周教案-清潔生產工藝

第六章清潔的生產工藝第一節(jié)農業(yè)清潔生產技術一、農業(yè)清潔生產的的含義1、農業(yè)清潔生產的概念農業(yè)清潔生產是指既可滿足農業(yè)生產需要，又可合理利用資源并保護環(huán)境的實用農業(yè)生產技術。其實質是在農業(yè)生產的全過程中，通過技術、管理與監(jiān)控體系的調控，使用對環(huán)境友好的綠色農用化學品，改善農業(yè)生產技術，避免或減少各種污染，提高農產品在生產和消費過程中與環(huán)境的相容程度，降低整個農業(yè)生產活動給人類和環(huán)境帶來的風險。2、農業(yè)清潔生產的內涵農業(yè)清潔生產貫穿兩個全過程控制。一是農業(yè)生產的全過程控制，即從整地、播種、育苗、撫育、收獲的全過程，采取必要的措施，預防污染的發(fā)生。二是農產品的生命周期全過程控制，即從種子、幼苗、壯苗、果實、農產品的食用與加工各環(huán)節(jié)采取必要措施，實現污染預防和控制。農業(yè)清潔生產包括三方面內容，（圖1）一是清潔的投入：指清潔的原料、農用設備和能源的投入，特別是清潔的能源（包括能源的清潔利用、節(jié)能技術和能源利用效率）；二是清潔的產出：主要指清潔的農產品，在食用和加工過程中不致危害人體健康和生態(tài)環(huán)境；三清潔的生產過程：采用清潔的生產程序、技術與管理，盡量少用或不用化學農用品，確保農產品具有科學的營養(yǎng)價值及無毒、無害。3、農業(yè)清潔生產與生態(tài)農業(yè)由于農業(yè)清潔生產通過節(jié)約農業(yè)資源、再生利用資源和提高資源利用效率，減少物能投入，實現經濟效益與環(huán)境效益“雙贏”目標。這與生態(tài)農業(yè)的“整體、協調、循環(huán)、再生”原理相一致。但與生態(tài)農業(yè)不同的是，農業(yè)清潔生產的理念更強調源頭控制。農業(yè)清潔生產不是單純的環(huán)保措施，而是融環(huán)境保護于生產建設之中，兼顧了經濟效益和環(huán)境效益的生產模式，追求的是經濟效益最大化和對人類與環(huán)境危害最小化。其次，農業(yè)清潔生產也不是僅僅指清潔的產出，即只生產無公害農產品、綠色和有機食品，解決從“田頭到餐桌”的農產品質量安全問題，而且要解決農產品生產過程中對環(huán)境的污染及資源的浪費問題，降低整個農業(yè)生產活動給人類和環(huán)境帶來的風險。充分體現了循環(huán)農業(yè)中“減量化”這一精神，實施循環(huán)農業(yè)首先要進行農業(yè)清潔生產，削減有毒、有害物質投入量。但循環(huán)農業(yè)更加強調物質和能量的循環(huán)和流動，農業(yè)清潔生產只完成了循環(huán)農業(yè)的一部分，應當在生產中通過資源的綜合利用、短缺資源的代用、二次能源利用、資源的循環(huán)利用等節(jié)能降耗和節(jié)流開源，實現農用資源的合理利用，延緩資源的枯竭，實現物質和能量的削減和優(yōu)化。二、農業(yè)清潔生產發(fā)展現狀（以浙江省為例）浙江省目前還沒有在真正意義上實施農業(yè)清潔生產。在種植業(yè)領域借助無公害農產品與綠色食品的開展，剛剛開始受人關注與重視，在畜牧業(yè)領域，相對來說已取得了一定的成績。1、種植業(yè)清潔生產現狀目前，浙江省雖然還沒有完整意義上的種植業(yè)清潔生產，但隨著近幾年全省無公害農產品、綠色食品與有機產品生產基地的建立與生產規(guī)模的不斷擴大，相關產品生產技術規(guī)程的制訂、豐富與完善，為浙江省種植業(yè)清潔生產奠定了較好的基礎。表12002—20XX年浙江省種植業(yè)（含食用茵）無公害農產品基地總數（單位：個）2、畜牧業(yè)清潔生產體系建設現狀近年來，浙江省有關部門十分重視畜牧業(yè)的清潔生產體系建設，研究制定了多項規(guī)章制度，建立和完善了畜產品安全監(jiān)測保障體系，強化了生態(tài)畜牧業(yè)建設，畜牧業(yè)清潔生產取得了一定的成績，主要表現為（1）建立了動物疫病預防、監(jiān)控體系（2）建立了綠色無公害畜產品生產的保障體系一是建立了綠色無公害畜產品管理的法律、技術、質量標準體系；二是建立和完善了畜產品質量監(jiān)測體系。三是建立了投入品和畜產品藥殘監(jiān)測監(jiān)理制度。四是開展無公害畜產品生產基地建設和綠色畜產品認定。（3）實現了畜禽養(yǎng)殖污染的生態(tài)化治理一是生態(tài)養(yǎng)殖模式得到廣泛應用。如，園地（茶園、竹園、林地、果園、桑園）養(yǎng)雞、稻田養(yǎng)鴨等。二是畜牧生態(tài)小區(qū)建設產生了良好效果。全面推進標準化生態(tài)養(yǎng)殖小區(qū)建設，實行統(tǒng)一飼料、統(tǒng)一防疫、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一銷售、統(tǒng)一污染治理。目前，全省已建成省級生豬、奶牛、家禽等生態(tài)示范小區(qū)30個，市、縣級示范小區(qū),193個。目前，全省,70%的年存欄5000頭以上規(guī)模豬場都建立了廢棄物處理設施。三、現有農業(yè)生產存在的問題1、化肥的使用及其環(huán)境問題化肥的不合理使用會造成水體污染、土壤的板結硬化等。一方面化肥中常含有一些重金屬元素、有毒有機物和一些放射性物質，施入土壤后形成潛在的土壤污染；另一方面化肥在施用過程中因某些成分的積累、流失或變化，引起土壤酸化、水域或氮磷含量升高、氮化物或硫化物氣體（N2O、NH3、H2S等）排放等，造成土壤退化和水、大氣環(huán)境污染。2、農藥的使用及其環(huán)境問題（1）什么事農藥農藥是用來殺滅和控制有害生物的化學物。農藥會大范圍地釋放到環(huán)境中去，廣泛應用于農業(yè)和林業(yè)中的殺蟲、殺菌和除草。農藥的使用在全球帶來了各種環(huán)境問題。農藥可以按使用對象來分類，如對付昆蟲的被稱為殺蟲劑，除草的叫除草劑，滅真菌的叫殺菌劑，滅鼠的叫殺鼠劑，還有一些用來保護木材，殺皮膚寄生蟲（如白虱）的，以及土壤滅菌劑等。農藥會有不同的形態(tài)，如乳油、粉劑或顆粒劑。

