中藥渣在環(huán)境中的資源化利用初探

鄧紅艷+陳麗+李文斌+何海霞+曾丹+楊登琴+雷剛剛+廖運(yùn)文

摘要：中藥渣是一種重要的有機(jī)廢棄物，其資源化利用對于保護(hù)環(huán)境和資源的集約利用具有重要意義。本文系統(tǒng)分析了我國中藥渣在環(huán)境領(lǐng)域的利用現(xiàn)狀，分別從中藥渣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、處理廢水以及再利用等方面的循環(huán)利用狀況進(jìn)行了分析和探討，以期為今后中藥渣資源化利用提供參考。

關(guān)鍵詞：中藥渣；環(huán)境；資源化利用

中圖分類號：X705 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）01-0006-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.003

Preliminary study on the resource utilization of Chinese Medicine residue in the environment

Deng Hongyan， Chen Li， Li Wenbin， He Haixia， Zeng Dan， Yang Dengqin，Lei Ganggang， Liao Yunwen

（College of Environmental Science and Engineering， China West Normal University， Nanchong Sichuan 637009， China）

Abstract： Chinese medicine residue is an important organic waste， and its resource utilization is of great significance for the protection of the environment and intensive utilization of resources. This paper analyzed the utilization situation of Chinese medicine residue in the field of environment from the part of agricultural production， wastewater treatment and reuse systematically， so that it can provide a reference for make use of Chinese medicine residue resource in the future .

Key words： Chinese medicine residue； Environment； Resource utilization

近年來，由于城市化進(jìn)程的加快和環(huán)境問題的日益增多，人們愈來愈關(guān)注健康問題。而中藥由于其本身具有的治療疾病范圍廣、副作用小等優(yōu)點(diǎn)，其開發(fā)利用量呈逐年增加趨勢，最新的調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前全國中藥渣的排放量已高達(dá)6000 萬～7000 萬t/a。與此同時，產(chǎn)生了大量的中藥渣，粗放式的處理（焚燒、堆放和填埋等）給環(huán)境帶來了極大污染，為此如何有效利用中藥渣，減少對環(huán)境的危害，使其變廢為寶成為廣大科研工作者的研究熱點(diǎn)[1]。

中藥渣含有豐富的多糖類、纖維素、維生素和粗蛋白等有機(jī)物以及微量元素等成分，利用這些成分，將中藥渣變廢為寶，已經(jīng)取得一定成效。在結(jié)合中藥渣利用的大量相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，本文將從中藥渣在環(huán)境中的資源化利用為主線，綜述目前中藥渣變廢為寶的最新研究進(jìn)展，為中藥渣的處理與綜合利用指明方向。

1 用做堆肥及栽培基質(zhì)

中藥渣往往含有大量的有機(jī)質(zhì)氮、磷和鉀等微量元素，在適宜的溫度和pH等環(huán)境條件下，通過自然界中的微生物使其發(fā)酵且腐熟后，能夠產(chǎn)生一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥和栽培基質(zhì)。由中藥渣制成的肥料和基質(zhì)具有促進(jìn)植物茁壯成長、改善根系微環(huán)境和增強(qiáng)抗病性等諸多優(yōu)點(diǎn)，使之與普通肥料和基質(zhì)相比，有著顯著的優(yōu)越性。研究表明，中藥渣堆肥與無機(jī)肥配合施用能夠使當(dāng)歸在生長后期根系變長、增粗，增加當(dāng)歸產(chǎn)量[2]。將中藥渣加入基質(zhì)堆肥后，有助于植物幼苗的成長，提高出苗率，增加蔬菜產(chǎn)量等，因此其對植物生長發(fā)育、光合特性和品質(zhì)均具有積極地影響[3-5]。

2 處理重金屬廢水

近年來，在廢水處理領(lǐng)域中，利用中藥渣作為吸附劑處理重金屬污染廢水，具有很大的研究空間。利用中藥渣制得香櫞活性炭、桂枝活性炭和板藍(lán)根活性炭，它們表面均存在大量的孔結(jié)構(gòu)，對頭孢拉定有較強(qiáng)的吸附作用[6-7]。在堿性條件下，用NaClO氧化的改性板藍(lán)根藥渣對水中重金屬Pb2+具有很好的吸附效果，為處理廢水中Pb2+提供了一條可行的途徑[8]。此外，中藥渣和麥麩混合制備的生物吸附劑可以吸附礦山酸性廢水中Cu 2+，柴胡藥渣對Zn 2+的吸附速率非常快，化學(xué)吸附是限速的關(guān)鍵[9-10]。

