1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 农业废弃物氮的测定和评价 所在学院 专业班级 环境工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 1 摘要 ： 本文分析了农业废弃物组成、特征、危害以及中国农业废弃物现状，并在借鉴国外先进经脸的基础上，进一步探讨了 中国农业废弃物污染现状的原因和如何规范并合理地处理和循环利用农业废弃物。通过从法律、市场、企业和政府等多方面分析，提出了防治农业废弃物的建议和措施，同时着重讲述了利用生物分解技术处理农业废弃物。通过分解实验，利用实验数据来讨论农业废弃物循环利用的经济可行性和环保实用性。 关键词 ： 农业废弃物；生物分解；循环利用；资源化 2 A
2、bstract： This paper analyzes the characteristics of agricultural waste composition, and the status of China agricultural waste and endanger. And on the basis of the face in foreign advanced, Further discusses the present situation of Chinese agricultural waste pollution causes and how to regulate an
3、d reasonably processed and recycling agricultural waste. Through from law, market, enterprise and government,etc., and puts forward the control analysis of agricultural waste Suggestions and measures, and the emphasis on the using biodegradable technology processing agricultural waste. Through the d
4、ecompose experiment, use experimental data to discussion of agricultural waste recycling economic feasibility and environmental practicability. Keywords： agricultural wastes; biological decomposition; recycle; reuse 3 目 录 1 选题的背景、目的和意义 . 5 1.1 选题的背景 . 5 1.2 农业废弃物的概念界定 . 5 1.3 农业废弃物的特点 . 6 1.3.1 数量多
5、. 6 1.3.2 危害性广 . 6 1.3.3 处理方式单一、落后 . 6 1.3.4 高价值性 . 7 1.4 资源化利用农业废弃物的意义 . 7 1.4.1 消除日益严重的环境污染 . 7 1.4.2 保持和提高耕地土壤质量 . 8 1.4.3 解决农村的能源短缺和保护生态环境 . 8 1.4.4 生物质能为国家能源和电力紧张做贡献 . 8 2 我国农业废弃物资源化利用现状及存在的问题 . 10 2.1 我国农业废弃物资源化利用现状 . 10 2.1.1 植物纤维性废弃物资源化利用技术 . 10 2.1.2 畜禽粪便资源化利用技术 . 13 2.2 存在的问题分析 . 14 3 国外农业
6、废弃物资源化利用的现状及先进经验 . 16 3.1 日本农业废弃物资源化利用情况 . 16 3.2 美国农业废弃物资源化利用情况 . 16 3.3 俄罗斯农业废弃物资源化利用情况 . 17 3.4 国外其他一些国家农业废弃物的资源化利用情况 . 17 4 农业废弃物的处理方式现状及发展前景 . 18 4.1 农业废弃物资源化利用方式 . 18 4.1.1 肥料化 . 18 4.1.2 饲料化 . 18 4.1.3 能源 化 . 19 4.1.4 材料化 . 19 4.1.5 食用菌栽培 . 19 4.2 我国农业废弃物资源化利用的发展前景 . 20 4.2.1 要树立总体发展思路 . 20 4
7、.2.2 注重技术创新突破和集成 . 20 4.2.3 加强生物质能利用的研究 . 21 4.2.4 开辟新的利用途径 . 21 4.3 生物分解农业废弃物技术概况 . 22 5 测定农业废弃物的氮含量的方法 . 25 5.1 凯氏定氮法 . 25 5.2 双缩脲法 (Biuret) . 26 5.3 紫外吸收法 . 28 5.4 考马斯亮蓝法（ Bradford） . 30 6 农业废弃物处理相关的法令法规 . 33 4 6.1 国内立法现状 . 33 6 1 1 湖北省的相关地方立法概况 . 33 6 1 2 浙江省的相关地方立法概况 . 34 6 1 3 安徽省的相关地方立法概况 . 3
8、4 6.2 国外的相关立法概况 . 35 7 农业废弃物循环利用及产业化 . 36 7.1 循环经济的概念及内涵 . 36 7.2 农业废弃物循环利用的 “3R”原则 . 37 7.2.1 减量化原则 . 37 7.2.2 再利用原则 . 38 7.2.3 再循环原则 . 38 7.3 农业废弃物产业化现状与问题 . 38 7.3.1 制约农业循环经济产业化发展的主要因素 . 39 7.3.2 加快我国农业循环经济产业化进 程的对策 . 40 8 实验内容与结果讨论 . 43 8.1 方法原理 . 43 8.2 仪器与试剂 . 43 8.3 操作步骤 . 43 8.4 实验数据 . 44 8.