（2）農藥的使用現狀

二十世紀后半期，全球對于農藥的使用增長快速，被批準使用的農藥有效成分從50年代的幾十種增加到90年代的約800多種。這些有效成分又可以合成數千種的不同產品，從50年代起，每10年農藥的使用都會翻一翻。在農藥市場不斷膨脹了幾十年后，于90年代趨于穩(wěn)定，只有很少的新有效成分進入市場，市場上的銷售額也相對穩(wěn)定下來。但是，最新的數字顯示，銷售量又開始顯著增長了。

發(fā)展中國家使用的許多農藥都是屬于過時的、便宜的，但卻是在環(huán)境中難以降解的，或是毒性較大的類型。這些農藥的使用造成了水污染、土壤污染、威脅生物多樣性、昆蟲產生抗性等問題。

中國目前已經成為世界最大的農藥生產國和使用國。施用到農田中的各種農藥，只有很少一部分真正被利用，其他則都成為了環(huán)境污染物，毒害土壤、水、空氣，威脅生物多樣性。農藥的大量使用還造成了食品上的農藥殘留問題，危害消費者的身體健康。（3）農藥對生態(tài)環(huán)境的影響

一些農藥會揮發(fā)進入空氣中或進入到附近河流，污染地下水。某些難以降解的農藥還會在環(huán)境中累積，其毒性影響更大。

另外，農藥的毒殺會造成病蟲草害之外的其他物種受到傷害，威脅生物多樣性。例如，農藥會造成傳播花粉的蜜蜂、幫助翻松泥土的蚯蚓等死亡；造成蛙等兩棲動物，以及蛇類、猛禽等天敵動物間接中毒；某些農藥亦會抑制動植物及微生物的生長。農藥對健康的影響