3 產(chǎn)生清潔能源

在中藥中，植物藥占比很高，多達(dá)87%以上。中藥提取的有效成分是植物在次生代謝過程中所積累的生物堿、苯丙素、甾類等痕量生物質(zhì)，故中藥渣中包含較多的植物在初級代謝過程所積累的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、核酸等生物高分子[11-12]，利用這些生物質(zhì)在合適的技術(shù)下，可以產(chǎn)生清潔能源，變廢為寶的同時大大減少了中藥企業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物的量，具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會三方面的綜合效益。

習(xí)彥花等[13-14]利用全混式厭氧反應(yīng)器，發(fā)酵人參、赤芍和桂皮等混合中藥渣，得出中藥渣可作為厭氧消化產(chǎn)沼氣的原料。研究顯示中藥渣經(jīng)催化裂解后，燃油產(chǎn)率最高達(dá) 34.26%[15]。張?jiān)骑w等[16]分別采用固態(tài)和濕式2種發(fā)酵工藝，將天冬、防己和生地3種中藥渣混合發(fā)酵，得出采用濕式發(fā)酵工藝的實(shí)驗(yàn)組產(chǎn)氣率最高，共產(chǎn)沼氣12810 mL。此外，以黃芪藥渣為發(fā)酵原料，可以有效提高D2菌株的乙醇產(chǎn)量[17]，還可以從藥渣中制取燃?xì)夂蜕锊裼蚚18]。

4 培育食用菌

利用中藥渣栽培食用菌，不僅能夠變廢為寶，減少有機(jī)廢棄物，而且與玉米芯、麥秸等常用的栽培基質(zhì)相比，用中藥渣栽培的食用菌產(chǎn)量高、成本低，有廣闊的市場前景。

研究表明，不同的藥渣可以培育多種食用菌，如韓文清等[19]用銀翹藥渣、玉米芯等物質(zhì)，培育出了毛頭鬼傘；有人選取了以藥渣為主料的6種基質(zhì)配方，開展了杏鮑菇培育實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明當(dāng)藥渣為80%、木屑為10%、麩皮和玉米粉分別為7%和3%時，杏鮑菇的生產(chǎn)成本最低， 轉(zhuǎn)化率達(dá)53.46%，優(yōu)質(zhì)品率為100%，很有市場競爭力[20]。

5 其他應(yīng)用

近些年來，中藥渣不斷擴(kuò)寬其應(yīng)用領(lǐng)域，除了上述大家比較熟悉的應(yīng)用以外，其還可用于配合其他藥物臨床治療比較淺顯的疾病、造紙和生產(chǎn)食用醋等，為中藥渣變廢為寶提供了新途徑。

袁琳等[21]研究了香茶菜藥渣用作造紙漿的性能，結(jié)果表明，中藥香茶菜藥渣可以用做制漿造紙?jiān)?，但其性能略低于常用造紙纖維原料?？傮w來說，從廢棄物利用的角度看，香茶菜藥渣是一種變廢為寶的新途徑。采用超臨界CO2分級萃取紅花藥渣，紅花揮發(fā)油萃取率可達(dá)2.74%，紅色素相對收率達(dá)69.88%[22]。此外，運(yùn)用半固態(tài)發(fā)酵法，將白酒廠酒糟和靈芝藥渣生產(chǎn)出具有靈芝藥效的保健功能型食醋，實(shí)現(xiàn)變廢為寶[23]。

6 展望

隨著中藥渣產(chǎn)量逐年增大，其綜合利用變廢為寶，越來越受到關(guān)注。但是在處理過程中，有些問題不容忽視。首先，中藥渣成分非常復(fù)雜，含有植物藥、動物藥與礦物藥等多種殘?jiān)?，其中有的成分有毒，有的?jīng)混合后可能產(chǎn)生毒性，進(jìn)一步加大了處理難度，建議分類處理。其次，在處理過程中，也有可能產(chǎn)生新的污染物，或者形成復(fù)合污染物，建議處理中每個工藝考慮清潔生產(chǎn)。最后，中藥渣利用大部分都尚在理論實(shí)驗(yàn)階段，對于大規(guī)模工藝?yán)玫目尚行赃€有待進(jìn)一步探討。

參考文獻(xiàn)

[1] Guo T， Wang Y， Zhu Y L， et al. The reutilization of herbal residues[J]. Advanced Materials Research， 2013， 726-731： 2993-2996.

[2]王引權(quán)， Frank Schuchardt， 安培坤等.中藥渣堆肥與化肥配合施用對當(dāng)歸產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J].甘肅中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2012， 29（5）： 51-56.

