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一、引言
菌渣又叫菌糠,是应用秸秆、木屑等原料实施食用菌代料栽培,收割后的培育基剩余物,俗称食用菌栽培废料、菌渣或余料;是食用菌菌丝残体及经食用菌酶解,构造发作质变的粗纤维等成分的复合物。我国食用菌生产量位于世间前列,年产量在1200万吨以上,年产菌糠总量不少于900万吨。如此范围的菌栽培废料对环境形成了宏大的压力。特别是菌糠袋破碎后,散落的菌糠随地表径流进入水体,长时间浸泡在水中析出的大量难降解有机物以及重金属元素会对水环境形成严重污染,因而,鼎力开发菌糠资源化综合应用途径,产生较好的环境效益是目前需求注重处理的问题。
二、菌渣成分
菌渣的成分主要与培育料相关,由于南北所合适栽培的种类不同及主要农作物废料的差别,不同地域所选用的食用菌栽培原料也各有差别。黑龙江等东北地域主要以木屑、农作物秸秆等为主要配料。栽培完食用菌后配料布满菌丝,变得愈加疏松柔软,主要是经过多种微生物作用后,纤维素、半纤维素和木质均被不同水平降解。
在食用菌采收之后,有大量的菌丝体和有益菌留在了菌棒上,并且在菌丝生长过程中经过酶解作用产生了多种糖类、有机酸类、酶和生物活性物质。菌渣中含有丰厚的蛋白质、纤维素和氨基酸等。
如蘑菇渣中除了含有大量的菌丝体、蛋白质外,还含有铁、钙、锌、镁等微量元素,据测定:每0.5千克菇渣中含钙10.86g、磷3.6g、钾4.04g、钠8.7g、铜0.0049g、镁1.58g、铁0.69g、锌0.06g、锰0.0774g。营养成分含量丰厚,处置不当不只形成资源糜费,同时对周边环境会形成严重污染。
三、食用菌渣袋再应用
目前资源化处置食用菌菌渣的主要办法包括循环应用、肥料化应用、饲料化应用、基质化应用以及能源化应用等。杨霞等人探求了菌渣替代树皮对霍山石斛栽培的可行性,研讨发现菌渣能够局部替代树皮栽培石斛。张洁娣等人应用食用菌菌渣饲养锹甲科环锹属鸡冠细身赤锹形虫幼虫,结果标明白木耳菌渣可作为人工饲料饲养鸡冠细身赤锹形虫幼虫,可完成食用菌菌渣的二次应用。
目前对食用菌副产物的资源化应用研讨大多集中在单个范畴,缺乏行业间的衔接与分离,副产物难以得到整体有效的综合应用。探究食用菌渣依照循环农业的理念,开展多级应用、循环生产形式可使食用菌产业更具竞争力,食用菌业副产物循环应用形式以食用菌业作为纽带,衔接种植业和养殖业,从而完成农业废弃物资源的高效循环应用。依据上诉办法的可行性,在政府的主导下,结合当地企业因地适合的对废弃食用菌菌渣实施二次或屡次应用,能够减轻当地环境压力,并使经济效益最大化。
四、食用菌渣袋对环境的影响
菌渣对环境生态的影响研讨较少,楼子墨等选取杏鲍菇菌糠、平菇菌糠、菌糠有机肥作为样品,研讨了菌糠的重金属环境风险评价及淋溶状态下对环境可能的影响,结果标明,氮、磷、有机物均有淋出趋向,随意堆放易惹起水体富营养化。程志强等剖析了废弃黑木耳菌糠理化性质及环境影响剖析,结果以为,废弃黑木耳菌糠呈酸性,普通木耳食用菌的种植都在靠近水源的中央,淋溶出金属离子将进入公开水或左近的水域。
废弃食用菌渣袋占用了大量的土地面积,严重腐蚀了有限的耕地资源。包裹在废弃食用菌渣袋外侧的聚乙烯薄膜在堆存一定时间或在外力的作用下极易破碎与菌渣剥离,图1为耕地和水体周边的菌渣袋,可见在环境中会构成白色污染。不只影响自然景观,产生“视觉污染”,而且难以降解,对生态环境还会形成潜在危害,如:混在土壤中,影响农作物吸收营养和水分,造成农作物减产;增塑剂和添加剂的渗出会造成公开水污染;混入城市渣滓一同燃烧会产生有害气体,污染空气,损伤人体安康,填埋处置将会长期占用土地。
在丰水期水体周边的食用菌渣袋易在地表径流的作用下,成为水体的主要污染源。如此众多数量的菌渣假如长时间浸泡在水体中,菌渣中浸出的木质素将使水源地水质的浊度、色度遭到严重影响。由于食用菌渣中含多有种糖类、有机酸类、酶和生物活性物质,蛋白质、纤维素和氨基酸等多种营养物质,进入水体极易形成水体中好氧细菌过度繁衍,使水体中溶解氧降落。同时水体富营养化又以磷为关键要素,而0.5千克菇渣中就含有3.6g磷,水体中磷含量大于0.01~0.02ppm即具备了水体富营养化的条件,一旦水体呈现富营养化,将进一步加剧水生植物及动物死亡,造成水体恶化,以至产生异味,水体生态环境将遭到严重毁坏。
