李艷,李增安,張大鵬

平邑縣公園園林廢棄物的資源化生物處理途徑探討

李艷1,李增安2,張大鵬3*

1. 平邑縣園林環(huán)衛(wèi)保障服務中心, 山東 平邑 273300 2. 山東農業(yè)大學植物保護學院, 山東 泰安 271018 3. 山東農業(yè)工程學院, 山東 濟南 250100

本文以平邑縣公園園林廢棄物為研究對象，對公園產生的園林廢棄物種類、數(shù)量、處理方式和技術選擇等進行了全面研究。園林廢棄物亟需適當?shù)奶幚?，如果處理不當，會對大氣、城市容貌、人類身體健康以及地下水產生影響，對社會造成巨大的資源浪費。本文首先介紹了園林廢棄物生物處理的意義，其次分析了目前幾種生物處理的現(xiàn)狀，最后提出了利用環(huán)境昆蟲進行園林廢棄物處理的相關建議，可為縣城區(qū)公園園林廢棄物處理提供指導和依據(jù)，為城市生態(tài)文明建設貢獻力量。

園林; 廢棄物; 生物處理

公園園林廢棄物，主要指的是公園內園林植物自然凋落的枯枝落葉或人工修剪所產生的植物殘體，包括行道樹、花卉、灌木、綠籬、色塊、草坪等植物[1]。近年來，我國生態(tài)園林城市建設進程加快，城市公園數(shù)量增加，綠化面積也隨之增大，公園園林廢棄物產量急劇增加。截至2019年底，全國城市綜合公園、社區(qū)公園、專類公園等超過20000個，城市建成區(qū)綠地率、綠化覆蓋率分別達37.34%和41.11%[2]，城市人均公園綠地面積約15 m2，公園園林廢棄物年產約4000萬t[3]。

公園園林廢棄物具有廢物與資源的雙重屬性。調查結果表明，絕大多數(shù)城市的園林廢棄物與居民生活垃圾處理類似，前期缺乏垃圾分類處理，只簡單地被運入垃圾填埋場填埋或堆放，經自然分解的垃圾，只有少部分被二次利用，且極易對環(huán)境造成污染。園林廢棄物含有大量的木質纖維素和其他有價值的成分，只有生物處理才會成為參與再循環(huán)的“資源”，而不會成為環(huán)境污染源。

1 平邑縣公園園林資源及園林廢棄物理論資源量情況

1.1 平邑縣公園園林資源情況

圖1顯示，截至2021年，平邑縣綜合性公園數(shù)量達到5個，公園綠化面積達402.11萬m2，人均公園綠地面積為14.72 m2。2017-2021的5年間，公園綠地面積以年均18%的速率增長，由此產生的公園園林廢棄物逐年遞增，資源化利用問題亟待解決。

圖 1 2017-2021年平邑縣公園數(shù)量、公園綠地面積

注：數(shù)據(jù)來源于平邑縣園林環(huán)衛(wèi)保障服務中心。下同。

Note: The data were got from the service center of environmental health safeguard in Pingyi County. The same as follows.

1.2 平邑縣公園園林廢棄物理論資源量

1.2.1 按種類劃分的廢棄物理論資源量本研究以平邑縣公園數(shù)量、面積、綠化面積、綠化資源類型等基礎數(shù)據(jù)為依托，通過實地調研以及獲得相應系數(shù)，計量得出平邑縣公園園林廢棄物資源總量約為560.72萬t。其中闊葉和針葉喬木林地產生的廢棄物資源量分別為95.64萬t和73.68萬t鮮重，顯著高于草坪產生的廢棄物資源量，是草坪廢棄物總資源量的1693倍。具體如表1所示。

表 1 依種類劃分的園林廢棄物理論資源量

1.2.2 按平邑縣內公園劃分的廢棄物理論資源量從表1可知，平邑縣公園園林廢棄物每年產生的理論資源量約有560.72萬t。由表2可得，浚河公園產生的廢棄物資源量顯著高于祥云湖公園，是祥云湖公園的9.2倍。平邑縣公園園林廢棄物的理論資源量及其比例如表2所示。

