农业废弃物
农业废弃物(英语:Agricultural waste)指的是来自农业活动(主要是耕地和园艺活动)而产生的植物残渣。农业废弃物是农作物中未用作人类或动物食物的部分。这类作物残留主要是茎和叶的部分。[1]估计此类废弃物平均可占农作物重量的80%。[2]
世界上最常见的四种农作物是甘蔗、玉米、谷物和水稻。[3]每年生产这四类农作物的总重量超过165亿公吨。[4]由于其中的80%会成为农业废弃物,数量极为可观。 [5]欧盟每年产生约7亿公吨的农业废弃物。[6]
回收
[编辑]农业废弃物的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素,[7]不易消化,如未经加工处理,不适合作动物饲料用途。[8]
全球处理农业废弃物的方式,大多数是利用焚烧,或是在发电厂作为生物质燃料,或就是单纯的在田地内露天燃烧。[9]在田地焚烧的方式称为秸秆焚烧,这种做法在中国和印度(两国人口约占世界人口的3分之1)仍很普遍。[10][11]焚烧农业废弃物,让其中有价值的物质化为二氧化碳、烟雾、悬浮微粒和灰烬,而非重新利用,制成新产品。[12]
而今有越来越多农业废弃物被用于新用途。可从其中萃取的物质主要有三类:蛋白质、含纤维素物质,以及精油和类胡萝卜素等生物活性化合物。[13][14]人们将此类物质以纯化形式分离的能力越来越强,而把农业废弃物的经济价值提升。[15]
对环境的影响
[编辑]世界人口和牲畜数目均在增长,对粮食需求也不断升高。欧洲人均每日消耗的肉类为165克。[16]全世界每人年均消耗的肉类为75磅。[17]全球自1990年以来,肉类消费量已增加一倍多。[18]估计生产1公斤(2.2磅)牛肉平均需要消耗25公斤(55磅)农作物。[19]为生产这类食物也产生越来越多的农业废弃物。
大量的农业废弃物会对环境和栖息地产生负面影响,例如由于排放温室气体、产生难闻的气味以及生成有毒液体并渗入水源。 [20][21]
频繁以及大规模的焚烧农业废弃物,会产生有毒烟雾,对曝露于此的人们造成健康危害。尤其是全球每年的初秋均有大规模焚烧农业废弃物的活动,频频引发大规模雾霾发生。[22]
世界卫生组织 (WHO) 将燃烧农业废弃物而产生的烟雾确定为空气污染的最大来源之一。各种来源的空气污染每年导致全球700万人死亡,其中包含650,000名儿童。[23]
在田间燃烧农业废弃物除对空气质量产生影响外,也会对土壤肥力、经济发展和气候产生负面影响。[24]缺乏对环境友好的农业废物管理会进一步导致人类和动物受害、水污染、土壤侵蚀和生物多样性降低等。[25]
根据废弃物管理等级,为产生能源而燃烧农业废物是比回收或再利用较不环保的处理方法。此外,焚烧以产生能源只能进行一次,而转化为消费品(例如用农业废弃物制成纸张)可再循环利用7次。[26]最终仍可加以燃烧作为能源,甚至可透过发酵转化为沼气,或是堆肥。[27]
为减少农业废弃物对地球产生负面影响,已有公司专注于开发新技术,让其得到充分应用。
应用
[编辑]全球已有几家公司使用农业废弃物来制造新产品。[28]这类废弃物的再利用符合人们追求的循环经济。在当今生产活动中,主要采用的是初级原材料。[29]而农业废弃物是种二次原材料,它们是现有行业产生的残余(废弃物),而可作为新应用的原材料。越多重复使用原本为废弃物,作为生产过程的原材料,将有助于实现欧盟于2050年达成循环经济的目标。[30]
纸和纸板
[编辑]一家名为PaperWise的荷兰公司[31]将农业废弃物中的茎和叶用作生产可持续性纸张和纸板的原材料,取代原来取自树木的纤维素。这表示树木不需为造纸而被砍伐,可留下继续吸收二氧化碳并将其转化为氧气。PaperWise的产品虽由农业废弃物制成,仍具有良好品质,可作印刷用纸等用途。[32]产品还用于生产可持续性包装材料和环保办公产品等用途。
生质油料
[编辑]Vertoro公司[33]是Brightlands Chemelot Campus、[34]帝斯曼、研究基金会Chemelot InSciTe、[35]马斯特里赫特大学和埃因霍温理工大学 (TU/e) 间公私合作伙伴关系的衍生公司,这家公司正利用农业废弃物生产各式产品,其中包含100%的生质油料,可作化石石油的替代品。[36]
皮革
[编辑]Fruitleather Rotterdam公司[37]以被抛弃的水果(不符合连锁超市要求,如形状不直的黄瓜或稍微变形的番茄),此类占比达到40%)为原料制作手袋和鞋子。[38]Fruitleather Rotterdam公司开发出环保友善的生产工艺,把水果废料转化为可持续性的类皮革材料。
餐饮一次性用品
[编辑]美国的Eco-Products公司[39]销售由各种农业废弃物制作的一次性餐饮用品。[40]这些用品供活动、派对和一次性的场合使用。
燃料
[编辑]在芬兰,乳制品生产商Valio和能源公司St1成立合资公司Suomen Lantakaasu,以生产可持续性运输燃料。使用的是以该国的动物粪便和农业废弃物为原料所生产的沼气。[41]
塑料
[编辑]PlasticFri公司[42]是家生产可持续性生物复合材料的瑞典初创公司。这家公司的专有技术可从农业废弃物和非食用植物中萃取纤维材料,以制造一种环保塑料替代品。 PlasticFri公司的材料不含有害物质,可完全生物降解。 [43]
体认
[编辑]发展中国家的大多数农民都不知道农业废弃物可应用制造替代产品,而认为燃烧是唯一途径。[44]因此需要开展大规模的宣传计划,以便达成:
- 将农业废弃物视为循环经济中的原材料来源。
- 针对焚烧和掩埋等低阶废弃物处理方式所产生的不利影响进行教育。
- 教育农民,让其了解在废弃物管理等级的上层有经济上可行的做法,而这类做法对其本身和环境均有益处。
参见