我們或許會在不知不覺中長期食用含有農藥殘留的食物而不知！

食用過量農藥更可引起急性中毒，甚至死亡。而長期攝入低劑量農藥可能引致多種慢性疾病，包括癌癥、生殖和神經系統(tǒng)疾病。部分農藥會影響人類的神經系統(tǒng)及內分泌系統(tǒng)，引致生殖系統(tǒng)問題及減少精子數量，嚴重更會導致不育。有些農藥成分甚至可由孕婦傳至胎兒，影響胎兒發(fā)育，并可經由母乳傳至嬰兒。3、地膜的使用及其環(huán)境問題地膜覆蓋栽培技術自20世紀70年代開始興起，迅速在歐美、日本等國家普及。80年代以后大多數發(fā)展中國家應用地膜覆蓋技術的農田面積不斷擴大。該項技術可使很多作物的適作區(qū)域向北推移，無霜期延長10—15d，提高旱地水分利用率30％～50%。因此，地膜覆蓋栽培技術的應用使農業(yè)產量和效益成倍增長，稱其作為農業(yè)中的“白色革命”，帶來了農業(yè)生產力的飛躍和生產方式的改變。據統(tǒng)計，1986年我國地膜使用面積已躍居世界第一位，1994年發(fā)展到5.3Mhm2．據預測，到20XX年全國覆膜栽培面積將達到l0Mhm2給農業(yè)生產帶來巨大的經濟效益。在發(fā)展的同時隨之出現了殘膜對農田的污染問題，不易分解腐爛的農用地膜留在農田土壤中，污染土壤，妨礙耕作，耕作層結構受到破壞，阻礙水肥輸導，影響土壤通透性和作物的生長發(fā)育，最終造成作物減產已成為推廣應用地膜覆蓋栽培技術的一大障礙。目前，我國的農用地膜的殘留量相當嚴重，每年殘存于土壤中的農膜占總量的10％，截止1998年累積殘存量已在1Mt以上。嚴重破壞了農田的生態(tài)環(huán)境，造成“白色污染”。由此可見，治理殘膜污染、清除污染隱患，保護農田的生態(tài)環(huán)境將是地膜覆蓋栽培技術持續(xù)發(fā)展的關鍵所在。4、污灌和農用固體廢物造成的環(huán)境問題污水灌溉一般是指經過一定處理的城市污水灌溉農田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商業(yè)污水和工業(yè)污水。隨著污水灌溉而進入土壤的重金屬，以不同的方式被土壤截留，固定的重金屬被土壤礦質膠體和有機質迅速吸附，一般累積存土壤表層，白上而下遞減。污灌區(qū)的累積分布特點是離污染源近土壤含量高，距離遠則土壤含量低。中國自20世紀60年代至今，污灌面積迅速擴大，以北方干旱地區(qū)污灌最為嚴重。南方地區(qū)污灌面積僅占6%，其余在西北和青藏。污灌導致農田重金屬Hg、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Pb等含量的增加。固體廢棄物種類繁多，成分復雜，不同種類其危害方式和污染程度不同。其中礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物污染最為嚴重。這類廢棄物在堆放或處理過程中，由于日曬、雨淋等影響導致重金屬極易移動，以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤、水體擴散。有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料施人土壤，造成土壤重金屬污染。