表 2 按公園劃分的廢棄物理論資源量

2 平邑縣公園園林廢棄物資源生物技術處理現(xiàn)狀及途徑分析

作為平邑縣城固體廢棄物的公園園林廢棄物，一直困擾著平邑縣城的生態(tài)環(huán)境保護和高質量發(fā)展，然而，隨著國家、省、市及地方垃圾分類政策的落地實施，園林廢棄物已經不是需要花費大量成本處理的“垃圾”，而是放錯了位置的一類重要“資源”。園林廢棄物資源化利用技術的開發(fā)及利用將成為今后城市綠色、低碳和高質量發(fā)展的一項重要內容。園林廢棄物的填埋和焚燒技術在新時代縣城低碳高質量發(fā)展背景下，會退出歷史舞臺。

作者認為，生態(tài)、低碳、經濟和可持續(xù)是公園園林廢棄物利用技術及途徑的選擇最為重要的前提，在我們可預見的時期內，環(huán)境效果評價也是十分必要的。另外需要明確的是，公園園林廢棄物的技術選擇還需要與平邑縣城的經濟發(fā)展水平和廢棄物種類、營養(yǎng)成分及數(shù)量分布特點相適應。研究表明，公園園林廢棄物中含有有機碳、全氮、全鉀、全磷等有機物質，含量分別為40%，1%，1%，0.2%，干物質中木質素、纖維素和半纖維素平均含量分別為 25%，40%，30%[5]。是營養(yǎng)非常豐富的一類生物資源。

目前社會關注度較高和較成熟的園林廢棄物資源化技術是將園林廢棄物作為原料的生物技術，采用好氧和厭氧發(fā)酵技術，經過微生物菌群的轉化，形成有機肥[6]、土壤改良劑[7]、栽培基質[8]等原料產品及沼氣[9]等能源產品，但由于園林廢棄物成分復雜、來源各異、微生物轉化力、微生物菌種、組合菌種技術及轉化徹底程度等問題，對于其產品的安全性還需要繼續(xù)深入探討。

2.1 公園園林廢棄物好氧發(fā)酵技術的優(yōu)缺點分析

園林廢棄物好氧發(fā)酵技術比較突出的優(yōu)勢：一是園林廢棄物發(fā)酵過程中能釋放熱量，減少升溫能耗；二是好氧發(fā)酵后產生的腐殖質、氮、磷、鉀等各種養(yǎng)分，能有效促進植物生長；三是微生物通過各種代謝可以放出大量熱量和能量，可最大限度的殺滅園林廢棄物中的蟲卵及病原菌，降低園林廢棄物的生物毒性。劣勢在于需要占用大面積場地，發(fā)酵時間較長，再就是園林廢棄物的來源不明、分類不夠具體，造成原料差異大，不容易形成理化性質、品質穩(wěn)定的產品，從而影響市場推廣。

2.2 公園園林廢棄物厭氧發(fā)酵技術的優(yōu)缺點分析

園林廢棄物厭氧發(fā)酵技術的優(yōu)勢：一是降解園林廢棄物的程度高；二是在無氧條件下，將復雜的有機質轉化為CO2、CH4及少量其它氣體，產生對人類有益的清潔能源。劣勢有如下幾點：一是園林廢棄物中含有大量的纖維素和半纖維素，需要大量的時間降解；二是因園林廢棄物中的碳氮比高，不利于微生物的正常生長，因此在厭氧發(fā)酵時要搭配合適的氮源，調節(jié)碳氮比后進行發(fā)酵；三是發(fā)酵過程中影響因素太多，中間產物容易積累，影響能量傳遞和物質轉化；四是發(fā)酵后產生的沼渣和沼液不能直接利用，處理起來有一定的困難。

