑒。
4.1 無公害食用菌環鏈模式
沼渣營養豐富,所含營養成分與食用菌栽培料所需要營養相近,且雜質少,十分適合食用菌的生長,同時食用菌培養廢物可參與厭氧發酵。無公害食用菌環鏈模式(圖1)能真正意義上達到循環農業的目的。
4.2 生態水產養殖模式
水產養殖業是三峽庫區的主要產業,沼液是養魚的好飼料,在沼液養魚利用淡期可與大田灌溉兼顧,形成靈活的利用模式。生態水產養殖模式見圖2。
4.3 低碳林業模式
在低碳經濟背景下,林業既是產業建設的載體,又是生態建設的載體。將養殖業和林業結合起來形成循環模式,促進低碳經濟的發展。低碳林業模式見圖3。
5 小結
隨著四期移民搬遷安置的全面完成,三峽庫區生態建設與產業發展至關重要。林業、水產養殖業是三峽庫區的主要經濟產業,食用菌是三峽農民致富的新興產業,將養殖業與其他產業形成大循環模式,互利互用,既能減輕養殖業對三峽庫區環境帶來的污染壓力,又可以促進無公害、生態、低碳產業的發展,帶動三峽庫區循環經濟的發展。
參考文獻:
[1] 謝 濤,陳玉成,于萍萍. 畜禽養殖場糞污對農村生態環境的影響及其綜合治理[J]. 安徽農業科學,2007,35(2):524-525.
[2] 田寧寧,王凱軍,李寶林,等.畜禽養殖場糞污的治理技術[J].中國給水排水,2002,18(2):71-73.
[3] IRVINE R L,BUSCH A W. Sequencing batch biological reactors――an overview[J]. Journal Wat Control Fed,1979,51(2):235-243.
[4] 岑運華.日本糞便處理技術的新進展[J].環境科技,1991,11(3):8-9,57.
[5] MCNAB N J,HUGHES J C, HOWARD J R. Pollution effects of wastewater sludge application to sandy soils with particular reference to the behavior of mercury[J]. Applied Geochemist, 1997,12(3):321-325.
[6] HASHIMOTO N, SUMINO T. Wastewater treatment using activated sludge entrapped in polyethylene glycol prepolymer[J]. Journal of Fermentation and Bioengineering,1998,86(4):424-426.
[7] 鄧良偉,姚愛莉,喻立艷,等.規模化豬場糞污處理工藝研究[J].西南農業學報,2000,13(增刊):113-117.
[8] 趙 巖.SBR技術處理高濃度養豬污水[J].遼寧城鄉環境科技,2002,22(1):28-29.
[9] 于金蓮,閻 寧.畜禽養殖廢水處理方法探討[J].給水排水,2000, 26(9):44-47.
[10] 成 文,盧 平,羅國維,等.養豬場廢水處理工藝研究[J].環境污染與防治,2000,22(1):24-27.
[11] 范建偉,張 杰.活性污泥膜分離技術在畜禽廢水處理中的應用[J].工業用水與廢水,2002,33(3):39-40.
[12] 張大同.論處理畜禽場糞便的經濟有效途徑[J].農業工程學報,1989,5(2):56-59.
[13] 李展鐘.畜牧場生產工藝與畜舍設計[M].北京:中國農業出版社,2000.
[14] 姚向君,郝先榮,郭.畜禽養殖場能源環保工程的發展及其商業化動作模式的探討[J].農業工程學報,2002,18(l):181-184.
[15] 鄧良偉,陳鉻銘.IC工藝處理豬場廢水試驗研究[J].中國沼氣,2001,19(2):.12-15.
[16] 鄧良偉,蔡昌達,陳鉻銘,等.豬場廢水厭氧消化液后處理技術研究及工程應用[J].農業工程學報,2000,16(3):92-94.
[17] 張國治,姚愛莉.藻類對豬糞厭氧廢液的凈化作用[J].西南農業學報,2000,13(增刊):105-112.
[18] 胡 佩.家禽糞便的微生物除臭法[J].土壤肥料,1996(4):45-46.
[19] TANIK A,COMAKOGLUT B. Nutrient removal from domestic wastewater by rapid infiltration system[J]. Journal of Arid Environment,1996,34:379-390.
[20] 廖新弟,駱世明.人工濕地對豬場廢水有機物處理效果的研究[J].應用生態學報,2002,13(1):113-117.
