周教案-清洁生产工艺

第六章清洁的生产工艺第一节农业清洁生产技术一、农业清洁生产的的含义1、农业清洁生产的概念农业清洁生产是指既可满足农业生产需要，又可合理利用资源并保护环境的实用农业生产技术。其实质是在农业生产的全过程中，通过技术、管理与监控体系的调控，使用对环境友好的绿色农用化学品，改善农业生产技术，避免或减少各种污染，提高农产品在生产和消费过程中与环境的相容程度，降低整个农业生产活动给人类和环境带来的风险。2、农业清洁生产的内涵农业清洁生产贯穿两个全过程控制。一是农业生产的全过程控制，即从整地、播种、育苗、抚育、收获的全过程，采取必要的措施，预防污染的发生。二是农产品的生命周期全过程控制，即从种子、幼苗、壮苗、果实、农产品的食用与加工各环节采取必要措施，实现污染预防和控制。农业清洁生产包括三方面内容，（图1）一是清洁的投入：指清洁的原料、农用设备和能源的投入，特别是清洁的能源（包括能源的清洁利用、节能技术和能源利用效率）；二是清洁的产出：主要指清洁的农产品，在食用和加工过程中不致危害人体健康和生态环境；三清洁的生产过程：采用清洁的生产程序、技术与管理，尽量少用或不用化学农用品，确保农产品具有科学的营养价值及无毒、无害。3、农业清洁生产与生态农业由于农业清洁生产通过节约农业资源、再生利用资源和提高资源利用效率，减少物能投入，实现经济效益与环境效益“双赢”目标。这与生态农业的“整体、协调、循环、再生”原理相一致。但与生态农业不同的是，农业清洁生产的理念更强调源头控制。农业清洁生产不是单纯的环保措施，而是融环境保护于生产建设之中，兼顾了经济效益和环境效益的生产模式，追求的是经济效益最大化和对人类与环境危害最小化。其次，农业清洁生产也不是仅仅指清洁的产出，即只生产无公害农产品、绿色和有机食品，解决从“田头到餐桌”的农产品质量安全问题，而且要解决农产品生产过程中对环境的污染及资源的浪费问题，降低整个农业生产活动给人类和环境带来的风险。充分体现了循环农业中“减量化”这一精神，实施循环农业首先要进行农业清洁生产，削减有毒、有害物质投入量。但循环农业更加强调物质和能量的循环和流动，农业清洁生产只完成了循环农业的一部分，应当在生产中通过资源的综合利用、短缺资源的代用、二次能源利用、资源的循环利用等节能降耗和节流开源，实现农用资源的合理利用，延缓资源的枯竭，实现物质和能量的削减和优化。二、农业清洁生产发展现状（以浙江省为例）浙江省目前还没有在真正意义上实施农业清洁生产。在种植业领域借助无公害农产品与绿色食品的开展，刚刚开始受人关注与重视，在畜牧业领域，相对来说已取得了一定的成绩。1、种植业清洁生产现状目前，浙江省虽然还没有完整意义上的种植业清洁生产，但随着近几年全省无公害农产品、绿色食品与有机产品生产基地的建立与生产规模的不断扩大，相关产品生产技术规程的制订、丰富与完善，为浙江省种植业清洁生产奠定了较好的基础。表12002—20XX年浙江省种植业（含食用茵）无公害农产品基地总数（单位：个）2、畜牧业清洁生产体系建设现状近年来，浙江省有关部门十分重视畜牧业的清洁生产体系建设，研究制定了多项规章制度，建立和完善了畜产品安全监测保障体系，强化了生态畜牧业建设，畜牧业清洁生产取得了一定的成绩，主要表现为（1）建立了动物疫病预防、监控体系（2）建立了绿色无公害畜产品生产的保障体系一是建立了绿色无公害畜产品管理的法律、技术、质量标准体系；二是建立和完善了畜产品质量监测体系。三是建立了投入品和畜产品药残监测监理制度。四是开展无公害畜产品生产基地建设和绿色畜产品认定。（3）实现了畜禽养殖污染的生态化治理一是生态养殖模式得到广泛应用。如，园地（茶园、竹园、林地、果园、桑园）养鸡、稻田养鸭等。二是畜牧生态小区建设产生了良好效果。全面推进标准化生态养殖小区建设，实行统一饲料、统一防疫、统一管理、统一销售、统一污染治理。目前，全省已建成省级生猪、奶牛、家禽等生态示范小区30个，市、县级示范小区,193个。目前，全省,70%的年存栏5000头以上规模猪场都建立了废弃物处理设施。三、现有农业生产存在的问题1、化肥的使用及其环境问题化肥的不合理使用会造成水体污染、土壤的板结硬化等。一方面化肥中常含有一些重金属元素、有毒有机物和一些放射性物质，施入土壤后形成潜在的土壤污染；另一方面化肥在施用过程中因某些成分的积累、流失或变化，引起土壤酸化、水域或氮磷含量升高、氮化物或硫化物气体（N2O、NH3、H2S等）排放等，造成土壤退化和水、大气环境污染。2、农药的使用及其环境问题（1）什么事农药农药是用来杀灭和控制有害生物的化学物。农药会大范围地释放到环境中去，广泛应用于农业和林业中的杀虫、杀菌和除草。农药的使用在全球带来了各种环境问题。农药可以按使用对象来分类，如对付昆虫的被称为杀虫剂，除草的叫除草剂，灭真菌的叫杀菌剂，灭鼠的叫杀鼠剂，还有一些用来保护木材，杀皮肤寄生虫（如白虱）的，以及土壤灭菌剂等。农药会有不同的形态，如乳油、粉剂或颗粒剂。

