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從農作廢棄物燒出好料

過去稻農在面對農作廢棄物,大都以就地焚燒的方式解決。然而,近年環保意識抬頭,使政府不得不立法禁止焚燒農作廢棄物,但卻也導致廢棄物的清理問題。
 
 
 
自古以來,因為米飯是包含臺灣在內的東亞與東南亞地區民眾的主食,所以水稻田在農地中占有相當的比率。過去稻農在收割後,面對諸如稻草在內的農作廢棄物,大都以就地焚燒的方式解決。在農民長久的經驗裡,也了解這些燃燒後所產生的灰燼具有某些滋養土壤的成分,等於是種天然肥料。然而,近年環保意識抬頭,焚燒農作廢棄物所帶來的空氣汙染等問題,使我國政府不得不立法禁止這樣的行為,卻也導致農作廢棄物的清理問題。

「除了立法禁止現地燃燒廢棄的稻草外,難道沒有其他選項嗎?」臺灣大學農業化學系王尚禮教授以另一種角度重新檢視這種行為,從中得到一些新發現。

早在1961年,美國研究發現,蔗農就地焚燒甘蔗農作廢棄物後,土壤中農藥被吸附的量增加了,當時推測可能和焚燒後的灰燼有關。過去,關於焚燒農作廢棄物方面的研究,大都針對灰燼可增加土壤肥沃度的農藝效用與燃燒過程中所產生的空氣汙染這二方面來研究。至於灰燼中占有相當高比率的「黑碳」的環境角色,則鮮少被關注。王教授便以這一議題為出發點,探究「黑碳」在土壤中的行為,以及對土壤性質和反應的影響。

王教授及其研究團隊以實驗證實,焚燒農作廢棄物的產物(又稱為「生質炭」)對土壤汙染物中的氯酚、六價鉻與某些抗生素具有很高的吸附能力。這些毒性很強的汙染物,在環境中以陰離子形態存在,不易被環境粒子所吸附,因此不僅易被農作物所吸收,在土壤中也有相當高的移動性,易隨著土表逕流或地下水而流竄,進而威脅生態和人體健康。而當土壤混入少量的「生質炭」後,其組成分之一的「黑碳」會和這些汙染物作用。

其中,氯酚和抗生素會被「黑碳」表面所吸附,而自水溶液中移除;六價鉻和「黑碳」反應後會轉變成毒性較低的三價鉻離子並沉澱,使得毒性大幅減低。這些改變屬性或形態的汙染物,都不若以往那麼能輕易移動,也較不易被農作物吸收,因此對環境與生物的危害大幅降低。

王教授進一步指出,廢棄稻草在燃燒後的灰燼中,有近20%的組成是「碳」,這些以「黑碳」形式存在的「碳」,不易被生物所分解並轉變成二氧化碳,而二氧化碳是促成全球暖化的元凶之一。如果這些存在於農作廢棄物結構中的「碳」可儲存在土壤中,也許是種「碳儲存」的新方法,可減少大氣中二氧化碳的含量。

此外,農作廢棄物終需處理,在另行運送、處理的過程中,可能額外產生其他形式的汙染。假設能在原地且能掌握空氣品質的前提下,使用特別裝置集中燃燒、處理,產生的灰燼就可現地掩埋,不需另外運送或處理。事實上,國外已開始推廣農民採用類似方法處理農作廢棄物,農作廢棄物的燃燒可提供家戶能源,產生的「生質炭」則施用於土壤以增進地力。

依照國內現行的法規,被汙染的土地必須透過工程整治的手段來清除汙染物,但是汙染場址的整治過程是漫長且耗費人力和金錢的。王教授的研究成果帶來另一種啟發,或許在進行土壤復育工作前,可先施用農作廢棄物所產生的「生質炭」來固定土壤中的汙染物,使農作物和生態受影響的程度盡可能降低,這不失為治本之前的治標良方。
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