[21] OU Z Q,SUN T H,LI P J,et al. A production-scale ecological engineering forest system for the treatment and reutilization of municipal wastewater in the Inner Mongolia,China[J]. Ecological Engineering,1997,9:71-88
[22] WERKER A G,DOUGHERTY J M,MEHENRY J L,et al. Treatment variability for wetland wastewater treatment design in cold climates [J].Ecological Engineering,2000,19:1-11.
[23] BERGMANN B A,CHENG J,CLASSEN J,et al. Nutrient removal from seine lagoon effluent by duckweed[J]. Transactions of the ASAE,2000,43(2):263-269.
[24] 彭 里,王定勇.豬場廢水的生物處理技術及其效果[J].家畜生態,2003,24(2):67-72.
[25] 高越晗,戚文娟.西子生態農場的綜合開發利用研究[J].環境污染與防治,1998,20(4):26-29.
[26] 鄧喜紅.規模化養殖場糞污治理概述[J].農業環境與發展,1999,16(2):42,46.
1、植被破壞,生態功能下降
從上世紀50年代開始,在“以糧為綱”的思想指導下,開始了“全面砍光”的開荒造田行動,使原始森林遭到破壞,地表大面積裸露。農民形象的說“山頂和尚頭,山腰羅漢肚,山下黑水流”。生態系統失去了自我維持和發展的能力,使森林涵養水源、調節氣溫、防風固沙等生態功能大大降低。
2、耕作方式粗放、生態環境惡化
大量應用粗放的鏵式犁深翻耕作,使土壤裸露,細碎、干旱。當大風刮起時,將大量干燥細小的土粒帶到空中,便形成了沙塵暴。當天下暴雨時,洪水從裸露的地表沖走了肥沃的土壤,溝壑縱橫、耕地貧瘠,水土流失越來越嚴重。當干旱少雨時,裸露的土壤風蝕嚴重,耕地沙漠化趨勢逐步加快。
粗放型耕作形成了生態環境惡化——干旱等自然災害增多——農業減產——農民貧困的惡性循環。
3、焚燒作物秸稈,污染天空環境
種植業產生的農作物秸稈,每個農戶就有數噸。有的種量大戶甚至有幾十噸,這些秸稈除少部分用于牲畜飼料外,大部分農民拉回家用于生活燃料,或被當做廢棄物丟在田間地頭和路旁在秋春之際燒掉了。焚燒秸稈導致了溫室效應的增加和環境及大氣的污染,在公路和飛機場周邊焚燒,產生的濃煙影響車輛和飛機的正常行駛,增加了安全隱患。
4、化肥農藥使用不當,污染生活環境
在種植業中,農民只知道化肥具有運輸使用方便,肥效高的優點,而不知道長期使用化肥導致土壤板結硬化的后果。二是隨著農村勞動力向二、三產業轉移,勞力較少,大量應用農藥除草和滅蟲。而化肥和農藥使用過量,甚至使用不當,會使化肥和農藥在農作物的秸稈和顆粒中殘留,造成對人畜的危害。農藥在毒死病蟲的同時,還毒死了益蟲和益鳥。生態失去了平衡。當出現暴雨時,部分化肥及牲畜糞便隨地表徑流到受納水體,使人畜飲用水源受到污染,糞便中的氨氣等氣體散發到空中,對空氣造成了污染。
二、發展低碳環保農業的建議
農業要實現低碳、環保發展,必須把農業、林業與牧業有機的結合起來,把資源合理的開發利用與生態系統的恢復和改善有機的結合起來,向著低碳、綠色、有機、生態農業的方向和循環經濟的方向發展。實現經濟、社會、生態“三效統一”的目的,建議做好以下幾方面工作。