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ Mohite, Jagtap, Avhad, More. Recycling of major agriculture crop residues and its application in polymer industry: A Review in the context of waste to energy nexus. Energy Nexus. September 2022 [2022-12-25]. (原始内容存档于2022-12-25).
- ^ FAQ. PaperWise. [2022-11-28]. (原始内容存档于2023-05-29).
- ^ Statistical Yearbook World Food and Agriculture. 2021 [2022-11-28]. (原始内容存档于2022-09-26).
- ^ FAQ. PaperWise. [2022-11-02]. (原始内容存档于2023-05-29).
- ^ PaperWise – wise with waste. [2022-11-10]. (原始内容存档于2023-06-01).
- ^ Sustainability in Food Supply Chain and Food Industry. MDPI. [2022-11-12]. (原始内容存档于2022-09-26).
- ^ Awogbemi, Vandi Von Kallon. Pretreatment techniques for agricultural waste. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. December 2022 [2022-12-23]. (原始内容存档于2023-05-22).
- ^ Cone, John. Fungi turns straw into digestible feed. Wageningen University & Research. [2022-11-22]. (原始内容存档于2022-12-06).
- ^ Shafer. Global crop waste burning – micro-biochar; how a small community development organization learned experientially to address a huge problem one tiny field at a time. Sustainable Earth. 2020, 3. S2CID 227122083. doi:10.1186/s42055-020-00037-y .
- ^ Jain, Bhatia, Pathak. Emission of air pollutants from crop residue burning in India. Aerosol and Air Quality Research. 2014 [2022-12-23]. (原始内容存档于2023-06-29).
- ^ Sun, Peng, Chen, Wang, Wei, Li, Yang, Zhang, Wang, Mellouki. An estimation of CO2 emission via agricultural crop residue open field burning in China from 1996 to 2013. Journal of Cleaner Production. 2016 [2022-12-23]. (原始内容存档于2022-12-25).
- ^ Singh Yadav. Stubble burning: A problem for the environment, agriculture and humans. DownToEarth. 2019-06-04 [2022-12-23]. (原始内容存档于2023-04-01).
- ^ Gomes-Araújo, Rafael; Martínez-Vázquez, Dolores Gabriela; Charles-Rodríguez, Ana Verónica; Rangel-Ortega, Sarahi; Robledo-Olivo, Armando. Bioactive Compounds from Agricultural Residues, Their Obtaining Techniques, and the Antimicrobial Effect as Postharvest Additives. International Journal of Food Science. 2021, 2021: 1–13. PMC 8463193 . PMID 34568485. doi:10.1155/2021/9936722 .
- ^ Jin, Yang, Poe, Huang. Integrated processing of plant-derived waste to produce value-added products based on the biorefinery concept. Trends in food science & technology. 2018 [2022-12-23]. (原始内容存档于2022-12-24).
- ^ Yustira, Harahap, Nasution, Pranata. Isolation of cellulose from agricultural waste using different treatments. Iop Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021-08-24, 912 (1): 012020. Bibcode:2021E&ES..912a2020Y. S2CID 244772567. doi:10.1088/1755-1315/912/1/012020 .