2.3 公園園林廢棄物生物處理途徑選擇的影響因素

2.3.1 充分考慮平邑縣經濟發(fā)展實力選擇園林廢棄物的處理技術，要充分考慮當?shù)亟洕l(fā)展狀況。首先，在技術選擇前，要深度調研當?shù)氐纳a經濟狀況，形成調研報告，如果脫離實際，對廢棄物的處理是高成本的，是當?shù)亟洕l(fā)展中難以承受的，要果斷舍棄。其次，在選擇處理技術時，既要顧及眼前，在當前一個時間段內能夠發(fā)揮一定的作用，又要有前瞻性和預見性，在今后的社會發(fā)展中起到一定的作用。

2.3.2 充分調研公園園林廢棄物種類、數(shù)量及分布特點在選擇處理技術前，要充分調查和計算出公園園林廢棄物的種類、數(shù)量和分布數(shù)據(jù)。關于園林廢棄物的定義很多，在研究范圍的界定上也眾說紛紜，園林廢棄物本身的差異性就決定了組成元素的大不同，同時不同公園因植物種類及數(shù)量不同在廢棄物的構成上也存在差異。所以，園林廢棄物在進行處理前，首先應根據(jù)公園分布特點、廢棄物的種類、植被的種類等進行分類，然后針對分類后的廢棄物再考慮選擇處理技術。

2.3.3 充分考慮技術選擇的經濟可行性及環(huán)境影響預評價在上述前提和基礎上，要充分考慮技術選擇的經濟可行性及環(huán)境影響預評價。首先，在技術選擇上要考慮技術實施的經濟性，如果廢棄物轉化成本過高，就會出現(xiàn)廢棄物處理消極性的狀況，這樣一來，社會資本就不好進入，產業(yè)化運轉難以實現(xiàn)，這無疑會增加財政負擔。其次，園林廢棄物的處理主要是為了減少環(huán)境污染，變廢為寶，形成生態(tài)宜居的局面，因此技術選擇上要做好環(huán)境影響預評價，另外還要對可能產生的環(huán)境問題做好預期。

除上述幾點以外，園林廢棄物利用途徑選擇應與縣城發(fā)展總體戰(zhàn)略相向而行，應符合縣城發(fā)展總基調，主要體現(xiàn)在經濟、社會和生態(tài)三方面。總之，園林廢棄物的處理技術選擇務必要達到縣城生態(tài)保護和高質量發(fā)展的要求。

3 公園園林廢棄物資源化利用處理途徑探討

通過前期對文獻資料系統(tǒng)整理收集、信息整合及周密的調查研究，結合當前平邑縣發(fā)展目標及園林廢棄物資源現(xiàn)狀，本研究認為，平邑縣園林廢棄物資源化處理應先對產生的廢棄物種類進行分類，然后根據(jù)廢棄物的營養(yǎng)成分和處理難度，采取堆肥、食用菌生產和環(huán)保昆蟲生產三大途徑，以實現(xiàn)公園園林廢棄物“減量化、資源化、無害化”的治理目標，真正做到變廢為寶、化害為利（圖2）。

圖 2 平邑縣公園園林廢棄物處理技術選擇示意圖

3.1 園林廢棄物堆肥處理途徑探討

研究表明，堆肥處理技術是目前全國各大城市如北京、上海、廣州、深圳等園林廢棄物利用的主要方式。這種處理技術有兩大優(yōu)點：處理途徑相對來說比較簡易和產品利用程度較高。通過堆肥對園林廢棄物進行處理，可將得到的產品制作成土壤改良劑、有機肥和育苗基質。突出特點是其易分解和無污染。尤其是近幾年城市陽臺農業(yè)的興起，園林廢棄物通過堆肥處理后的產品特別適合陽臺園藝的生產，這樣就形成了“園林廢棄物資源-產品（有機肥、育苗基質、土壤改良劑）-陽臺園藝（蔬菜、花卉等）種植”的縣城生態(tài)循環(huán)鏈條，這中間就沒有廢棄物產生，都得到了最大限度的利用。

