中国1992-2016年农业废弃物管理研究——热点识别、路径演进与前沿探究

采用文献计量学的方法,运用CiteSpace信息可视化软件,首次对中国农业废弃物管理领域的研究热点、演进路径及研究前沿进行了系统梳理与归纳。研究发现,（1）1992年以来,农业废弃物管理领域的文献出版数量总体上呈增长趋势,经历了"平稳发展→快速增长→波动上升→波动下降"4个阶段。（2）中国农业废弃物管理研究的热点主要聚焦于农业废弃物资源化利用、农业废弃物对生态环境的影响、农业废弃物利用与畜牧业发展、农业废弃物资源化生态补偿等4个方面。（3）从演进路径来看,中国农业废弃物管理研究从第一阶段聚焦于畜牧业发展,到第二阶段以"污染防治"和"资源化利用"为核心议题,再到第三阶段细化为"畜禽养殖污染防控"与"能源化利用"两个方向,最后形成以"低碳农业约束下的农业废弃物利用"的跨学科研究。（4）农业废弃物管理前沿研究则表现出两种特征：一是研究重点正从农作物秸秆转为畜禽粪便;二是对于低碳农业约束下的农业废弃物利用（尤其是能源化利用）问题呈现出不断深化探索的趋势。     

城市废弃物资源化共生网络:概念、特征及体系解析

挖掘城市废弃物中有价值的资源,已经成为世界各国开展废弃物开发与管理的共同选择。产业共生是推动经济绿色发展和提高资源效率的战略工具,已经成为探讨废弃物资源化利用问题的重要视角。将产业共生理论引入城市废弃物资源化利用领域,提出城市废弃物资源化共生网络的概念,并将其典型特征概括为"四个统一",即价值网络与责任网络的统一,集聚共生与虚拟共生的统一,稳健型与脆弱性的统一以及自组织性与主体建构性的统一。借鉴超网络理论构建城市废弃物资源化共生网络体系的结构模型,并从共生单元、共生模式、共生界面和共生环境4个层面对该模型进行详细解析。城市废弃物资源化共生网络可分为核心网络和外围网络,两者之间存在全方位、多层次的合作机制。在城市废弃物资源化共生网络中,共生单元具有多层次性和多样性特征,它们之间存在着不同类型、效率各异的共生关系,推动共生模式向对称互惠一体化共生进化是破解城市废弃物资源化利用难题的关键;共生界面具有物质交换、能量传递、信息共享、知识传播及利益协调等多样化功能,而共生关系的进化以及共生界面功能发挥又依赖于优越的共生环境。此外,城市废弃物资源化共生网络有依托型、平等型、嵌套型和虚拟型等4种运作模式,国内典型案例分析表明这4种运作模式将长期并存。     

绿狐尾藻人工湿地治理水污染模式及其在广西的应用

广西畜牧业蓬勃发展,但农业面源污染日益严重。实地调研及水样检测结果表明,水生植物绿狐尾藻生态治理养殖废水效果显著,对推进养殖业废弃物资源化利用,防治农业面源污染有重要意义,值得在广西畜禽养殖集中区域推广应用。     

固体废弃物处理与产氢技术

氢气能作为一种清洁能源和工业上的原料所使用。目前国际上氢气的获得主要有化学制取和电解水制取两种方法, 但这些方法都需要耗费大量的能源, 特别是化学制取法在耗能的同时还极易对环境造成污染。相比之下, 生物制氢有着极大的优势, 它主要是通过微生物发酵或者光合微生物的作用, 将有机废弃物进行分解从而获得氢气。利用废弃物制氢即可以低廉的获得氢能源同时又能资源化利用废弃物。以下对固体废弃物的类型、产氢的方法等进行了综述。     

固体废弃物处理与产氢技术

氢气能作为一种清洁能源和工业上的原料所使用。目前国际上氢气的获得主要有化学制取和电解水制取两种方法, 但这些方法都需要耗费大量的能源, 特别是化学制取法在耗能的同时还极易对环境造成污染。相比之下, 生物制氢有着极大的优势, 它主要是通过微生物发酵或者光合微生物的作用, 将有机废弃物进行分解从而获得氢气。利用废弃物制氢即可以低廉的获得氢能源同时又能资源化利用废弃物。以下对固体废弃物的类型、产氢的方法等进行了综述。     

我国微生物肥料的研究进展及发展趋势

面对世界范围内“第二次绿色革命”、“持续性农业”日益强烈的趋势,中国农业如何避免重蹈发达国家“先污染、破坏,后治理”的复辙,是摆在我们面前的严峻课题,而微生物肥料由于具有肥效高、本身无毒无害、不污染环境且成本低、可节约能源等特点,它的大面积推广和应用,将是解决上述问题的有效措施之一。     

