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文档简介
1、镉富集作物秸秆集约化离田和储存技术规程(征求意见稿)编制说明一、工作简况1.1 任务来源我省重金属污染耕地,尤其是镉污染耕地,大米镉污染问题突出,推进重金属污染耕地修复及农作物种植结构调整是今后农业发展的重要任务。高粱、油菜、油葵、麻、象草、玉米等均作为水稻的替代作物进行种植,实现耕地性质不变、农民经济收入不降低、土壤重金属总量逐年递减,从而达到重金属污染农田逐步修复和农业安全生产的目的。但这些替代种植作物的秸秆中镉累积量大,不可按传统方式由农户粉碎还田或随意处置,需彻底离田、安全流通并妥善处置。针对这一现状,经由中南林业科技大学课题组申请,湖南省质量技术监督局下达湖南省市场监督管理局关于下达
2、2020年地方标准制修订项目计划的通知,拟在2021年完成富镉秸秆集约化离田和储存技术规程地方标准的制定工作。该标准制定由中南林业科技大学主要起草,由湖南省农业标准化技术委员会归口。1.2 主要工作过程(1)2017年1月至2019年10月,在标准立项之前,项目主持单位中南林业科技大学等单位,依托国家重点研发计划禁产区种植结构调和替代作物精深加工技术与工艺装备(2017YFD0801105),以项目研究的水稻禁产区替代种植研究为点,以土壤修复-替代作物种植-秸秆精深加工为线,以湖南省开展的重金属污染耕地种植结构调整及休耕试点区域为面,点线面结合,针对我省的农作物秸秆产量、秸秆重金属含量、秸秆收
3、储运体系和秸秆资源化利用进行了初步统计分析,为标准的制定奠定了坚实的基础。(2)2019年11月至2019年12月,承担单位与参与单位协同会商,形成标准编制小组,收集、查阅了大量国内相关标准、文献等技术资料,完成并递交标准申报书。(3)2020年1月至2020年6月,任务下达后,按照计划任务书的要求,承担单位立即组织技术骨干成立标准起草工作组,研究和制定了标准编制工作方案,并按照地方标准制订要求展开标准制订工作。(4)2020年7月至2020年11月标准起草组人员分别对我省重金属污染区污染分布和程度、农业种植习惯、不同作物秸秆镉累积特性、农业机械化程度、资源利用生产企业分布等情况进行了调研。与
4、“种植-收购-储存-运输-利用”各方人员,共同探讨和学习富镉秸秆离田和储存的技术要求和特点,广泛听取农户、农机技术人员、生产企业、农业管理部门和的意见,了解富镉秸秆离田和储存的现状和存在的问题,广泛查阅了相关资料,参考了相关技术标准。在此基础上,起草了标准制定工作组讨论稿(第1稿)。(5)2021年1月,组织召开了标准制定工作研讨会,标准起草工作组人员进行了讨论,对标准内容进行了研讨,对标准讨论稿条文进行了修改完善,尤其是对标准中术语和定义、技术原则和模式等内容,反复修改和论证。会后,工作组又广泛征求各有关专家意见,形成了标准征求意见稿(第2稿)。(6)2021年2月,将标准征求意见稿(第3稿
5、)向高等院校、科研院所、检测机构、农业合作社、供销社、运输公司、生物基板材公司、生物乙醇公司、生物质发电企业等相关公司以及湖南省农业标准化技术委员会中广泛征求行业意见。同时,在湖南省市场监管局网站广泛征求各方意见一个月时间。1.3 标准主要起草人及所做的工作根据任务分工,辜娇峰总体负责,负责制定工作计划、协调调度人员、资源,组织召开标准制定工作组会议,汇总专家意见,修改完成标准征求意见稿,征求意见汇总处理等工作。辜娇峰、曾鹏负责收集资料和标准初稿的起草以及标准征求意见稿的讨论修改工作,负责编写编制说明,完成验证报告。周航、廖柏寒负责标准验证、前期相关资料的收集。二、标准编制原则和标准的主要内容
