[科普中國(guó)]-農(nóng)林廢棄物如何變廢為寶？這幾種"新途徑"了解一下

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，大面積的農(nóng)林產(chǎn)業(yè)在收獲果實(shí)與木材的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生廢棄物。農(nóng)林廢棄物主要包括秸稈、稻殼、食用菌基質(zhì)、邊角料、薪柴、樹(shù)皮、花生殼、枝椏柴、卷皮、刨花等。 長(zhǎng)期以來(lái)，如何將農(nóng)林廢棄物有效利用、變廢為寶，是人們一直關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。隨著科技的進(jìn)步，農(nóng)林廢棄物的用途越來(lái)越多，一起來(lái)看看它們都有哪些應(yīng)用吧！

1.農(nóng)林廢棄物可轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的航空燃料。把土地里的農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化為航空業(yè)的燃料，如此“上天入地”的本領(lǐng)如今已經(jīng)被掌握了。據(jù)悉，中科院大連化物所李寧研究員和張濤院士團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道了以纖維素為原料合成更加復(fù)雜的多環(huán)烷烴，這些多環(huán)烷烴可以被用作高密度先進(jìn)航空燃料。研究人員首先將纖維素通過(guò)氫解反應(yīng)選擇性地轉(zhuǎn)化為2,5-己二酮，接著采用固定床雙床催化劑體系，在氫氣氣氛下將小麥秸稈纖維素制備的2,5-己二酮一步轉(zhuǎn)化為一種碳鏈長(zhǎng)度為12和18的多環(huán)烷烴的混合物。該混合物具有凝固點(diǎn)低、密度高的優(yōu)勢(shì)，既可以作為現(xiàn)有高密度航空燃料的替代品，也可以作為添加劑，改善其他航空燃料的效率。由此看來(lái)，將農(nóng)林廢棄物中的纖維素轉(zhuǎn)化為高密度航空燃料，為降低航空飛行器的二氧化碳排放開(kāi)辟了新途徑。

2.農(nóng)林廢棄物變身3D打印材料。每到夏收和秋冬的時(shí)候，小麥、玉米、秸稈等廢料的處理也是農(nóng)林廢棄物的一大難題，集中焚燒會(huì)增加空氣中的二氧化碳含量，對(duì)空氣造成嚴(yán)重的污染。隨著技術(shù)的發(fā)展，如今可以將這些農(nóng)林廢棄物與3D打印技術(shù)結(jié)合起來(lái)，用農(nóng)林廢棄物做成的3D打印材料不僅可塑性強(qiáng)，其價(jià)格也特別便宜。

東北林業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院女教授郭艷玲的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出采用木塑等復(fù)合材料作為3D激光打印耗材，以其性能穩(wěn)定、強(qiáng)度高、易成型、精度高等特點(diǎn)，將傳統(tǒng)問(wèn)題徹底解決。而且這些復(fù)合材料在生產(chǎn)過(guò)程中消耗能量少，少煙、少污染，可以說(shuō)是名副其實(shí)的低碳節(jié)能環(huán)保材料。這種材料的前景被業(yè)內(nèi)外普遍看好。據(jù)郭艷玲介紹，這種復(fù)合材料是利用木粉、竹粉、玉米棒粉、稻殼、秸稈粉等與塑料按比例混合而成的。隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟，她所研制的這種利用稻殼、秸稈等農(nóng)林廢棄物制成的新型復(fù)合材料將在諸多領(lǐng)域大有作為。

3.生物燃料乙醇化身車(chē)用乙醇汽油。近年來(lái)，我國(guó)在生物燃料乙醇取得了較大的進(jìn)展，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，生物燃料乙醇將會(huì)更好地促進(jìn)糧食供需平衡，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。生物燃料乙醇可以制成車(chē)用乙醇汽油，業(yè)界專(zhuān)家認(rèn)為，發(fā)展生物燃料乙醇的意義在于解決農(nóng)業(yè)問(wèn)題。多年來(lái)，我國(guó)一直在加大玉米就地轉(zhuǎn)化的力度，其中出路之一是發(fā)展生物燃料乙醇。發(fā)展生物燃料乙醇有利于促進(jìn)糧食供求平衡，形成糧食生產(chǎn)和消費(fèi)良性循環(huán)發(fā)展的局面，從而穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為農(nóng)民開(kāi)辟增收渠道，帶動(dòng)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。尤其是東北地區(qū)有著發(fā)展生物燃料乙醇的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。所以，大力發(fā)展將農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化為生物燃料乙醇，可以減少一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔锏扔泻ξ镔|(zhì)排放，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境以及農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

此外，農(nóng)林廢棄物還有更多的應(yīng)用途徑，譬如目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的真菌栽培、沼氣發(fā)電、制造紙張等。但在變廢為寶的過(guò)程中，還存在技術(shù)不成熟、成本較高等問(wèn)題，因此，對(duì)農(nóng)林廢棄物的完全有效利用還有很長(zhǎng)的一段路要走。

本文由中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心傅伯杰院士進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。