如隨著我國畜牧生產的發(fā)展，產生大量的家畜糞便及動物加工產生的廢棄物，這類農業(yè)固體廢棄物中含有植物所需N、P、K和有機質，同時由于飼料中添加了一定量的重金屬鹽類，因此作為肥料施人土壤增加了土壤Zn、Mn等重金屬元素的含量。磷石膏屬于化肥工業(yè)廢物，由于其有一定量的正磷酸以及不同形態(tài)的含磷化合物，并可以改良酸性土壤，從而被大量施入土壤，造成了土壤中Cr、Pb、Mn、As含量增加。污水處理產生的污泥含有較高的有機質和氮、磷養(yǎng)分，因此土壤成為污泥處理的主要場所。一般來說，污泥中Cr、Pb、Cu、Zn、As極易超過控制標準，污泥的施用可使土壤重金屬含量有不同程度的增加。四、農業(yè)清潔生產的關鍵技術1、合理施用肥料（1）改進肥料技術測土配方平衡施肥技術；按植物的吸收速度計算出施肥次數及時間。（2）廣辟有機肥料（3）推廣秸稈還田秸稈還田是把秸稈（玉米秸稈、高粱秸稈等）直接或堆積腐熟后施入土壤中的一種方法。秸稈還田具有促進土壤有機質及氮、磷、鉀等含量的增加；提高土壤水分的保蓄能力；改善植株性狀，提高作物產量；改善土壤性狀，增加團粒結構等優(yōu)點。秸稈還田增肥增產作用顯著，一般可增產5%～10%，但是要達到這樣的效果，并非易事。（4）利用沼肥肥田沼肥是投入沼氣池內的各種農作物秸稈和人、畜糞便及其它有機廢棄物經密封發(fā)酵后的殘留物。在發(fā)酵過程中，干物質被分解，其中碳素大部分轉變?yōu)檎託猓鳛槟茉词褂?。沼肥養(yǎng)分含量齊全，不但含有作物生長必須的氮、磷、鉀大量元素，還含有鋅、鐵等多種微量元素，并且速效、緩效兼?zhèn)?；不含有各種有害菌及蟲卵；有機質含量高、肥效穩(wěn)定、后勁長；沼液的速效性很強，養(yǎng)分可利用率高，能迅速被作物吸收利用；沼渣肥屬于緩效有機肥，并且含有大量的腐殖酸，能促進土壤團粒結構形成，增強土壤保肥性能和緩沖力，改善土壤理化性質，改良土壤效果十分明顯。（5）肥料的無害化處理原則：遵循無毒、無害、無污染的原則。目前，有機肥料無害化處理主要有物理方法、化學方法和生物方法三種。物理方法如曝曬、高溫處理等，化學方法是用化學物質除害（在有機食品生產中不能采用），生物方法如接菌后的堆腐和漚制等。一、物理方法1.暴曬法：就是利用太陽光中紫外線的殺傷作用，清除有機肥料中的病毒、寄生蟲、惡臭物質等，如秸稈肥還田前、堆肥堆制前、畜禽肥出圈后、沼渣肥施用前、人糞尿施用前的曝曬處理等。該方法簡便易行，省工省時，但養(yǎng)分損失大，易污染環(huán)境，且處理效果較差。2.高溫處理法：主要適用于堆肥，是利用有機物質分解釋放出的能量來提高溫度，以殺死肥料中的病蟲。（1）堆制堆肥要求含水量是干材料的60%～75%，即用手緊握材料時能有水滴擠出，表示水分適度。（2）在堆肥堆制前期，要保持良好的通氣條件，必要時可設通氣塔、通氣溝等，后期要保持厭氣條件，可拆除通氣塔、堵塞通氣溝等，可壓緊、封泥，以保存養(yǎng)分和促進腐殖質的積累。（3）堆肥內部溫度可控制在50～60℃。當溫度高于65℃時，可翻堆或加水降溫，以利于氮素的保存。（4）要求堆肥材料的碳氮比為25∶1，以有利于微生物對有機物質的分解。（5）控制適宜的pH值。在堆制堆肥時，每50公斤秸稈加入1～1.5公斤的石灰等堿性物質，以將堆肥的pH值調節(jié)在7.5左右。