6、2.1 编制原则本标准的格式符合GB/T 1.1-2020标准化工作导则第1部分:标准的结构和起草规则的规定。叙述正确无误,文字表达准确易懂,技术内容科学合理,具有较强的指导性和可操作性。标准的构成严谨合理,内容编排、层次划分等符合逻辑与规定。一是科学性原则:针对目前湖南省耕地镉污染现状、种植结构调整和休耕试点中发现的问题,依托国家重点研发项目的科技成果和多年的定位试验研究,积极吸收现有秸秆收储运方法并进一步优化,提出湖南省镉污染耕地富镉作物秸秆的离田、储存和运输技术方案,理论与实际结合。二是先进性原则:在广泛调研的基础上,充分吸收和利用现有科研成果和成熟技术,提出了富镉秸秆根据秸秆镉含量分类
7、资源化利用的途径,尤其是高镉含量的秸秆推荐用于能源化技术中的液化技术生产生物乙醇,以及工业原料化中的建筑板材技术生产木塑地板。将不同级别富镉秸秆明确指出了资源利用途径,提高了富镉秸秆收储运及后续循环利用的吻合度。三是可操作性则:分别针对农户和秸秆经纪人提出了2套秸秆离田储存的模式,模式流程界定清晰,可操作性强;针对秸秆镉含量提供2套镉含量检测技术,一套针对每一批次的到场秸秆,数据检测值精确,另一套针对以村为检测区域的预判法,数据检测费用经济实惠,且在没有检测仪器的情况下,可结合农田土壤普查数据获得判断值,也具有较好的实用性。另外,标准所有技术参数均在生产中进行了验证熟化,效果稳定,可操作性强,
8、在生产中具有实用性。2.2标准的主要内容(1)主要内容本标准共包含11方面内容,范围、规范性文件引用、术语和定义、总体原则、离田和储存组织模式、离田、运输、储存、镉含量检测、资源化利用。(2)范围本标准适用范围是湖南省镉污染区,即经湖南省农业农村厅公布的重金属污染耕地种植结构调整及休耕试点方案(自2014年到2019年)中属于“结构调整”和“修复治理”的相关区域。(3)参考标准本标准制定过程中参考的标准如下:GB 13078-2017饲料卫生标准GB 15618-2018 土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试用)GB 24508-2009木塑地板GB 2762-2017 食品安全国家标准
9、食品中污染物限量GB 5009-2017 食品安全国家标准检测标准GH/T 1270-2019 秸秆收储运体系建设规范HJ 588-2010农业固体废物污染控制技术导则NY525-2012有机肥NY 884-2012生物有机肥NY/T 1631-2008方草捆打捆机作业质量NY/T 2463-2013 圆草捆打捆机作业质量三、主要技术指标确定对比现有的秸秆收储运体系建设规范(GH/T 1270-2019),本标准主要针对镉污染耕地农业种植过程中生产的镉富集秸秆,在离田和储存过程中基于秸秆资源利用的途径,采取集约化收储方式,开展秸秆离田、镉含量检测、运输和储存,确保镉富集秸秆彻底离田、安全流通和
10、合理资源利用。本编制说明将从关键术语的定义、总体原则、离田和储存组织模式、镉含量检测和资源化利用6个主要指标的确定和依据进行说明。本编制说明中数据来自中南林业科技大学和中国农业科学院麻类研究所所做相关研究。3.1 镉污染耕地本文件中镉污染耕地是“土壤中镉含量达到危害农产品质量安全,对周边生态环境产生不利影响,并超过可接受风险水平的耕地。本文件中指土壤重金属镉含量高于GB 15618 规定的农用地土壤污染风险筛选值、等于或者低于风险管控值”。从土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试用)(GB 15618-2018)可知,当耕地土壤镉含量处于这一区间时,可能存在食用农产品不符合质量安全标准等土
11、壤污染风险,原则上应当采取农艺调控、替代种植等安全利用措施。结合我省实施的耕地轮作休耕制度试点方案,镉污染耕地主要是指休耕试点方案中明确界定的作物替代种植区,即以种植结构调整为主要目的的结构调整区,以及以植物修复为主的修复治理区,而不是达标生产区和管控专产区。3.2 镉富集秸秆本文件中镉富集秸秆是“镉污染耕地种植作物所产秸秆。本文件中指在镉污染耕地用于替代种植和植物修复的作物秸秆。”本文件中作物主要是在镉污染耕地用于替代种植或植物修复的各类非谷类作物,如,高粱(含甜高粱)、棉花、麻(红麻、黄麻、大麻等)、马铃薯、红薯、籽粒苋、蒿草和各类牧草(象草、巨菌草、狼尾草、黑麦草、玉米草、皇竹草等等)等