9、5 结果与讨论 . 46 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 48 附录一 中华人民共和国循环经济促进法 . 50 附录二 浙江省农业废弃物处理与利用促进 办法 . 61 5 1选题的背景、目的和意义 1.1 选题的背景 传统的农业现代化，是建立在大规模应用现代化机械和大量消耗工业产品，如化学肥料、农药、杀虫剂以及石油、电力等产品基础之上的。这种模式打破了传统农业中废弃物的循环利用环节，结果造成了农业废弃物的大量积累 ， 进而产生了较为严重的环境问题和资源浪费问题。 目前，我国是世界上农业废弃物产出量最大的国家，每年大约有 40多亿，其中畜禽粪便排放量 26 1亿，农作物秸秆 7 0
10、亿， 废弃农膜等塑料 2 5万，蔬菜废弃物 1亿 1 5亿，乡镇生活垃圾和人粪便 2 5亿，肉类加工厂 (包括肉联厂、皮革厂和屠宰场 )废弃物0 5亿 0 65亿，饼粕类 0 25亿，林业废弃物 (不包括炭薪林 )，每年约达 3700万 m，相当于 1000万标准煤。过去，我国农民将农业废弃物作为有机肥使用，在促进物质能量循环和培肥地力方面发挥了巨大的作用。但是，随着市场经济的发展，农业废弃物转化为有机肥料面临一系列新的问题和严峻的挑战。一方面废弃物成分发生了很大变化，同时，种植业逐渐转向省工、省力、高效、清洁的栽培方式 ，传统的有机肥料积、制、存、用技术已不能适应现代农业的发展。因此，农业废
11、弃物不再受欢迎，成为严重污染生态环境的污染源 3。 当前 ， 农业废弃物资源的合理利用已日益成为当前世界大多数国家共同面临的问题。国内外实践表明 ， 农业废弃物的资源化利用 ， 是控制农业污染、改善农村环境、实现农业可持续发展的有效途径。本文通过对生物分解前后农业废弃物中氮含量的测定来寻求更优的农业废弃物循环利用方法，并通过该测定评价农业废弃物利用的意义。 1.2 农业废弃物的概念界定 农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要 包括农林生产过程中产生的植物残余类废弃物、牧渔业生产过程中产生的动物类残余废弃物、农业加工过程中产生的加工类残余废弃物和农村生活垃圾等。通常我们所说的
12、农业废弃物主要指农作物秸秆和畜禽粪便。 农业废弃物的分类通常有：一、按成分可分为：植物纤维性废弃物和畜禽粪便；二、按来源可分为：第一性生产废弃物、第二性生产废弃物、农副产品加工后的剩余物和农村居民6 生活废弃物。第一性生产废弃物是指作物秸秆、枯枝落叶等，是农业废弃物中最主要部分。我国的纤维素物质 10亿 /；农业植物纤维废料 1.178亿；作物秸秆亿。 虽然具有很高的利用价值，但我国的利用率仅为 33%左右。第二性生产废弃物主要是指畜禽粪便和拦圈垫物等。主要分布地区为四川、河南、山东、云南、湖南、广西、内蒙古等 2。 1.3 农业废弃物的特点 1.3.1 数量多 农业是人类历史发展中由来已久的