鸡粪及畜禽废弃物资源化再生饲料技术

随着世界畜禽饲养业的蓬勃发展 ,以及饲养密度的急剧增加 ,畜禽饲养及活体加工过程中产生的大量排泄物及废弃物的密集排出对人类及其他生物、包括畜禽自身生活环境造成污染 ,由于集约化的经营和饲料成分复杂化 ,畜禽粪便从有机肥料变成环境污染源了。给人类及其他生物的健康生存构成了很大威胁。因此 ,控制和消除畜牧业的环境污染 ,多渠道、多途径广辟饲料资源 ,已成为环保事业和畜牧业生产面临的重要课题。现就鸡粪及畜禽废弃物资源化再生饲料技术介绍如下 ,供同行参考 ,同时也希望引起人们对此问题的重视。1　鸡粪资源化再生饲料技术1.1　…     

中国农业环境质量状况与保护对策

系统地分析了我国农业水环境、土壤环境现状,提出了水环境状况较为严峻、影响区域已占耕地总面积20%、影响严重区域已达5%左右、土壤环境中必须高度关注农用化学品污染的基本思路.讨论了工业废弃物、城镇生活污水和垃圾、农用化学品、农业废弃物、土壤侵蚀等因素对农业产地环境的影响,并对这些因素的影响程度作了初步分析.同时,结合目前国内相关研究及发达国家的主要做法,探讨了我国农业产地环境建设中的主要问题.在上述基础上,提出了保护农业产地环境的相关措施和建议.     

废水中“淘”出新能源

该项目开发的乙醇型发酵生物制氢技术,实际上是一项生物发酵产氢和高浓度有机废水处理的集成技术,在治理废水污染的同时,制取了大量的清洁能源氢气。从废弃物资源化与综合利用的角度看,该技术符合我国废水循环利用和污染物资源化的迫切需求。     

不与人争粮,巧用农业废弃物生产生物能源

我国农业废弃物非常丰富如作物秸秆等,如何使其资源化和能源化呢？这是当前国际上一大重要课题。在我国,黑龙江省一家公司投资4.8亿元,形成年加工秸秆如玉米、甜高粱秸秆等40万吨,生产乙醇能力约4万吨;下一步要形成年加工秸秆100万吨,年产乙醇10万吨的生产能力,将于2008年年底完成这一计划。     

我国农业环境问题及其防治对策

从农业自然资源、生态环境破坏现状及环境污染3方面对我国农业环境问题现状进行了系统的总结,并对其产生原因进行了初步分析,在此基础上提出防治对策。总体上看,我国农业自然资源短缺且受污染严重;农业生态破坏较为严重;由化肥、农药和农膜等农业投入品造成的面源污染日趋严重;秸秆处置不当、畜禽养殖污染、农村生活污染控制不力造成的环境污染日益严重,乡镇企业及城镇污染向农村的转移又进一步使农业环境恶化。我国农业环境问题的产生很大程度上与部分农业政策的实施有关;此外,农业环境保护立法不完善、执法不力以及农村环境保护意识淡薄、环境管理体系不完善等也是其产生的主要原因。基于以上原因,提出解决农业环境问题的如下对策措施：开展农业政策战略环境评价;重视生态建设,推动资源高效利用,发展生态农业;合理控制农用化学品投入,实施种植业清洁生产;加强畜禽养殖污染控制监管;制定激励机制,减轻农业面源污染;建立健全农村环境污染监管机制;加强宣传教育,增强农民环境保护意识。     

环境生物技术

为了满足日益增长的人口对保持清洁的土壤、空气和水环境的需要 ,环境生物技术正日益受到重视。在把生物技术广泛应用于制药产业的同时 ,人们也把注意力转向环境保护 ,如提供绿色化学用的新颖生物催化剂和生物材料以及农业生物技术等 ,ＴｒｅｎｄｉｎＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 2 0 0 0年 18卷第 3期中对环境生物技术的研究内容和发展方向作了介绍。环境保护人们的生活、生产离不开能源 ,而矿物能源的利用造成对环境的污染 ;同样 ,生活中产生出各种各样废弃物 ;化学杀虫剂的使用也会造成对环境的污染。如何减少上述污染的出现 ,研究人员采…     

农业废弃物养分循环利用技术模式评估模型的研究进展

农业废弃物的养分循环利用技术模式是实现农业循环经济的重要手段,其评估模型为优化养分循环利用技术提供了重要支撑。本文总结了农业废弃物养分循环技术模式评估框架、评估模型及评价指标、模型的数据源及其不确定性分析,以及模型应用尺度的研究进展。当前,常用于评估养分流动的模型主要是过程数学模型和产业生态学模型。过程数学模型和产业生态学模型在评估结果的可靠性和模拟尺度上存在较大差异,前者主要集中在实验室或中试规模,精度较高;后者可以实现从微观到宏观的多尺度模拟,数据的获取方式导致其具有较高的不确定性。最后,本文对农业废弃物养分循环利用技术评估模型的研究进行展望,提出为了在区域尺度上实现对农业生产系统废弃物资源化利用技术的准确评估,可以将过程数学模型与工业生态学模型相结合,建立可靠的模型框架和数据库,同时,在工厂、农场、村落、乡镇、区域等地理尺度进行模型拓展研究。     