12、,这些作物秸秆可做饲料、肥料、燃料、基料和原料深度资源化利用。3.3 离田本文件中离田是“将镉富集作物地上部秸秆或植株全部,移除种植田块的过程。本文件中离田包含但不限于晾晒、收集、打捆、搬运等过程。”概念强调两点,一是从田间移走的不仅仅是常规理解的作物地上部位,针对某些特殊的植物,移走的应该是植株全部的组织器官,例如,根系、果穗或者花朵等;二是,离田是一个在田间进行的全过程,包含但不限于晾晒、收集、打捆、搬运等过程。3.4 集约本文件中集约的含义是“在进行镉富集秸秆离田、运输和储存过程中,以企业为主导,采用现代化管理方式和科学技术,加强分工与协作,加强镉富集秸秆分类利用,提高资源、资金使用效率
13、的模式”。本定义强调资源化利用企业在整个流程中起主导作用,整合收储运各方,规模化和高效率的将富镉秸秆离田、储存并资源化利用。目前在我省无论是非污染耕地还是镉污染耕地,秸秆离田或集约离田的现状并不乐观。李胜男等(2020)研究报道,2017年、2018年湖南省主要农作物秸秆理论和可收集资源量分别为4 047.8和3 059.5万t、4 021.7 和3 039.1万 t,水稻秸秆是主要农作物秸秆,可收集资源量占全省总量的64.7%,其次为油菜秸秆、蔬菜和玉米秸秆和其他农作物秸秆。但根据湖南省2018秸秆资源台账数据,目前我省秸秆资源利用结构还十分单一,以直接还田为主的肥料化利用是目前秸秆利用的主
14、要方式;全省燃料化利用量为 246.3 万 t,且大多为直接燃烧,占可收集秸秆资源量的 8.1%;秸秆饲料化量仅为 158.9 万 t,占可收集秸秆资源量的 5.2%,而秸秆基料化和原料化的占比最低,均不超过3%。因此,实行资源化利用企业主导,集约化秸秆收储运,将有利于提高我省秸秆资源利用效率,有利于生态环境的可持续发展。3.4 总体原则3.4.1 安全原则本文件界定“镉污染耕地农业种植后,秸秆镉富集,对周边生态环境产生不利影响,不可直接还田,需安全流通、资源化利用”。镉富集秸秆不可直接还田的试验依据如下:(1)替代作物或植物修复作物秸秆镉含量较大、秸秆镉累积量较大本课题小组及项目合作单位,先
15、后在湖南长沙、株洲、湘潭、浏阳等重金属污染农田,开展了甜高粱、麻、油菜、象草等作物种植,分析了成熟收获或不同生育期秸秆镉含量,试验数据如下:(a)2017年5月至10月,中国农业科学院麻类研究所在湘潭某镉污染耕地,土壤镉含量0.390.53 mg/kg,种植6种红麻(黄玉敏等,2018)。由表1可知,不同红麻品种对镉的吸收累积差异不显著,红麻根镉含量为2.983.59 mg/kg、红麻茎的镉含量为4.114.94 mg/kg,而叶的镉含量为6.027.28 mg/kg,红麻茎叶的镉含量显著大于根,且叶中镉含量约为根的两倍。表1 6种红麻不同部位镉含量分析5种红麻种植后土壤镉含量(如图2),可知
16、,X1和XT5两种红麻种植后的农田土壤镉含量下降尤为显著,X1种植后的土壤含镉量从0.54 mg/kg下降至0.40 mg/kg,镉含量下降了24%,XT5种植后的土壤含镉量从0.54 mg/kg下降至0.45 mg/kg,镉含量下降约16%。图2 6种红麻种植后土壤镉含量(b)2019年至2020年,中南林业科技大学在湘潭和株洲中轻度镉污染耕地种植油菜和甜高粱(湘潭土壤镉含量平均值0.49 mg/kg,株洲土壤镉含量0.35 mg/kg)。第三方检测秸秆镉含量如表2所示,可知,甜高粱秸秆镉含量为0.1610.828 mg/kg,油菜秸秆镉含量为0.3851.000 mg/kg,实验田中油菜秸