[3]杜龍龍，馬玉奎，陳飛等.以中藥渣堆肥為肥源對黃瓜基質(zhì)育苗的影響[J].北方園藝， 2015， （6）： 161-164.

[4]王虹， 徐剛， 高文瑞等. 中藥渣有機(jī)基質(zhì)配比對辣椒生長及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2009， 25（6）： 1301-1304.

[5]吳濤， 晉艷， 楊宇虹等. 藥渣及秸稈替代基質(zhì)中草炭進(jìn)行烤煙漂浮育苗研究初報(bào)[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2007， 23（1）： 305-309.

[6] 鄭照強(qiáng)， 夏洪應(yīng)， 彭金輝等. 響應(yīng)曲面法優(yōu)化廢棄五倍子藥渣制取活性炭的研究[J]. 環(huán)境污染與防治， 2013， 35（3）： 5-9.

[7] 于穎， 孫顯濤， 陳建秋等. 中藥渣基活性炭的制備及其對頭孢拉定的吸附研究[J]. 生物質(zhì)化學(xué)工程， 2017， 51（4）： 25-32.

[8] 白鷺， 吳春英， 谷風(fēng). 改性板藍(lán)根藥渣對鉛離子吸附性能研究[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2015， 54（24）： 6219-6222.

[9] 陳月芳， 曹麗霞， 林海等. 中藥渣和麥麩對模擬礦山酸性廢水中Cu2+的吸附[J]. 中國有色金屬學(xué)報(bào)， 2013， 23（6）： 1775-1782.

[10] 代群威， 王巖， 趙玉連等. 柴胡藥渣對鋅離子的吸附動力學(xué)特性[J]. 科技導(dǎo)報(bào)， 2014， 32（21）： 21-25.

[11] Demirbas A. Biomass resource facilities and biomass conversion processing for fuels and chemicals[J]. Energy Conversion & Management ， 2001， 42 （11）： 1357-1378.

[12] Bridgwater A V ， Meier D， Radlein D. An overview of fast pyrolysis of biomass[J].Organic Geochemistry， 1999， 30（12）： 1479-1493.

[13] 習(xí)彥花， 程輝彩， 崔冠慧等. 中藥藥渣沼氣資源化利用技術(shù)初探[J]. 中成藥， 2013， 35（6）： 1340-1343.

[14] 習(xí)彥花， 張麗萍， 崔冠慧等. 中藥廢水中丁酸梭菌CD-8的分離鑒定及產(chǎn)酸條件[J]. 生物技術(shù)， 2013， 23（6）： 96-100.

[15] 孟小燕， 于宏兵， 王攀等. 低碳經(jīng)濟(jì)視角下中藥行業(yè)藥渣催化裂解資源化研究[J]. 環(huán)境污染與防治， 2010， 32（6）： 32-35.

[16] 張?jiān)骑w，陳璐，郭旭晶等. 中藥渣微生物強(qiáng)化預(yù)處理效果及產(chǎn)氣潛力[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào)， 2014， 8（11）： 4925-4930.

[17] 張英， 鄭清煉， 周裕權(quán)等. 融合菌株轉(zhuǎn)化黃芪藥渣生產(chǎn)乙醇的工藝[J]. 中成藥， 2016， 38（6）： 1421-1424.

[18] 張銳， 劉建群， 舒積成等. 超聲輔助提取美洲大蠊藥渣殘油及其制備生物柴油的研究[J]. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā)， 2017， 29（1）： 114-119.

[19] 韓文清， 王建國， 何媛媛等. 銀翹復(fù)方藥渣發(fā)酵處理試栽毛頭鬼傘及主要藥物成分分析[J]. 北方園藝， 2017， （2）： 145-149.

[20] 佘紅， 劉炳祿， 李富玉等. 中藥藥渣在杏鮑菇生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2009， （6）： 50-51.

[21] 袁琳. 廢棄植物纖維資源中藥香茶菜藥渣制漿造紙性能研究[D]. 杭州：浙江理工大學(xué)， 2010.

[22] 韓小金， 張榮， 畢繼誠. 超臨界CO2萃取紅花藥渣中揮發(fā)油和紅色素[J]. 過程工程學(xué)報(bào)， 2009， 9（4）： 689-694.

[23] 廖湘萍， 奚邦敏. 利用白酒酒糟、靈芝藥渣發(fā)酵生產(chǎn)食醋的研究[J]. 中國調(diào)味品， 2009， 34（11）： 81-83.

收稿日期：2018-01-02

基金項(xiàng)目：四川省教育廳項(xiàng)目（18ZB0576）

作者簡介：鄧紅艷（1983-），女，講師，博士，研究方向?yàn)橥寥牢廴拘迯?fù)研究。