（2）农药的使用现状

二十世纪后半期，全球对于农药的使用增长快速，被批准使用的农药有效成分从50年代的几十种增加到90年代的约800多种。这些有效成分又可以合成数千种的不同产品，从50年代起，每10年农药的使用都会翻一翻。在农药市场不断膨胀了几十年后，于90年代趋于稳定，只有很少的新有效成分进入市场，市场上的销售额也相对稳定下来。但是，最新的数字显示，销售量又开始显著增长了。

发展中国家使用的许多农药都是属于过时的、便宜的，但却是在环境中难以降解的，或是毒性较大的类型。这些农药的使用造成了水污染、土壤污染、威胁生物多样性、昆虫产生抗性等问题。

中国目前已经成为世界最大的农药生产国和使用国。施用到农田中的各种农药，只有很少一部分真正被利用，其他则都成为了环境污染物，毒害土壤、水、空气，威胁生物多样性。农药的大量使用还造成了食品上的农药残留问题，危害消费者的身体健康。（3）农药对生态环境的影响

一些农药会挥发进入空气中或进入到附近河流，污染地下水。某些难以降解的农药还会在环境中累积，其毒性影响更大。

另外，农药的毒杀会造成病虫草害之外的其他物种受到伤害，威胁生物多样性。例如，农药会造成传播花粉的蜜蜂、帮助翻松泥土的蚯蚓等死亡；造成蛙等两栖动物，以及蛇类、猛禽等天敌动物间接中毒；某些农药亦会抑制动植物及微生物的生长。农药对健康的影响