五、食用菌糠污染源解析
5.1、实验办法
菌糠袋是分布水体周边,如不加以清算,经过几个月以至几年的雨水浸泡冲刷,菌糠水溶物会全部溶出,将会形成不可恢复的水体水质污染。为理解菌糠对水体中污染物的奉献值,在实验室经过粉碎、超声和加温的方式,使菌糠加快释放析出过程,实验计划如图2,设计实验如下:
随机取3袋菌糠(来自牡丹经周边地域),用碎机粉碎后过20目筛得到菌末,分别取3份20克菌末,三份菌末分别放在1L烧杯内做平行实验,同时放入1L蒸馏水,在恒温磁力搅拌器上控水温在30度(模拟自然环境的最高温度),10天后三个烧杯分别超声20分钟,50天后取出水样剖析测定各指标,如表1。
5.2、实验结果剖析
图3为20g菌糠末溶于水后的颜色状态,a为刚刚溶于水后的颜色为浅黄色(未超声加温),b为50天后颜色状态为深棕色(经过超声和加温)。
实验用食用菌的培育料主要以木屑、农作物秸秆、麦麸为主,栽培过程中会接种食用菌,食用菌采收之后,废菌棒多数被链孢、绿色木霉、黑曲霉、酵母菌、细菌等,变得愈加疏松柔软,在菌丝生长过程中经过多种微生物作用后,培育料中的纤维素、半纤维素和木质均被不同水平降解,经过酶解作用产生了中间代谢产物微量酚性物、少量生物碱、黄酮及其贰类,还含有肌酸、多肤、皂试植物幽醇及三菇皂贰、醌类化合物,以及丰厚的氨基酸、多糖及铁、钙、锌和镁等微量元素。
20g菌糠溶于1L蒸馏水后,经过图2的实验过程后,测定如表1所列的26项检测指标,可见随机抽取的3个菌糠袋析出物浓度略有差异,剖析结果如下:
1)菌糠溶液水后,呈弱碱性,20g/L的菌糠色度可到达10,000。有机物指标高锰酸盐指数、五日生化需氧量、COD浓度较高,BOD5/CODCr较低,可见菌糠溶出大量难降解有机物,其产生的工业废水处理难度大。
2)化学性指标如硝酸盐、硫酸盐、氨氮、总磷、总氮、氯化物、硫化物、重金属元素铁、锰、铝、锌、铜、镉、铅均有溶出。
3)重金属元素六价铬、砷、汞溶出浓度低于检出限,氰化物、挥发酚溶出浓度低于检出限,视为对环境不影响。
5.3、菌糠析出污染物总量核算
假定某地每年生产830万袋食用菌,每袋产生的食用菌渣数量为0.6公斤计,菌糠量约5000吨,分离实验室模仿20g菌糠溶于1L蒸馏水后溶出的污染物浓度(表1),核算得出菌糠溶出的污染物总奉献值如表2所示。
5.4、食用菌菌糠对水污染的影响由以上实验数据剖析得出,菌糠假如长时间浸泡在的水体中,水体的浊度、色度必将遭到严重影响。COD、硝酸盐、总磷、铁、锰等多种物质进入水体,极易形成水体中好氧细菌过度繁衍,使水体中溶解氧降落。一旦水体呈现富营养化,将进一步加剧水生植物及动物死亡,造成水体恶化,以至产生异味,金属元素将逐步富集到生物体内。
六、污染防治措施
从以上实验剖析可知,食用菌糠作为废弃物会对周边环境形成严重危害,政府应起到集中管理和引导作用,进一步开发菌糠资源化应用途径。
1)建立菌糠袋集中搜集寄存场所食用菌加工是农民的主要经济来源,中央政府应依据辖区内行政村的天文位置及食用菌产量加快建立食用菌加工产业园区,积极引导农民进入园区集约化运营。食用菌产业园区中的废弃食用菌袋集中搜集堆放点实施空中硬化、加装围网及降尘设备,并置办装卸、运输车辆,构成全面掩盖各行政村的食用菌渣袋搜集、运输网络,做到100%的搜集处置。彻底处理菌糠袋随意堆存的问题,消弭菌糠袋对环境的影响。
2)开发菌糠再应用途径当地产生的菌渣能够在政府的主导下,结合当地企业,用作饲养、肥料、食用菌的二次栽培培育基、园艺栽培、生物制剂等方面,实施菌糠资源再应用。当地产生的菌渣能够在政府的主导下,依托生物有机肥项目实施菌糠资源再应用。
3)已有污染地域需尽快管理关于曾经散乱堆放的菌糠袋尽快实施清算,防止菌糠袋长期浸泡后释放污染物,从源头上铲除对环境生态的危害。