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基于雾霾治理环境中的绿化废弃物处理研究

发布时间:2017-12-13 10:01

  摘要:从雾霾治理角度,研究了园林绿化废弃物处理问题。以河北化工医药职业技术学院绿化管护过程中产生的废弃物为研究对象,通过堆肥处理技术、废弃物覆盖技术对废弃物进行了试验性应用研究。试验结果表明:堆肥处理技术能够将废弃物降解掉66%,但是完全使用绿化废弃物为原料会使生产出肥料的C/N偏高,不能到標准肥料所要求的标准,考虑在堆肥处理过程中掺入校园餐厨垃圾等来调节堆肥C/N;废弃物覆盖能够有效减少土壤水分蒸发、防尘滞尘,缓慢的分解释放营养成分增强土壤肥力,厚重的覆盖通过物理压制作用抑制杂草生长,具有提升林下景观效果等重要作用。


  关键词:雾霾;绿化;废弃物;堆肥;覆盖


  中图分类号:X703


  文献标识码:A文章编号:16749944(2017)20009403


  1引言


  随着现代化进程的快速推进,人类社会生产生活对自然环境的影响加剧,随之而来的是生存环境发生巨大变化。近些年雾霾天气的频繁发生,并以持续发展的势态严重影响了人们的生活品质,给广大居民身体健康带来极大的危害。同时也对社会环境造成影响和破坏。对于如何防控雾霾和治理雾霾的研究也引起社会人士的广泛关注,政府也出台了多项措施防控治理雾霾。在治理雾霾的各项措施中,园林绿化能够有效地减低和消除雾霾以及改善环境质量,因此得到广泛认同。在提高园林绿化,降低雾霾影响的同时,因逐年增多的园林绿地,生产废弃物也有很大地增加。如何妥善处理园林绿化废弃物以及如何对其合理再利用就成为一个不得不解决的社会发展重要问题。为了有效地减少绿化废弃物对生活环境造成的污染,如何提高园林绿化废弃物资源化利用水平,这是值得思考的问题,合理处理和利用园林绿化废弃物也是社会持续发展的需求。


  2雾霾的成因及治理问题


  雾霾的定义一般较复杂,雾是大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶,是近地面空气中水汽凝结的产物[1];霾是大量极细微的非水性物质等均匀地浮游在空中造成空气浑浊的气溶胶,它的颗粒物直径以PM2.5为标准,能够降低能见度[2];雾霾是两种共同作用的结果表现,文中所述雾霾是一种污染天气,是对空气中存在各种悬浮物含量超标的模糊表述。对于雾霾的形成,依照相关研究数据分析,霾与地形、风速等气象条件的定性关系,与大气颗粒物质量浓度之间的半定量关系[3]。


  近些年,因雾霾的发生,给人们的生产生活带来了诸多不便,雾霾天气多发生在京津冀地区,以“石家庄-邢台-邯郸”一线最为严重。在开展雾霾污染治理方面,各地制定了详细的污染天气应急预案;对于雾霾治理的研究在多方面也有了逐步成效,如李华威等的基于雾霾防治的景观生态规划的探索;王志磊等的园林植物防治雾霾的应用研究;朱春阳等的城市带状绿地结构类型与温湿效应的关系[4];王会霞等的城市绿化植物叶片表面特征对滞尘能力的影响[5]。


  3园林绿化及废弃物处理对雾霾的影响


  3.1园林绿化缓解雾霾


  各位园林业专家于2014年11月23日在北京西郊宾馆召开了一场名为“园林绿化与雾霾防治”的现代园林论坛。在会中由赵梁军教授做了题为《创新发展‘低碳减霾园林’的思考》的报告,提出“空气是最重要的公共资源,清洁的空气是国民的最大福祉。”由北京市园林科学研究院高级工程师李新宇做了关于“各种植物对大气中不同颗粒物的吸收”的报告——《城市绿地对大气细颗粒物防控功能的定量化研究》。