我们或许会在不知不觉中长期食用含有农药残留的食物而不知！

食用过量农药更可引起急性中毒，甚至死亡。而长期摄入低剂量农药可能引致多种慢性疾病，包括癌症、生殖和神经系统疾病。部分农药会影响人类的神经系统及内分泌系统，引致生殖系统问题及减少精子数量，严重更会导致不育。有些农药成分甚至可由孕妇传至胎儿，影响胎儿发育，并可经由母乳传至婴儿。3、地膜的使用及其环境问题地膜覆盖栽培技术自20世纪70年代开始兴起，迅速在欧美、日本等国家普及。80年代以后大多数发展中国家应用地膜覆盖技术的农田面积不断扩大。该项技术可使很多作物的适作区域向北推移，无霜期延长10—15d，提高旱地水分利用率30％～50%。因此，地膜覆盖栽培技术的应用使农业产量和效益成倍增长，称其作为农业中的“白色革命”，带来了农业生产力的飞跃和生产方式的改变。据统计，1986年我国地膜使用面积已跃居世界第一位，1994年发展到5.3Mhm2．据预测，到20XX年全国覆膜栽培面积将达到l0Mhm2给农业生产带来巨大的经济效益。在发展的同时随之出现了残膜对农田的污染问题，不易分解腐烂的农用地膜留在农田土壤中，污染土壤，妨碍耕作，耕作层结构受到破坏，阻碍水肥输导，影响土壤通透性和作物的生长发育，最终造成作物减产已成为推广应用地膜覆盖栽培技术的一大障碍。目前，我国的农用地膜的残留量相当严重，每年残存于土壤中的农膜占总量的10％，截止1998年累积残存量已在1Mt以上。严重破坏了农田的生态环境，造成“白色污染”。由此可见，治理残膜污染、清除污染隐患，保护农田的生态环境将是地膜覆盖栽培技术持续发展的关键所在。4、污灌和农用固体废物造成的环境问题污水灌溉一般是指经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商业污水和工业污水。随着污水灌溉而进入土壤的重金属，以不同的方式被土壤截留，固定的重金属被土壤矿质胶体和有机质迅速吸附，一般累积存土壤表层，白上而下递减。污灌区的累积分布特点是离污染源近土壤含量高，距离远则土壤含量低。中国自20世纪60年代至今，污灌面积迅速扩大，以北方干旱地区污灌最为严重。南方地区污灌面积仅占6%，其余在西北和青藏。污灌导致农田重金属Hg、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Pb等含量的增加。固体废弃物种类繁多，成分复杂，不同种类其危害方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物污染最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中，由于日晒、雨淋等影响导致重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施人土壤，造成土壤重金属污染。如随着我国畜牧生产的发展，产生大量的家畜粪便及动物加工产生的废弃物，这类农业固体废弃物中含有植物所需N、P、K和有机质，同时由于饲料中添加了一定量的重金属盐类，因此作为肥料施人土壤增加了土壤Zn、Mn等重金属元素的含量。磷石膏属于化肥工业废物，由于其有一定量的正磷酸以及不同形态的含磷化合物，并可以改良酸性土壤，从而被大量施入土壤，造成了土壤中Cr、Pb、Mn、As含量增加。污水处理产生的污泥含有较高的有机质和氮、磷养分，因此土壤成为污泥处理的主要场所。一般来说，污泥中Cr、Pb、Cu、Zn、As极易超过控制标准，污泥的施用可使土壤重金属含量有不同程度的增加。四、农业清洁生产的关键技术1、合理施用肥料（1）改进肥料技术测土配方平衡施肥技术；按植物的吸收速度计算出施肥次数及时间。（2）广辟有机肥料（3）推广秸秆还田秸秆还田是把秸秆（玉米秸秆、高粱秸秆等）直接或堆积腐熟后施入土壤中的一种方法。秸秆还田具有促进土壤有机质及氮、磷、钾等含量的增加；提高土壤水分的保蓄能力；改善植株性状，提高作物产量；改善土壤性状，增加团粒结构等优点。秸秆还田增肥增产作用显著，一般可增产5%～10%，但是要达到这样的效果，并非易事。（4）利用沼肥肥田沼肥是投入沼气池内的各种农作物秸秆和人、畜粪便及其它有机废弃物经密封发酵后的残留物。在发酵过程中，干物质被分解，其中碳素大部分转变为沼气，作为能源使用。沼肥养分含量齐全，不但含有作物生长必须的氮、磷、钾大量元素，还含有锌、铁等多种微量元素，并且速效、缓效兼备；不含有各种有害菌及虫卵；有机质含量高、肥效稳定、后劲长；沼液的速效性很强，养分可利用率高，能迅速被作物吸收利用；沼渣肥属于缓效有机肥，并且含有大量的腐殖酸，能促进土壤团粒结构形成，增强土壤保肥性能和缓冲力，改善土壤理化性质，改良土壤效果十分明显。