17、秆镉含量大于甜高粱。表2 镉污染区甜高粱和油菜秸秆镉含量(单位:mg/kg)作物甜高粱油菜区域湘潭醴陵湘潭醴陵治理区0.3100.5161.0000.861示范区10.1610.3850.3980.595示范区20.2830.4340.4860.469示范区30.2330.5250.8280.991示范区平均值0.2260.4480.5710.685将秸秆镉含量乘以秸秆的重量,得到秸秆的镉累积量(表3)。可知,甜高粱秸秆镉累积量在269.66670.88 mg/亩,两地示范区平均值542.90 mg/亩;油菜秸秆镉累积量在148.65328.47 mg/亩,两地示范区平均值226.37 mg/
18、亩。表3 第三方检测甜高粱和油菜镉累积量(单位:mg/亩)作物湘潭醴陵区域甜高粱油菜合计甜高粱油菜合计治理区450.34 306.80757.14510.12256.49 766.61示范区1269.66 148.65 418.31499.73 222.11 721.84示范区2594.92 185.60 780.52670.88 180.24 851.12示范区3432.73 328.47 761.2510.72 293.14 803.86示范区平均值432.44 220.91653.35653.35231.83 792.27本试验的重点是通过作物秸秆对镉的富集,达到土壤镉的逐步移除。结合表
19、3数据可知,油菜秸秆累积了一定量的镉,平均值为254.01 mg/亩。这表明,在镉污染区,虽然油菜的秸秆产量不大,但其也具有一定镉累积能力,因此,油菜秸秆也需移除,并做无害化处理。(c)2019至2020年,中南林业科技大学分别在湘潭和长沙望城镉中轻度污染农田种植桂闽引象草。试验数据显示,在湘潭试验点(土壤镉总量0.62 mg/kg),象草茎、叶镉含量分别为0.300.66和0.100.37 mg/kg。表 4 螯合剂GLDA 以不同方式施加时的象草Cd含量及富集、转移系数(湘潭某试验点)(数据来源:覃建军等,2020)在望城某试验点(土壤镉总量0.93),生长60天刈割的象草茎、叶镉含量分别
20、为0.150.26和0.080.12 mg/kg。表5 土壤重金属活化剂不同施用量象草茎叶镉含量(望城某试验点生长60天)处理茎镉含量叶镉含量CK0.15±0.020.12±0.01T10.22±0.020.10±0.03T20.26±0.010.08±0.001(d)2017至2018年,中南林业科技大学及合作单位在湖南浏阳某重度镉污染土壤,田间种植油菜、象草、麻和甜高粱,研究这些作物的植物修复或安全种植可能。由表6可知,油菜秸秆中镉含量较高,当土壤镉在2.87-3.74 mg/kg时,油菜茎秆中的镉、铅含量范围分别为0.73-5.
21、75 mg/kg和0.41-1.71 mg/kg,平均值分别为1.81 mg/kg和0.70 mg/kg,镉、铅含量最高品种是最低品种的7.9和4.2倍。表6 浏阳试验点39个品系油菜秸秆镉铅含量品种代码茎秆Cd含量(mg·kg-1)茎秆Pb含量(mg·kg-1)品种茎秆Cd含量(mg·kg-1)茎秆Pb含量(mg·kg-1)常规种15.75±0.011.71±0.06三系杂交种233.38±0.011.03±0.1423.10±0.310.70±0.25242.46±0.120.73
22、±0.3732.91±0.590.72±0.25252.12±0.180.68±0.3642.79±0.320.88±0.38262.01±0.260.96±0.3352.16±0.441.02±0.23271.90±0.420.67±0.3261.73±0.450.89±0.15281.86±0.230.61±0.1071.61±0.510.41±0.11291.86±0.630.98±