  园林绿化中的植物叶片能够将空气中的细小颗粒物吸附在表面,能够吸收掉空气中的有害气体,净化空气,能够缓解雾霾的形成,改善人们生存环境。相关研究表明,树林的阻尘率在23%~27%之间,阔叶植物滞尘量达68t/(hm2·a);杉类林为32t/(hm2·a);松类林为34.58t/(hm2·a)[6],攀岩类植物凌霄为70.53g/(m2·a);地锦为111.65g/(m2·a)[7],其中以法桐、毛白杨、臭椿树为代表的阔叶植物滞尘效应大[8]。


  3.2园林绿化废弃物处理


  园林绿化废弃物主要是指在园林绿化管护过程中,因植物生长受季节变化产生的落叶,绿地生长的杂草、受景观要求和确保植物正常生长产生的修剪植物枝叶以及植物保护使用过后的草绳、树木支撑等,其主要成份是大量的木质纤维素和有机成分。


  传统处理园林绿化废弃物的方式是随生活垃圾一起填埋,或者通过焚烧处理,这种处理方式不仅浪费大量的有机资源而且造成社会资源的浪费和空气环境的污染。相关研究表明,填埋处理废弃物,占地面积大,污染地下水;焚烧处理会产生大量的细小颗粒物漂浮或悬浮在空气当中,对空气环境造成严重的污染,焚烧废弃物已成为引发雾霾天气的重要原因之一[9,10]。


  4基于雾霾治理环境中的绿化废弃物处理


  因雾霾天频发,增强了人们保护环境意识。园林绿化废弃物焚烧、填埋处理不适应当下社会发展的要求,实现可持续发展,对废弃物处理进行无害化、资源再利用处理是发展之需,是必然趋势。园林绿化废弃物的资源化利用包括加工成肥料,培育成植物、菌类的栽培基质等[11];加工成园林覆盖物,可以增加土壤养分,并缓慢释放,保持土壤水分含量,抑制病害,助降解土壤中的污染物,还可以改善粘土和沙土的理化性质,提高土壤微生物含量,增强土壤肥力,使园林绿化的养护变得更为简单、方便[12]。


  4.1堆肥处理技术


  堆肥处理是将废弃物经过微生物发酵使有机物转化为稳定腐殖质物质的过程,以其成本低、除臭和杀灭病原菌效果好,能有效改善废弃物的物理、化学性状等优点而倍受人们关注,并成为当前有机废弃物无害化和资源化的重要途径之一[13]。园林绿化废弃物的主要成分是木质纤维和有机成分,可以通过回收废弃物与生活垃圾混合发酵,经过腐烂腐熟转化为肥料,不但可以有效杀灭其中有害生物,同时也减少了其体积,还可以作为土壤改良剂或者植物生长的良好介质,大大降低了园林废弃物处置的费用[11]。堆肥产品可以安全处理和保存,是一种良好的土壤改良剂和有机肥料[14]。堆肥处理不仅实现了园林绿化废弃物的循环,自产自消,节约费用,还有利于恢复土壤肥力。


  园林绿化废弃物堆肥处理有其优越性,其主要成分是可降解的木质纤维素和有机成分,相关研究表明,堆肥能够将废弃物降解掉66%。与城市生活垃圾相比,园林绿化废弃物相对集中,便于收集,而且便于处理,堆肥基础较好。但是堆肥原料完全使用绿化废弃物会使生产出肥料的C/N偏高,不能到到标准肥料所要求的标准。相关研究数据表明,树皮木屑的C/N在200~750之間,植物残体的C/N约在100~150之间,而草末的C/N在40~60之间,这就需要在堆肥过程当中进行调配处理,如掺入生活垃圾、动物粪便、硫胺或尿素等来调节堆肥C/N。


  4.2废弃物覆盖技术


  为使绿化不见裸露土壤,考虑绿地美观,对地表进行保护,所用有机的、无机的一类物质称为园林覆盖物。绿化中废弃的树枝树皮、松针松皮、果壳等植物材料是主要的有机覆盖物,覆盖在林下、乔灌木树池下。卵石、砂砾不易腐烂,管理费用低,是最常用的无机覆盖物,但其会影响覆盖土壤的通透性,影响植物生长。