高溫堆肥的衛(wèi)生標準是蛔蟲卵死亡率達95%～100%，有效控制蒼蠅孳生，堆肥周圍沒有活的蛆、蛹或新羽化的成蠅二、生物方法利用生物方法對有機肥料進行無害化處理，新概念肥是什么肥料在有機食品生產過程中最常采用。由于使用的微生物不同，有機肥無害化處理的堆、漚方法也有很多。1.“301”菌劑堆肥“301”菌劑具有生長周期短、繁殖快、易培養(yǎng)的特點。使用“301”菌劑，可在短時間內使秸稈充分腐熟成秸稈肥，殺除病菌、害蟲、草籽，還田后培肥地力，增產效果顯著。堆腐要點是“喝足、吃飽、蓋嚴”。喝足即秸稈必須充分濕透，水分充足是纖維素水解的關鍵。吃飽即要用足“301”菌劑和尿素。堆制時，將濕透的秸稈分三層堆積，一、二層各厚50～60厘米，第三層厚30～40厘米，在各層上部撒上“301”菌劑和尿素，用量比自下而上為4∶4∶2。蓋嚴，即堆積結束后，做好泥封，若冬季堆積，堆頂可蓋地膜增溫，或在堆內加少量驢糞、馬糞，以利前期提溫。2.催腐劑堆肥堆制技術要領是“水足、藥勻、封嚴”。水足：按秸稈與水1∶1.7的比例，使秸稈濕透，確保發(fā)酵期的水分需要。藥勻：按濕透后的秸稈量的0.12%施足催腐劑，用噴霧器均勻噴施，邊噴邊拌。封嚴：將施藥后的秸稈堆垛成寬1.5米、高1米的秸稈堆，拍實，用土和泥密封，泥厚2厘米。3.酵素菌堆肥原料配比是秸稈∶麩皮∶鈣鎂磷肥∶酵素菌擴大菌∶紅糖∶干雞糞=50∶6∶1∶0.8∶0.1∶20（是原料公斤數，不是百分比）。將麩皮、鈣鎂磷肥、紅糖、酵素菌擴大菌摻混均勻后，再和雞糞一起依次撒在用水濕透的秸稈上，拌勻后堆于池內，稍微鎮(zhèn)壓，每天觀察堆肥的溫度、濕度。適宜的堆溫為60～65℃，濕度為50%～60%。堆肥呈黑褐色腐爛狀態(tài)且有光澤無任何異味時，即說明酵素菌堆肥堆制完成。4.EM多功能發(fā)酵菌堆腐法把各種有機肥源如米糠、稻殼和麥秸（粉碎品）充分拌和均勻→調整含水率30%～40%→將材料平鋪高度20～30厘米→均勻噴灑“EM多功能發(fā)酵菌”→上面蓋透明的聚乙烯薄膜→溫度達到45～60℃時翻動3～4次→產生白色絮狀毛，無臭氣，即為發(fā)酵完成。夏天3～5天可完成，春季10～15天可完成，冬天適當加50℃的溫水以加快完成。發(fā)酵完成后仍要堆放數周后再施用，這樣可以把病原菌、蟲卵、草籽殺滅，把臭氣除去，同時可使肥料腐熟，提高肥效。5.自制發(fā)酵催熟堆腐法按米糠重量14.5%、油粕14%、豆渣13%、糖類8%、水50%、酵母菌0.5%的比例，先將糖類放在水中攪拌溶解，然后加入米糠、豆渣、油粕和酵母粉，在30℃左右的溫度中進行45天的發(fā)酵，最后用草木灰按1∶1的比例摻混稀釋，攪拌均勻，即制成堆肥催熟粉。將糞便與稻草等膨松物按10∶1的比例混合后，每100公斤混合肥中加入1公斤催熟粉進行堆腐。堆積10天進行第一次翻混，再隔10天進行第二次翻混，再過一周，堆肥熟化即完成。（7）大力發(fā)展生物肥料狹義的生物肥料，是通過微生物生命活動，使農作物得到特定的肥料效應的制品，也被稱之為接種劑或菌肥，它本身不含營養(yǎng)元素，不能代替化肥。2、減少農藥用量（1）以蟲治蟲（2）以草治草（3）以微生物治蟲（4）以脊椎動物治蟲（5）以菌治病（6）以草治草（8）開發(fā)無公害農藥3、科學使