23、;0.2881.32±0.480.46±0.22301.82±0.670.72±0.40两系杂交种92.54±0.490.73±0.21311.81±0.270.85±0.08102.47±0.030.62±0.03321.75±0.150.61±0.20112.43±0.121.03±0.46331.53±0.010.78±0.05122.35±0.260.55±0.26341.39±0.360.50
24、177;0.02132.03±0.280.78±0.29351.01±0.010.78±0.05141.83±0.390.52±0.04360.97±0.010.47±0.01151.76±0.120.85±0.09370.93±0.200.64±0.08161.61±0.280.74±0.44380.75±0.230.42±0.08171.48±0.581.47±0.45390.73±0.260.41
25、177;0.09181.47±0.450.58±0.19191.43±0.390.55±0.08201.38±0.050.57±0.07211.34±0.190.73±0.32221.08±0.520.71±0.38注:数据结果为3个平行的平均值±标准偏差表示,表中“-”表示未检出。由图3可知,在土壤镉含量3.74 mg/kg的重度镉污染土壤,田间种植3种象草,象草茎部镉含量依次为美国矮象草台湾甜象草巴西红象草,其含量分别为5.02、4.49和4.43 mg/kg;象草叶部镉含量则表现
26、出巴西红象草台湾甜象草美国矮象草的趋势,其含量分别为2.88、2.81和2.67 mg/kg。图3 象草第一次刈割后茎、叶中镉含量由图4可知,在土壤镉含量1.782.18 mg/kg的重度镉污染土壤,田间种植7种红麻,不同红麻品种茎叶镉含量各时期差异显著,但变化趋势近似一致。茎的镉含量,6月最高,平均值11.30 mg/kg;7月大幅下降;8月与9月小幅下降,9月最低,平均值1.95 mg/kg。叶的镉含量,6月最高,平均值14.38 mg/kg;7月与8月小幅下降,8月最低,平均值6.56 mg/kg;9月部分提升。(数据来源:尹明等,2020)图4 不同生育期红麻茎和叶镉含量由表7可知,在
27、土壤镉含量3.44 mg/kg的重度镉污染土壤,田间种植对镉具有中等累积的甜高粱品种。在不同种植措施下,甜高粱茎镉含量平均值为0.76 mg/kg,叶镉含量平均值为0.31mg/kg,乘以对应干重,甜高粱茎叶富集的镉总量为57.0-82.4 g/ha。表7 不同镉富集措施下甜高粱各部位重金属含量根(mg/kg)茎(mg/kg)叶(mg/kg)CdPbCdPbCdPbCK4.24±0.42b4.11±1.07de0.77±0.11ab0.34±0.06c0.38±0.08b0.89±0.20aT15.82±0.43ab5.20
28、±0.63cd0.71±0.01ab0.31±0.07c0.22±0.03c0.51±0.05bT25.16±0.99 ab9.46±0.52a0.64±0.09b0.39±0.05bc0.17±0.03c0.47±0.05bT36.47±1.73a3.49±0.46e0.96±0.19a0.47±0.01ab0.40±0.05b0.94±0.10aT46.18±1.60 ab6.85±1.27b0.72&
29、#177;0.17ab0.51±0.03a0.23±0.02c0.78±0.22aT55.38±0.41 ab5.67±0.40bc0.75±0.20ab0.33±0.04c0.52±0.12a0.43±0.06b范围4.246.473.499.460.640.960.310.510.170.520.430.94中值5.605.440.740.370.310.65算术平均值5.545.800.760.390.320.67变异系数0.140.370.140.210.420.34综上分析,在镉污染耕地,无论是