（5）肥料的无害化处理原则：遵循无毒、无害、无污染的原则。目前，有机肥料无害化处理主要有物理方法、化学方法和生物方法三种。物理方法如曝晒、高温处理等，化学方法是用化学物质除害（在有机食品生产中不能采用），生物方法如接菌后的堆腐和沤制等。一、物理方法1.暴晒法：就是利用太阳光中紫外线的杀伤作用，清除有机肥料中的病毒、寄生虫、恶臭物质等，如秸秆肥还田前、堆肥堆制前、畜禽肥出圈后、沼渣肥施用前、人粪尿施用前的曝晒处理等。该方法简便易行，省工省时，但养分损失大，易污染环境，且处理效果较差。2.高温处理法：主要适用于堆肥，是利用有机物质分解释放出的能量来提高温度，以杀死肥料中的病虫。（1）堆制堆肥要求含水量是干材料的60%～75%，即用手紧握材料时能有水滴挤出，表示水分适度。（2）在堆肥堆制前期，要保持良好的通气条件，必要时可设通气塔、通气沟等，后期要保持厌气条件，可拆除通气塔、堵塞通气沟等，可压紧、封泥，以保存养分和促进腐殖质的积累。（3）堆肥内部温度可控制在50～60℃。当温度高于65℃时，可翻堆或加水降温，以利于氮素的保存。（4）要求堆肥材料的碳氮比为25∶1，以有利于微生物对有机物质的分解。（5）控制适宜的pH值。在堆制堆肥时，每50公斤秸秆加入1～1.5公斤的石灰等碱性物质，以将堆肥的pH值调节在7.5左右。高温堆肥的卫生标准是蛔虫卵死亡率达95%～100%，有效控制苍蝇孳生，堆肥周围没有活的蛆、蛹或新羽化的成蝇二、生物方法利用生物方法对有机肥料进行无害化处理，新概念肥是什么肥料在有机食品生产过程中最常采用。由于使用的微生物不同，有机肥无害化处理的堆、沤方法也有很多。1.“301”菌剂堆肥“301”菌剂具有生长周期短、繁殖快、易培养的特点。使用“301”菌剂，可在短时间内使秸秆充分腐熟成秸秆肥，杀除病菌、害虫、草籽，还田后培肥地力，增产效果显着。堆腐要点是“喝足、吃饱、盖严”。喝足即秸秆必须充分湿透，水分充足是纤维素水解的关键。吃饱即要用足“301”菌剂和尿素。堆制时，将湿透的秸秆分三层堆积，一、二层各厚50～60厘米，第三层厚30～40厘米，在各层上部撒上“301”菌剂和尿素，用量比自下而上为4∶4∶2。盖严，即堆积结束后，做好泥封，若冬季堆积，堆顶可盖地膜增温，或在堆内加少量驴粪、马粪，以利前期提温。2.催腐剂堆肥堆制技术要领是“水足、药匀、封严”。水足：按秸秆与水1∶1.7的比例，使秸秆湿透，确保发酵期的水分需要。药匀：按湿透后的秸秆量的0.12%施足催腐剂，用喷雾器均匀喷施，边喷边拌。封严：将施药后的秸秆堆垛成宽1.5米、高1米的秸秆堆，拍实，用土和泥密封，泥厚2厘米。3.酵素菌堆肥原料配比是秸秆∶麸皮∶钙镁磷肥∶酵素菌扩大菌∶红糖∶干鸡粪=50∶6∶1∶0.8∶0.1∶20（是原料公斤数，不是百分比）。将麸皮、钙镁磷肥、红糖、酵素菌扩大菌掺混均匀后，再和鸡粪一起依次撒在用水湿透的秸秆上，拌匀后堆于池内，稍微镇压，每天观察堆肥的温度、湿度。适宜的堆温为60～65℃，湿度为50%～60%。堆肥呈黑褐色腐烂状态且有光泽无任何异味时，即说明酵素菌堆肥堆制完成。4.EM多功能发酵菌堆腐法把各种有机肥源如米糠、稻壳和麦秸（粉碎品）充分拌和均匀→调整含水率30%～40%→将材料平铺高度20～30厘米→均匀喷洒“EM多功能发酵菌”→上面盖透明的聚乙烯薄膜→温度达到45～60℃时翻动3～4次→产生白色絮状毛，无臭气，即为发酵完成。夏天3～5天可完成，春季10～15天可完成，冬天适当加50℃的温水以加快完成。发酵完成后仍要堆放数周后再施用，这样可以把病原菌、虫卵、草籽杀灭，把臭气除去，同时可使肥料腐熟，提高肥效。5.自制发酵催熟堆腐法按米糠重量14.5%、油粕14%、豆渣13%、糖类8%、水50%、酵母菌0.5%的比例，先将糖类放在水中搅拌溶解，然后加入米糠、豆渣、油粕和酵母粉，在30℃左右的温度中进行45天的发酵，最后用草木灰按1∶1的比例掺混稀释，搅拌均匀，即制成堆肥催熟粉。将粪便与稻草等膨松物按10∶1的比例混合后，每100公斤混合肥中加入1公斤催熟粉进行堆腐。堆积10天进行第一次翻混，再隔10天进行第二次翻混，再过一周，堆肥熟化即完成。（7）大力发展生物肥料狭义的生物肥料，是通过微生物生命活动，使农作物得到特定的肥料效应的制品，也被称之为接种剂或菌肥，它本身不含营养元素，不能代替化肥。2、减少农药用量（1）以虫治虫（2）以草治草（3）以微生物治虫（4）以脊椎动物治虫（5）以菌治病（6）以草治草（8）开发无公害农药3、科学使