1、增強環保意識
人來賴以生存的自然環境,它既為人類活動提供了空間和載體,又為人類提供了資源和容納廢棄物。長期以來,人們認為自然資源是“取之不盡,用之不竭”的,只管開發利用,不管保護建設,只顧眼前利益,不顧長遠利益。因此,我們要加大宣傳力度,一是要用生態環境惡化給人類生產,生活帶來危害的事實說服教育;二是要用分析預測的方法,生態環境繼續惡化,子孫后代無法生存的嚴重性說服教育。盡快扭轉“重生產輕環保:重糧食輕林草;重城鎮輕鄉村:先污染后治理”的錯誤思想,增強環保意識,實現人與自然的和諧相處。
2、營造綠色家園
為營造一個山川秀美、鳥語花香的綠色家園,一是要繼續抓好計劃生育工作,控制人口增長,緩解人地矛盾。二是要繼續綠化荒山荒坡,讓山頂戴上綠帽子(植樹),山腰系上彩帶子(水渠、林帶),山根鋪上綠毯子(種草、種樹)三是要在耕地邊、道路邊、院墻邊、水渠邊種植樹木花卉,努力實現農田林網化,水利化:村莊園林化、清潔化。四是要科學綠化,計劃要合理、種樹要適宜、管護要規范。鞏固植樹造林,退耕還林成果,使青山常在,碧水長流。
3、推廣保護性耕作
退耕還林還草雖然是治理生態環境的有效措施,但是退耕還林還草只能退掉一些貧瘠的陡坡地,而平地和較為肥沃的緩坡地,是農民賴以生存的口糧田,是退不掉的。這些干旱裸露耕地,這是沙塵暴頻發和水土流失的來源地,怎么辦?我們只有采取轉變生產方式,把落后的粗放型耕作,轉變為科學的保護性耕作。
保護性耕作是采用免耕,少耕、深松土壤、秸稈還田等技術,利用作物殘茬和秸稈覆蓋地表,用根茬固土,秸稈覆土,提高土壤的保土、保肥,保墑能力,達到減少水土流失、防止土壤沙化、保護生態環境、降低生產成本、增加作物產量,實現可持續發展的目的。經過試驗推廣取得了顯著成效。今后應緊緊抓住機遇,要大力推廣普及。
4、應用清潔能源
在農村推廣沼氣、太陽能,風能、光伏等清潔能源,能達到節約資源、治理污染,保護環境的目的。尤其是沼氣技術的效果更為明顯,主要作用有以下幾點。
(1)一座8M3沼氣池可年產沼氣300 M3左右,基本能滿足一個5口人家做飯用能的需要,不僅解決了用秸稈做飯,煙塵污染環境的問題,而且解決了農民生活用能后,減少了對薪柴的砍伐問題,使退耕還林成果能得到鞏固和發展。
(2)人畜糞便、農作物秸稈、生活污水等直接流入沼氣池作為發酵原料,可改變農村糞便、秸稈和垃圾亂堆放、亂燃燒狀況,消滅了蚊蠅的產生和病菌的傳播,解決了農村生活環境臟、亂、差的問題。
(3)沼氣池產生的沼液和沼渣,富含農作物生長所必須的氮、磷、鉀元素、肥效高,無污染,且有殺死病菌的作用,沼液噴施在農作物及果樹上滅蟲,不僅起到了殺蟲的作用,而且還有葉面施肥的作用,沒有毒副作用。在種植業中大量使用沼液和沼渣,可減少化肥和農藥的使用量,是實現農業生產無害化的有效途徑。
中圖分類號:TU531.6 文獻標識碼:A
稻草磚作為新型的綠色墻體材料具有以下特點:可有效節約資源,減少碳排放;輕質、強度大、抗沖擊、防火;具一定的隔音性、具有殺菌、防霉、可保濕、無放射性等功效。它可使農業廢棄物再循環利用、提高環境質量、有利于百姓的身心健康,且完全具備綠色墻材特征,是今后我國墻體材料主導的發展方向,也是建設節能減排社會的必然需求[1]。
1 普通稻草磚的腐朽問題
草磚房有很多的優點,但也存在一些不足。例如:在承重墻底部、窗臺下、門框上下等部位,常見不均勻的沉降裂縫現象。這些都是由雨水噴濺、浸泡和潮濕氣體侵入造成的,使墻體底部常出現返潮、滲水等現象,日積月累,形成惡性循環,最終會導致承重墻失效,同時易引起鼠害的發生。
改性稻草磚更加堅固,可以有效的防止稻草磚失效,使用時可靠性高,是一種既能防水,又具有高強度抗拉、抗震、抗腐、抗潮、抗鼠等綜合性特征的復合稻草磚。最終可以有效解決墻體底部、窗臺下、門框上下等部位的潮濕問題。