30、在轻度污染区开展替代种植,还是在重度污染区开展植物修复,种植的作物秸秆的镉含量和镉累积量均较大,为使农田土壤镉含量逐步减少,这些秸秆就不可按传统方式由农户粉碎还田或随意处置,更不可流入食物链危害人体健康,因此,需彻底离田并妥善处置。(2)秸秆还田对农田土壤镉输入的贡献值较大针对长株潭稻田的研究表明,近35年来长株潭地区稻田镉平均含量由0.23 mg/kg增加到0.68 mg/kg,其中水稻秸秆还田贡献率占42.8%,土壤母质贡献率占38.0%,大气沉降贡献率占18.6%,灌溉水和肥料贡献率分别占4.4%和0.2%。另外,蒋凯等(2019)通过分析湘中典型稻田系统镉平衡发现,稻田系统镉通过灌溉水
31、、大气沉降和肥料等途径输入,年均输入量为8.74 g/ha,其中大气沉降为主要来源,占总输入的69.1-82.0%;稻田系统镉通过地表径流、土壤下渗和水稻地上部分收获途径输出,年均输出量为7.09 g/ha,水稻地上部收获占总输出的85.395.0%。可见,稻田系统镉为净输入,水稻秸秆还田或移除对土壤镉平衡产生重要影响。以湖南土壤镉背景值0.21 mg/kg,镉平均年净输入1.64 g/ha测算,稻田土壤需要260年超过风险筛选值(0.4 mg/kg);若秸秆还田,平均年净输入量高达6.81 g/ha,仅需62.7年就将超过风险筛选值。另外,大量研究也表明,在重金属污染区污染农田中长期推行秸秆
32、还田不利于农产品质量的提高,尤其是应控制重污染水稻秸秆还田(郑顺安等,2020)。目前耕地重金属污染治理技术还不能有效去除土壤中的镉含量,也不能有效避免大气沉降而带来的大量镉,但是通过秸秆的移除则可以有效地去除耕地中大比例的镉,有利于镉污染耕地的逐步治理。因此,同稻田系统镉平衡原理,在镉污染耕地替代种植作物的镉富集秸秆,则更不可直接还田,而是彻底离田。安全原则中的第2点是安全流通,秸秆离田后面临运输、储存和使用的各个环节,不同人员参与其中,需保障富镉秸秆在上述环节中不会被“误用”、“混用”或“遗失”,确保从田间到企业利用这一环节中不会对生态环境产生危害风险。安全原则中的第3点是资源化利用,秸秆
33、属农业生产中的固体废弃物,按照我国颁布的农业固体废物污染控制技术导则(HJ 588-2010),其资源利用有肥料化、饲料化、基料化、能源化和工业原料等多种途径。尽管本文件中秸秆富镉,但选择合理资源利用方式,是可以实现秸秆资源的安全循环利用。3.4.2 分类原则本文件界定“镉富集秸秆离田和储存过程中要遵循不同的资源化利用途径分类进行”。这是因为现行的上述资源利用的技术标准,对秸秆重金属含量要求是不一样的,如果“误用”或“混用”,会使得最终资源化产品质量不符合标准或带来更严重的生态环境风险。另外,不同的资源化利用途径对秸秆本省特性有要求,例如,纤维素含量、蛋白质含量、糖分等,因此收储运过程中,也需
34、针对资源化利用的途径,开展分类离田、运输和储存。3.4.3 集约化原则本文件界定的集约化原则是,秸秆资源化利用企业,主导镉富集秸秆离田、运输和储存,强化企业、主储料场、农场、农村(农机)合作社、农户、秸秆经纪人等的分工与协助,采用现代化管理方式和科学技术,将镉富集秸秆分类资源化利用,提高资源、资金使用效率。如前文所述,我省秸秆资源利用的形式较单一,主要是肥料化利用,且以秸秆直接还田或粉碎还田等为主,用于饲料、燃料、基料和原料的秸秆量占比较低,急需优化结构,提高后4种资源利用的占比。考量资源利用途径对镉含量的限定,镉富集秸秆的资源利用途径就只有燃料化和原料化。就这2种途径而言,工业化程度高,适宜
35、开展以资源化利用企业主导的集约化秸秆收购,且在这样的工作原则下,有利于提高秸秆离田的目的性,并协助地方逐步构建起秸秆的离田、运输和储存的供销体系。3.5 离田和储存组织模式如前文所述,镉富集秸秆需要分类离田、储存和运输,不同行为主体,采用不同模式。本标准基于秸秆市场化主体资源化利用过程中的现行供销模式以及GH/T1270-2019中推荐的分类,将镉富集秸秆的离田和储存分为了集约型和分散型,其中集约型以资源化利用企业为主导,细分为企业自主型和契约委托合作型,秸秆收集和供应方为种植大户或农业合作社;分散型,细分为农户直供型和经纪人直供型,农户或秸秆经纪人收集和运输秸秆到主储料场。在组织模式流程图中