  园林绿化废弃物可以用作覆盖材料直接覆盖,也可以经过堆肥处理后再进行覆盖。容易形成腐烂的草坪碎屑、枯叶等园林废弃物不适合用作覆盖,不易分解的松树皮、碎木片、果壳类园林废弃物适合用作覆盖物。一般用于覆盖铺设草坪的林地和树下径部在1~2m2范围内,覆盖厚度一般不会超过10cm;在覆盖层次上,一般在下层的2~5cm内以养分丰富的细粒径为好,在上层的5~8cm以养分含量少、粒径大于20mm的为好[12]。覆盖裸露地面对于治理灰土扬尘是最有效、最简易的方法,简单的覆盖不仅可以节约资源又能将园林绿化废弃物就地处理,变废为宝。还可以将用于覆盖的废弃物通过染色,处理成各种颜色,起到较好的绿化景观效果。


  园林绿化废弃物覆盖不仅仅是解决了灰土扬尘问题,通过覆盖还避免了阳光直接照射在裸露的土壤上,减少土壤水分的蒸发,保持了土壤的湿润;通过覆盖能够有效地控制杂草的生长和蔓延;通过覆盖能够保持地温,起到防寒保暖的作用,降低越冬苗木发生冻害的可能性;覆盖的有机废弃物能够降低因雨水冲刷带来的水土流失,还通过缓慢的分解释放营养成分,经雨水冲刷渗透到土壤中,使土壤中的有机质含量增加,增强土壤肥力。


  5绿化废弃物再利用的效益


  园林废弃物的恰当处理,可以为社会带来一定的经济、生态和环境效益[15],避免废弃物填埋、焚烧所产生的温室气体及难闻气味。


  以河北化工医药职业技术学院为例,校园占地面积42hm2,绿化面积22hm2,种植近万株乔灌木,修剪草坪产生的碎草屑每月以50g/m2计算,10000m2每月产生的碎草屑500kg,全校每月产生的碎草屑1.1万kg;每月清除杂草200kg/万m2;每年修剪乔灌木类树木产生的枝叶和秋冬落叶,经统计折算为15~25cm的落叶树木,1万kg/100株计算,每年产生的废弃物100万kg。初步统计全校每年产生的绿化废弃物总量在115~120万kg之间,依据情况,将碎草屑、杂草、枯树叶等容易降解的废弃物采用蚯蚓堆肥处理技术,按照废弃物初始含水量为60%的适宜条件下,厌氧降解阶段有机质降解率达到38.77%计算[16],可以顶替约合2.5t的有机肥料。将修剪的树木枝干加工处理成2~5cm的薄片小段,每年生产量大约在150~250m3左右,能过满足覆盖2000m2左右的裸露地面。


  将这些废弃物资源化处理,树木的枯枝落叶的堆肥量可达到15%~60%;收集不易分解的树皮、果壳类,加工处理树木枝干,用作园林绿化覆盖物,可以满足校园绿化裸露土地覆盖和景观装饰。既节约了运输成本,又减少了养护投入肥料和材料的开支,还能够减少枯枝落叶填埋、焚烧量,在一定程度上为减弱雾霾效应、提高空气质量作出贡献,是一劳多得的管护策略。资源化的处理使废弃物对社会环境的影响无害,为社会处理污染减量。


  6结语


  园林绿化废弃物资源化处理是当下社会治理雾霾,实现可持续发展的客观要求。将园林绿化废弃物看待为一种潜在的物质资源,通过科学的处理和合理利用,使废弃物不以污染源的形式污染环境,而是转化为有机肥料、可再生的园林覆盖物循环到环境中去,降低环境污染,降低资源投入。绿化废弃物的处理在实际应用当中还存在收集不到位、处理不合理等问题,还需要通过坚持不懈的努力去改善。


  作者:卢瑞庚

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