2 稻草磚的改性防腐防潮試驗
稻草磚是由新鮮稻草先經過自然干燥脫水,再經過打包機工藝壓制而成。稻草主要含有纖維素、多糖等生物大分子,同時也含有C、N、O、P、S以及少量微量元素。稻草磚在使用中不可避免受外界雨水、潮氣的浸泡,在適當溫度下,雨水潮氣就會導致真菌等微生物的滋生、繁衍,最終導致稻草秸稈強度降低、粉化、脫皮,最后脫層。既降低了草磚的質量,又縮短了草磚的維護周期。即使經過維修,亦難以使裂縫愈合,伴有雨水的噴濺、侵入、鼠類的侵擾的時常發生,導致稻草房保溫性能下降。能夠腐蝕稻草的微生物很多,如:細菌、放線菌、真菌等都能分解稻草纖維。這些纖維素分解菌,都能不同度程度地引起稻草中纖維素的霉腐、崩潰。通過實驗,在普通稻草磚表面外層浸漬由硫酸銅和工業熟石灰以及表面活性劑OP-10制成的漿液,研制出的改性復合稻草磚可以有效的防止稻草磚失效現象的發生,使用時安全可靠。
2.1 試驗材料
2.1.1 材料
利用干草打包機將干燥的稻草秸稈經物理加壓成型后,用鐵絲緊緊捆扎而成長度為90cm、高度為36cm、厚度為45cm,重量為36kg的前期物塊,其承重壓力為1956kg/m2,密度112~134kg/m3,含水率小于17%,導熱系數≤0.172w/(m·K)。經后期制作樣塊為6m×6m×6cm,用線繩裹緊,備用。
2.1.2 試驗菌株
2.1.3 防腐防潮劑
2.1.4 培養基
試驗菌株的接種、擴繁和培養選用改良的PDA培養基配方,馬鈴薯、葡萄糖培養基,稻草磚樣塊的崩潰失效試驗采用粉碎珍珠巖和鋸木屑混合培養基[2]。
2.2 稻草磚樣塊的滅菌和接種
將同一配方藥劑、同一濃度處理的稻草磚樣塊用多層紗布包裹,外包牛皮紙2層,在高壓蒸汽滅菌器(0.1MPa、121℃)中,滅菌30min,自然冷卻。在超凈工作臺上,將樣塊在平面與培養皿中被菌絲覆蓋的稻草接種,放入無菌消毒的2000mL燒杯中,杯口用消毒的聚乙烯膜和牛皮紙各1層包裹,用棉線繩系牢,每個試驗處理重復3次。
2.3 樣塊的崩潰試驗
將樣塊放置于103℃恒溫箱中,烘干120min。過夜冷卻,稱質量,然后置于無菌蒸餾水中,使稻草磚樣塊吸收一定的水分,再用天平稱量,記錄,依據不同的浸水時間,控制樣塊的含水量;再將稻草磚樣塊裝入聚乙烯塑料袋內,袋口用普通棉花做一個呼吸口,用無針頭注射器吸取混勻的菌液各5mL,在稻草磚樣塊表面的幾何中心涂布真菌培養液[3]。將接種真菌的稻草磚樣塊置于在25~30 ℃、相對濕度為90%條件下的培養箱中,每隔2w取樣1次,每次處理均取6塊。將稻草磚樣塊表面的菌效刮掉,置于103 ℃恒溫箱中,烘干120min。過夜冷卻,稱質量。
2.4 稻草磚樣塊崩潰程度的評定方法
2.5 稻草磚樣塊耐腐性評定原則
3 展望
作為新型綠色環保節能建筑材料改性稻草磚的推廣,對傳統民居向生態民居轉型,消除焚燒秸稈對環境污染,節約農村耕地資源,以及探索農村循環經濟的可再生、可持續性發展模式均產生重大的影響。同時利用稻草制成的稻草磚作為新型綠色建筑材料,又是人類回歸自然,保護生態環境,節約有效能源,延續人類進入下一個良性生存鏈的有益探索[4]。
將常規稻草磚用防菌劑處理,從而克服了當雨水侵入時發霉、發腐時稻草磚承壓強度降低、稻草磚填充墻體時常出現裂縫、雨水噴濺的難題,即解決了墻體等部位的潮濕問題,又抑制了真菌等微生物滋生問題,使改性稻草磚更加堅固,可以有效的防止稻草磚失效。推廣使用新型改性復合稻草磚,可以節約土地資源、煤炭,保護環境,因此,對我國農村經濟的發展具有重要的現實意義。
參考文獻
[1] 李效光,馬捷.草磚的研究與應用綜述[J].建材發展導向,2006,4(3): 57-60.