36、,明确秸秆资源化利用企业和主储料场承担秸秆的重金属镉检测和分类。具体如下:3.5.1集约型模式(1)企业自主型秸秆资源化利用企业主导收储,与拥有大量资源的农场签订秸秆资源供应协议或农村(农机)专业合作社(组)签订农机作业服务,完成企业生产需用的秸秆收集、储存。定义来源:GH/T1270-2019,6.2.1,有修改。模式如图5示。秸秆收集卸车装车运输堆垛打捆储存镉含量检测大中型运输车辆企业利用农场或农业合作社资源化利用企业图5 企业自主型模式示意图(2)契约委托合作型卸车堆垛主储料场堆垛打捆储存镉含量检测运输大中型运输车辆利用秸秆企业主储料场秸秆资源化利用企业与主储料场签订合约,对秸秆供应进行
37、约定,全权委托秸秆原料供应。主储料场对秸秆实行分散收集、晾晒和筛选分类,统一储运管理,保障利用企业的原料保质、按时、按量供给。定义来源:GH/T1270-2019,6.2.2,有修改。如图6示。图6 契约委托合作型模式示意图3.5.2分散型模式(1)农户直供型农户人工或机械收集秸秆后,运往主储料场,镉含量检测后,打捆或直接储存,然后运往资源化利用企业。如图7示。秸秆收集卸车堆垛装车运输主储料场堆垛打捆储存农用车镉含量检测运输大中型运输车辆利用主储料场图7 农户直供型模式示意图(2)经纪人直供型农户人工或机械收集秸秆后,运往暂储料场,直接或打捆堆垛储存,再由秸秆经纪人定期运往主储料场。如图8所示
38、。秸秆收集装车运输各种便利农运车暂储料场卸车储存堆垛主储料场经纪人图8 经纪人直供型模式示意图3.6 镉含量检测本标准结合我省实际情况,规定承担秸秆镉含量检测的单位是秸秆资源化利用企业和主储料场。对秸秆的镉含量设计了抽检样品检测以及根据区域土壤污染情况预判2种检测方法,并按后续资源化利用对重金属的含量等级进行了按颜色标记的方法。具体是:(1)针对抽检的秸秆根据检测值进行划分,具体如下:镉含量小于1.0毫克/千克的秸秆,悬挂绿色标签;镉含量大于等于1.0毫克/千克、小于3.0毫克/千克的秸秆,悬挂黄色标签;镉含量大于3.0毫克/千克的秸秆,悬挂红色标签。(2)针对区域预判的秸秆结合我省重金属污染
39、耕地种植结构调整及休耕试点方案中的指导方法,以及就高不就低的衡量,替代种植区所产秸秆挂黄色标签,植物修复区所产秸秆挂红色标签。3.7 资源化利用(1)秸秆资源化利用途径市场化主体利用秸秆可分为五种途径:一是肥料化利用,是指通过秸秆腐熟还田、堆沤还田、生物反应堆、生产有机肥、异地覆盖还田等技术途径消纳利用秸秆,不包括直接还田部分。二是饲料化利用,是指通过青(黄)贮、氨化、压块饲料(包括颗粒饲料)、揉搓丝化、蒸汽爆破等技术途径发展秸秆养畜消纳利用秸秆。三是能源化利用,也称燃料化利用,是指通过固化成型、炭化、热解气化、沼气生产、直燃发电、纤维乙醇生产等技术途径消纳利用秸秆。四是基料化利用,是指通过生
40、产食用菌基质、育苗基质和其它栽培基质消纳的秸秆。五是原料化利用,是指通过生产人造板材、复合材料、清洁制浆、木糖醇、可降解包装材料、墙体材料、盆钵、造纸、编织、养畜垫料、建筑等技术途径消纳的秸秆。(2)现行资源化利用途径或技术中对秸秆重金属含量的要求(a)秸秆堆肥农田秸秆均可用于有机肥料的生产,根据生物有机肥(NY 884)、有机肥(NY 525)对成品中5种重金属限量技术要求,生物有机肥中(以干基计)总镉、铅、铬、汞、砷含量应分别小于等于3、50、150、2和15 mg/kg。基于此产品质量要求,用于肥料生产的秸秆原料重金属含量,理论上应低于此限量值。(b)秸秆制饲料基于凡是可作饲料的青绿植物