13、产业链中必不可少的一环。随着经济科技技术的日益发达，传统农业的现代化，打破了传统农业中废弃物的循环利用环节，结果造成了农业废弃物的大量积累 ， 进而产生了较为严重的环境问题和资源浪费问题。我国是个农业大国，其中农作物秸秆年产量达 5亿 (干质量 )，可供青贮的茎叶等鲜料约 10亿，锯末、刨花等林业废弃物 16000，畜禽粪便排放量 134亿，城市垃圾 7万以上。随着工农业生产的迅速发展和人口的增加，这些废弃物以年均 5% 10%的速度递增。这其中大部分废弃物被当作垃圾丢弃或排放到环境中，造成可利用资源的浪费和对生态环境的污染。当前，农业废弃物资源的合理利用已日益成为当前世界大多数国家共同面临的
14、问题。 1.3.2 危害性广 由于农业废弃物的种类繁多，因而其对环境造成的污染也是多方面的。其中包括污染卫生环境；污染空气（恶臭污染、粉尘携带细菌的污染、分解气体污染）；污染水体；污染土壤；侵占土地。例如： 秸秆焚烧增加了空气污染指数并影响到交通和航空运输事业；养殖场周边污水横流、臭气熏天，严重影响生态环境及景观、居民的日常生活和身体的健康，直接导致面源污染和水体富营养化；农药、兽药和重金属等残留进入土壤，一方面影响到农产品的品质，另一方面增加土壤微生物的耐药性；农业 “ 白色污染 ” 影响景观、土壤的正常功能、作物的生长以及农产品的产量和品质等等。 1.3.3 处理方式单一、落后 由于种植业
15、逐渐转向省工、省力、高效、清洁的栽培方式，传统的有机肥料积、制、存、用技术已不能适应现代农业的发展。因此 ，农业废弃物不再受欢迎，成为严重污染生态环境的污染源。 虽然我国农业废弃物利用有着悠久的历史，但是创新性技术少，推广价值不高，农业废弃物的利用率很低。比如秸秆的利用，大多数还是采用直接燃烧供热或者还田的方式，7 缺乏先进的利用技术。农业废弃物产品开发缺乏主攻方向，品种单一，质量不高，商品价值低。比如畜禽粪便的利用，大多数采用烘干后直接饲喂的方式，缺乏对其有效营养价值的分析利用，没有形成创新型的饲料产品。农业废弃物资源化利用实现的关键是建立健全技术和人力支持体系。在某些发达国家中，虽然农业废
16、弃物的处理技术上得到一定 的发展，但由于经济、科学等原因，农业废弃物的处理操作系统仍是不够完善的。当前，如何合理、科学的处理农业废弃物已成为国内外俱为关注的问题之一。 1.3.4 高价值性 农业废弃物蕴藏着巨大的资源。中国产生的农业废弃物按目前的沼气技术水平能转化成沼气 3111.5亿 m，户均达 1275.2m，可解决农村的能源短缺；以农作物秸秆为例，将目前的5秸秆转化为电能，以 1kg秸秆产生电 1kWh计算，就有电能 5亿 kWh的潜力；作为肥料可提供氮 (N)： 2264.4万；磷 (P2O5)： 459.1万；钾 (K2O)： 2715.7万；作为饲料，仅玉米秸秆能提供 1.9 2.