黑曲霉在生物质废弃物资源化中的应用

生物质废弃物因其量大、结构和组分复杂,需要多种酶进行协同作用达到将其资源化利用的效果。黑曲霉能产生水解生物质的纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶和果胶酶等多种酶类,可以在生物质资源化中发挥重要作用。本文中,笔者综述了黑曲霉自身产酶及其作为细胞工厂的作用,介绍了黑曲霉利用生物质废弃物产酶和高附加值产品的研究进展,以期为生物质资源化提供参考。     

马铃薯淀粉工业废弃物资源化及相关生物技术

环境保护的根本出路在于废弃物的资源化。以马铃薯淀粉工业为例,治理该工业的环境污染问题,只能依靠该工业废弃物资源化技术的支撑。实践证明,在众多高新技术里面,生物技术的威力最大、效果最好。文中在回顾了生物技术应用于废弃物资源化领域的大量探索和实践的基础上,介绍了马铃薯淀粉工业废弃物资源化技术研制过程中生物技术的杰出表现,展示了生物技术与环境保护的密切关系和生物技术在环境保护事业中大有作为的广阔天地。     

农业有机废弃物中挥发性成分的过程控制

随着养殖业的发展禽畜废弃物已经成为有机废弃物的主要来源之一,并产生了很多恶臭气体,对环境造成了严重污染。论述了恶臭气体的发生、危害及国内外物理、化学、生化和生物法过程控制的研究进展,并在此基础上提出了微生物在禽畜废弃物恶臭气体控制中的问题和研究展望。     

解塑再用-中欧合作项目“合成塑料降解转化微生物菌群”介绍

中欧环境生物技术合作研究重大项目废弃塑料的生物降解由国家自然科学基金委员会(NationalNatural Science Foundation of China,NSFC)与欧盟委员会(European Commission,EC)共同资助,旨在促使中欧科学家在"Microorganism communities for plastics biodegradation"领域开展实质性合作研究。该项目的目标是将易造成环境污染且难以降解的石化塑料,利用微生物菌群的代谢能力降解为单体小分子并为微生物所用,从而进一步实现高值生物化学品的生物合成。这不仅可以解决塑料污染问题,同时也将塑料垃圾"变废为宝",创造更高的经济效益。中欧合作研究项目将促进双方科学家在合成生物学领域的深入合作,有助于双方建立长期稳定的国际交流与合作关系。中欧双方将致力于解决全球塑料污染问题,形成科技战略力量,共同开启探索不可降解塑料资源化利用领域的新篇章。     

基于物质流分析的废纸回收利用体系生态成本研究

废弃物回收利用在一定程度上对缓解资源和环境危机起到积极的作用,已经成为可持续发展的重要举措,但生产过程中消耗的资源、能源,排放的污染物同样也会对自然环境产生负面影响。为解决此问题,以废纸回收利用体系为例,基于物质流分析方法构建了生态成本核算模型,为废弃物回收利用体系优化提供基础。在对生态成本相关研究归纳总结的基础上,定义了生态成本的概念,界定了生态成本的研究内容,并分析基于物质流核算生态成本的可行性。生态成本是对生态负荷的价值化,主要分为资源耗减成本、污染产生和环境保护成本以及生态环境损害成本3部分。污染产生和环境保护成本可以通过将总成本按比例分配给正、负产品的方式求得,资源耗减成本和环境损害成本借助LIME方法核算,总生态成本是回收利用体系内部各项生态成本的总和。生态成本核算是评价生态负荷的重要手段,在废纸回收利用体系物质流动图的基础上,分析各生产流程生态成本的构成情况。提出的生态成本核算模型不仅适用于废纸回收利用体系,其他废弃物也同样适用。通过生态成本的核算,寻找到对生态环境影响较大的工序、流程,为废弃物回收利用体系经济与环境的双赢提供理论与实践指导。     

聚焦生物质能源

<正>资源短缺、能源危机和环境污染己成为全球关注的严重问题。开发利用可再生的生物质资源对于解决人类发展面临的资源与环境危机具有重要意义。目前,以生物质能源为主的生物质开发利用备受世界各国政府和科学家的关注。生物质能源开发与利用是把能源植物和农业废弃物等生物质原料利用     

聚氨酯塑料的微生物降解

未被合理处置的废塑料污染已成为全球性的环境问题,探索塑料废弃物的无害化处理技术势在必行。近来,研究证实了自然界中存在可以降解塑料的微生物及酶。利用微生物或酶对废塑料进行生物处理成为可能。聚氨酯塑料(Polyurethane,PUR)是广泛应用的通用塑料之一,其废弃物量已占到所有废塑料总体积的30%。文中将PUR塑料发明应用70年来有关微生物降解的研究进行了全面综述,对PUR塑料降解真菌、细菌、降解基因与酶、降解产物及相关的生物处理技术系统等进行了总结与分析,并对实现PUR废塑料高效生物处理需解决的关键科学问题进行了展望。