41、都可作饲料或青贮饲料原料,现行饲料制作技术规程中对饲料原料的蛋白质、纤维素或糖份等并没有严格技术要求,只是在生产工艺上基于原料的糖分含量高低、营养价值大小、适口性等进行了工艺组合或优化。因此,我国饲料卫生标准(GB 13078)对饲料原料、饲料成品中重金属的限量有严格要求,用于饲料生产的原料,尤其是干草及其加工产品或植物性饲料原料总镉、铅、铬、汞、砷含量应分别小于等于1,30,5,0.1和4 mg/kg。(c)秸秆能源利用秸秆能源利用对原料的质量要求,依据各技术的不同而有不同,现行技术规程或标准中主要对秸秆原料的水分、灰分、霉变等指标参数做了技术要求,对秸秆原料重金属含量的限量技术要求较少。参
42、照用于生产纤维乙醇的秸秆原料企业备案标准(河南天冠纤维乙醇有限公司企业标准Q/NTG 03-2019),秸秆中重金属总镉含量应小于等于5 mg/kg。(d)秸秆基料利用秸秆基料的成品分为3类,一类是食用菌,一类是苗木基质,一类是农业种植基质。针对食用菌,尽管现行食用菌栽培基质质量安全要求(NY/1935-2010)和无公害食品食用菌栽培基质安全技术要求(NY5099-2002)中,对重金属含量均没有界定,但是食用菌进入食物链,故镉富集秸秆是不建议做食用菌基质的。而针对苗木基质和农业种植基质,相关技术标准中也无重金属含量的界定,但这2种用途,均属还田,镉富集秸秆也不建议按此技术途径使用。(e)秸
43、秆工业利用秸秆工业利用对原料的质量要求,也是依据各技术的不同而有不同,主要体现在秸秆原料的水分、灰分、霉变、纤维素、半纤维素等指标参数,对秸秆原料重金属含量的限量技术要求较少。另外,现行技术规程或标准中对于成品质量有严格技术要求,例如,针对重金属指标,国家标准木塑地板(GB/T 24508-2009)对室内用地板的要求是,基材重金属可溶性镉和铅的量应该小于等于20 mg/kg,对室外用地板没有技术限量。另外,参照生物基复合地板的企业备案标准(安徽雪郎生物基产业技术有限公司企业标准Q/XLSWJ 002-2020)对秸秆原料重金属含量没有技术要求。综上要求,镉富集秸秆资源化利用途径规定为:饲料化
44、、肥料化、能源化和工业原料化使用。不同镉含量的秸秆具体细分为:镉含量小于1.0毫克/千克的秸秆,悬挂绿色标签,可用于饲料的生产。镉含量大于等于1.0毫克/千克、小于3.0毫克/千克的秸秆,悬挂黄色标签,可用于堆肥的生产。镉含量大于3.0毫克/千克的秸秆,悬挂红色标签,可能源化和工业原料化使用。其中能源化宜采用压块成型炭化、供热、液化(纤维乙醇)、生物质发电技术,实现能源利用。工业原料化可作为木塑地板、建筑材料、保温材料和农艺编制制品等原料,实现工业化利用。除重金属镉含量指标外,秸秆质量还需符合对应的生产技术标准要求。3.8 离田、运输和储存在遵循本标准技术总则的前提下,镉富集秸秆的离田、运输和
45、储存技术环节,参照GH/T1270-2019中的指导流程,具体细化为:3.8.1离田离田要求:镉富集秸秆及时离田,全部离田,秸秆不留茬或低留茬,遵照不同资源化利用技术对秸秆质量的要求,进行晾晒、收集和打捆。晾晒:需晾晒后收集或储存的秸秆,应晾晒干燥。晾晒过程中,避免杂质的混入,同时去除各类杂质。收集:采用人工或机械收集,其中机械收集可为田间粉碎收集或打捆收集等。打捆:人工打捆,宜按长度小于、等于2米,每捆/每包重量约15至25千克打捆。打捆绳以草绳或麻绳或者由秸秆本身制成为宜,严禁使用金属丝。打捆过程中不应将杂质或不同类型秸秆混入。机械打捆,农户推荐利用小型捡拾打捆设备打成密度较大的方捆或圆捆。农场、农村(农机)合作组织推荐农作物联合收获、捡拾打捆、秸秆粉碎全程机械化作业。打捆作业质量符合NY/T 1631,NY/T 2463的规定。搬运:采用人工或叉车搬运的形式,将打捆的秸秆集中搬运至田头,然后运输到暂储料场。3.8.2运输运输要求:镉富集秸秆运输采取散装或打捆等形式,运输中有苫盖。车辆悬挂农业固体废
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