17、2亿 9。 1.4 资源化利用农业废弃物的意义 1.4.1 消除日益严重的环境污染 目前，我国是世界上农业废弃物产出量最大的国家，每年大约有 40多亿，其中畜禽粪便排放量 26 1亿，农作物秸秆 7 0亿，废弃农膜等塑料 2 5万，蔬菜废弃物 1亿 1 5亿，乡镇生活垃圾和人粪便 2 5亿，肉类加工厂 (包括肉联厂、皮革厂和屠宰场 )废弃物0 5亿 0 65亿，饼粕类 0 25亿，林业废弃物 (不包括炭薪林 )，每年约达 3700万 m，相当于 1000万 标准煤。过去，我国农民将农业废弃物作为有机肥使用，在促进物质能量循环和培肥地力方面发挥了巨大的作用。但是，随着市场经济的发展，农业废弃物转
18、化为有机肥料面临一系列新的问题和严峻的挑战。一方面废弃物成分发生了很大变化，同时，种植业逐渐转向省工、省力、高效、清洁的栽培方式，传统的有机肥料积、制、存、用技术已不能适应现代农业的发展。主要表现在： 臭气、秸秆焚烧、温室气体排放，加剧了空气污染； 重金属和农药、兽药残留污染土壤，增加环境生物的耐药性； 农业 “白色污染 ”严重影响土壤正常功能； 污水横流增加面源污染和水体富 营养化； 病毒传播，疾病蔓延，尤其是人畜共患病等方面。 8 1.4.2 保持和提高耕地土壤质量 我国用占世界 10的耕地面积养活占世界 22的人口，并保持地力不衰，在某种意义上应归功于有机肥料的施用。但是，随着农业生产日
19、益集约化，生产资料投入的增加，农业生产有了飞跃的发展，传统的有机肥料面临被抛弃的境地。同时根据全国化肥试验网肥料长期定位试验和国家土壤肥力与肥料效益监测资料显示，近年来，耕地土壤有机质含量有下降趋势，土壤缓冲能力减弱，抗灾能力衰退；化肥利用率低；土壤肥力降低。土壤养分库储存太少，土壤质量下降， 导致只能靠大量施用化肥提高作物产量，化肥施用量越高，其利用率越低。实现农业废弃物的肥料化利用，生产有机肥料可以补充土壤养分，并提高土壤中微量元素的有效性。增加有机肥的施用比例，一方面可减少或缓解化肥用量，另一方面可提高和保持土壤地力，促进农业的可持续发展。 1.4.3 解决农村的能源短缺和保护生态环境
20、我国农村人口占全国总人口的 70以上，生物质一直是农村的主要能源之一，农村生活用能源仍有 57依靠薪柴和秸秆。薪柴消费量超过合理采伐量的 15，导致大面积森林植被破坏，水土流失加剧和生态平衡破坏。农村的生物 质能利用大多以直接燃烧为主，不仅热效率低 (低于 10 )，而且大量烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环境日益恶化，损伤了农民的身体健康。采用生物质能转化技术可使热效率提高 35一 40，节约资源，改善农民的居住环境，提高生活水平。 “九五 ”以来的全国生态农业和生态家园建设的实践已经证明，有效利用农林废弃物和乡镇生活废弃物，发展农村沼气等能源工程和生态农业模式，可有效地促进生态良性循环，
21、减轻对森林资源的破坏，减少土壤侵蚀和水土流失，保护生物多样性。 1.4.4 生物质能为国家能源和电力紧张做贡献 我国已由石油出 口国转变为石油进口国， 2000年，净进口量已达到 7000万 t。生物质可通过各种工艺转化为液体燃料，直接代替汽油、柴油等石油燃料，作为民用燃料或内燃机燃料。而同期我国含农业废弃物在内的生物质资源量达 7亿 t标准煤， 2020年的生物质资源量至少可达到 15亿 t标准煤。如果将其中的 50用于生产液体燃料，即可为我国石油市场提供 2亿t液体燃料。另外，如果能采取种植能源植物 (能源作物和能源林 )等措施发展我国的生物质资源，可促进农业结构的调整，增加农村就业机会和农村居民收人，对振兴农村经济具有重要意义。农林废弃物生物质能可 以在填补农村电力供应缺口方面做出贡献。 1999年我国电力生9 产总量为 12600亿 kWh，人均用电不到 1000kWh人 a ，只有韩国的 1 5左右，而人均生活用电更低，只有 110kWh人 a 左右。尤其农村电力供应缺口更大。要实现 2020年国民经济翻两翻的目标，保障电力供应是必备条件。因地制宜地利用当地生物质能资源，秸秆、薪柴、谷壳和木屑等，建立分散、独立的离网或并网电站拥有广阔的市场前景。如果用当前农林废弃物产量的 50作为电站燃料，可发电 4000亿 kWh，占目前我国总耗电量的 30左右 10。