- ^ Daily meat consumption per person, 2019. Our World in Data. [2022-11-20]. (原始内容存档于2022-07-05).
- ^ OECD-FAO Agricultural Outlook 2015. OECD iLibrary. [2022-11-22]. (原始内容存档于2022-12-06).
- ^ Meat consumption worldwide from 1990 to 2021, by meat type. Statista. [2022-11-23]. (原始内容存档于2023-04-03).
- ^ Feed required to produce one kilogram of meat or dairy product. Our World in Data. [2022-11-24]. (原始内容存档于2023-09-21).
- ^ Rappert, Müller. Odor compounds in waste gas emissions from agricultural operations and food industries. Waste Management (New York, N.Y.). 2005, 25 (9): 887–907 [2022-12-22]. PMID 16129591. doi:10.1016/j.wasman.2005.07.008. (原始内容存档于2023-02-19).
- ^ Greenhouse gas emissions from agriculture in Europe. European Environment Agency. 2022-10-26 [2022-12-22]. (原始内容存档于2023-08-27).
- ^ Toxic blaze: the true cost of crop burning. United Nations Environment Programme. 2021-08-16 [2022-11-20]. (原始内容存档于2022-09-26).
- ^ Air pollution. World Health Organization. [2022-11-18]. (原始内容存档于2022-11-15).
- ^ Stubble burning: Effects on health & environment, regulations and management practices. ScienceDirect. December 2020 [2022-11-20]. (原始内容存档于2021-08-09).
- ^ Kukreja, Rinkesh. Causes, Effects and Solutions of Agricultural Pollution on Our Environment. Conserve Energy Future. [2022-11-20]. (原始内容存档于2022-09-26).
- ^ Why Paper Can't Be Recycled Infinitely. This Is Eco. [2022-11-20]. (原始内容存档于2022-09-26).
- ^ Kokieva, G. E.; Protodiakonova, G. P.; Dondokov, U. Z.; Shalbuev, D. V.; Voinash, SA. Production of Biogas using method of agricultural waste fermentation. Iop Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020, 941 (1): 012019. Bibcode:2020MS&E..941a2019K. S2CID 234430421. doi:10.1088/1757-899X/941/1/012019 .
- ^ From agricultural waste to marketable products. European Commission. 2019-07-11 [2022-12-22]. (原始内容存档于2022-12-24).
- ^ Raw materials. European Commission. [2022-12-24]. (原始内容存档于2023-03-06).
- ^ Circular economy action plan. Environment Department EU. [2022-12-02]. (原始内容存档于2023-09-29).
- ^ HOME. PaperWise. [2023-03-23]. (原始内容存档于2023-09-06).
- ^ High quality and environmentally friendly paper and paperboard. PaperWise. [2022-12-03]. (原始内容存档于2023-06-08).
- ^ About Vertoro. Vertoro. [2023-03-23]. (原始内容存档于2023-09-21).
- ^ . Brightlands Chemelot Campus https://www.brightlands.com/en/brightlands-chemelot-campus. [2023-03-23]. (原始内容存档于2023-09-20). 缺少或
|title=
为空 (帮助) - ^ About Us. Chemelot InSciTe. [2023-03-23]. (原始内容存档于2023-06-06).
- ^ Our Technology. Vertoro. [2022-12-03]. (原始内容存档于2022-09-26).
- ^ HOME. Fruitleather Rotterdam. [2023-03-23]. (原始内容存档于2023-06-04).
- ^ Introduction. Fruitleather Rotterdam. [2022-12-01]. (原始内容存档于2022-09-26).
- ^ . Eco-Products, Inc. https://m.ecoproducts.com/. [2023-03-23]. (原始内容存档于2023-03-30). 缺少或
|title=
为空 (帮助) - ^ Wheat Straw Clamshells. Eco Products. [2022-12-02]. (原始内容存档于2022-09-26).
- ^ Valio and St1 joint venture, Suomen Lantakaasu Oy, ready to increase domestic biogas production. Valio. [2022-12-02]. (原始内容存档于2022-09-26).
- ^ . PlasticFri https://m.ecoproducts.com/. [2023-03-23]. (原始内容存档于2023-03-30). 缺少或
|title=
为空 (帮助) - ^ Technology. PlasticFri. [2022-12-02]. (原始内容存档于2022-09-26).
- ^ Agricultural Solid Wastes: Causes, Effects, and Effective Management. IntechOpen. [2022-12-02]. (原始内容存档于2022-09-26).