3.2 園林廢棄物腐解處理途徑探討

目前，我國多家大學和研究單位積極探索利用環(huán)境昆蟲轉化處理農業(yè)固體廢棄物，但尚未有園林廢棄物通過環(huán)境昆蟲過腹轉化的報道。環(huán)境昆蟲是一類腐食性昆蟲，在自然界中能清除腐殖質及動物尸體。首先對園林廢棄物通過腐解菌團進行腐解處理，然后利用環(huán)境昆蟲的腐食性習性和對纖維素、半纖維素等的降解能力，對園林廢棄物進行過腹轉化。利用環(huán)境昆蟲的腐食性取食行為轉化處理園林廢棄物，是一種生態(tài)、環(huán)保、安全和經濟可行的技術途徑。

白星花金龜是目前可以處理園林廢棄物的一種環(huán)境昆蟲。白星花金龜隸屬于鞘翅目、花金龜科。一般生活在農村各種秸稈（小麥、玉米等）及雜草、食用菌菌棒堆放處，底部與土壤接觸部位，這些部位由于下雨積水、秸稈本身釋放水分等原因，造成底部腐爛，這些腐草中滋生著大量白星花金龜?shù)挠紫x[10]。目前已實現(xiàn)人工大規(guī)模生產。

白星花金龜具有4個生長發(fā)育階段，分別為成蟲、卵、幼蟲和蛹，2齡后幼蟲期可以用于園林廢棄物轉化處理。利用園林廢棄物的料蟲比為(5-7):1，同時產出2份蟲糞。白星花金龜成蟲粗蛋白含量占干重的67%，幼蟲46%。活體可以直接飼喂雞鴨魚等，也可以烘干制粉混合利用。產生的蟲糞可以作為有機肥利用，結合水肥一體化技術應用在黃瓜、西紅柿、大白菜上，能很大程度的提高蔬菜品質，增加Vc含量、可溶性糖含量及胡蘿卜素含量，顯著降低硝酸鹽含量[10]。

3.3 園林廢棄物發(fā)酵處理途徑探討

隨著對林木資源管理的加強和利用的集約化，以園林廢棄物木屑、雜草等以及農業(yè)廢棄物棉籽殼等為主的原料生產的食用菌產量逐年增加，尤其是對于木屑要求較高的一類食用菌-大球蓋菇。它又名赤松茸，俗稱粗腿蘑、益腎菇，原產歐美，具有色美、味鮮、爽脆、嫩滑、口感好等特點。營養(yǎng)豐富，干菇香味濃郁，唇齒留香，可與野生松茸相媲美。其栽培技術簡單，可直接以園林廢棄物木屑和雜草以一定比例進行發(fā)酵栽培，具有極強的抗雜菌能力，栽培成功率高。而且大球蓋菇培養(yǎng)基使用全部出菌后的廢料含有大量的營養(yǎng)元素可以用來作為堆肥或者腐解處理的原料，可以繼續(xù)投入到上述兩個處理途徑中，進行二次利用可最大限度縮短園林廢棄物轉化周期和提高利用效率。

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Discussion on the Biological Treatment Ways for Landscaping Residues in the Park of Pingyi County

LI Yan1, LI Zeng-an2, ZHANG Da-peng2*

1.273300,2.271018,3.250100,

This paper takes the garden waste of Pingyi County Park as the research object, and makes a comprehensive study on the types, quantities, treatment methods and technical options of garden waste produced by the park. Garden waste urgently needs proper treatment. If it is not handled properly, it will affect the atmosphere, urban appearance, human health and groundwater, and cause a huge waste of resources to the society. This paper first introduces the significance of biological treatment of garden waste, then analyzes the current status of several biological treatments, and finally puts forward some suggestions on the use of environmental insects for garden waste treatment, which can provide guidance and basis for garden waste treatment in county parks and contribute to the construction of urban ecological civilization.

Park; residues; biological treatment

S641.3

A

1000-2324(2022)06-0930-05

2022-08-21

2022-09-08

果蔬廢棄物資源全物質循環(huán)利用校企協(xié)同創(chuàng)新;果蔬廢棄物資源全物質循環(huán)利用關鍵技術集成與示范

李艷(1986-),女,碩士,專業(yè)方向:園林廢棄物資源化利用及園林植物營養(yǎng)研究. E-mail:840093914@qq.com

Author for correspondence. E-mail:lyzdp_1986@126.com

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.06.019