厨余湿垃圾生物无公害降解处理 ——利用黄粉虫处理厨余湿垃圾

                                                                                                        前   言

厨余垃圾一直伴随人们的成长而存在，只是原来的厨余垃圾能在自然界被自然降解，对人们生活没有产生太多影响。但是随着城市不断扩大，原来的自然环境被钢筋混凝土替代。原来可以用来降解厨余垃圾的自然环境越来越少，人们被厨余垃圾影响也日夜变得明显。

学校，尤其是偏远农村寄宿制学校。每天的厨余垃圾达到一个惊人的数量。但是不同时期处理方式各有不同，产生的问题也不一样。原来比较传统的处理方式是把泔水和有用的厨余垃圾用来喂养牲畜家禽，没发利用的垃圾合同其他一起当成普通生活垃圾一并掩埋。这样的方法一直沿用很多年，在中国广大地区没有什么本质的改变。

直到2005年8月习近平在吉安视察时首次提出“绿水青山就是金山银山”中国开始推广对垃圾处理的明确分类要求，随着党的十九大把“绿水青山就是金山银山”的理念写入党章，标志着中国发展不在也牺牲环境为代价，并对垃圾展开综合治理的模式，决心要做好环境保卫战。

我校为了响应党中央的号召，结合学校开展科技创新人才大赛的需要，以生地学科相结合，带领科创社学生一起参与厨余湿垃圾生物无公害降解处理的科创实验。

一、为什么做实验

(一)动机

2017年国务院办公厅公布了《生活垃圾分类制度实施方案》要求加快建立分类投放、分类收集、分类运输、分类处理的垃圾处理系统。[1]

2018年11月习近平总书记在视察上海市虹口区时指出“垃圾分类就是新时尚，垃圾综合处理要全民参与，上海要把这项工作抓紧实办好。”[2]

2019年全国多地爆发“非洲猪瘟”四川省也没有幸免。并且多地严防之下依旧蔓延。政府下文禁止用泔水喂猪，要求集中处理。这个事件对我触动很大，原本可以利用的有机物和蛋白质转眼间变成了不能再利用的垃圾。这时留耕中学科创社刚刚成立，正好以此为研究方向进行开展。为了处理学校食堂厨余湿垃圾，经过多方查找相关资料决定选用黄粉虫作为实验载体。

目前世界上多数国家都是采用垃圾焚烧的方式，先进的国家和地区采用垃圾发电。也有落后地区和国家采用填埋等方式。这些方式都会产生二次污染，对环境来讲都是不利。

(二)黄粉虫简介

黄粉虫是节肢鞘翅目拟步甲科昆虫，原产地是南美洲，上世纪五十年代从苏联引入我国。本是一种食粮的害虫，但是因为蛋白质含量高，而作为饲料推广。在我国广泛养殖，传统的养殖方式是以麦麸+蔬果菜叶为主的模式。而我们是要利用黄粉虫的杂食性来处理厨余湿垃圾。

二、实验情况

(一)对比实验

从乐山采购黄粉虫幼虫于2019年9月5日送达，共计重2854g。分十个对照组进行实验。

实验计划如下：

1、将采购的黄粉虫带麦麸分成十个对照组，进行分组实验。(分组及投喂比例情况看附表1)

2、对已孵化的幼虫，进行初步观察；并做记录

3、1号—8号盆按不同比例做泔水实验，9号盆按比例做青饲料，10号盆做纯麦麸对照实验(详情见附表)

9月9日黄粉虫十日龄虫体多数在3mm以上，开始第一次投喂，投喂方式为麦麸+泔水混合投喂，投喂量为500g。经过观察，黄粉虫采食泔水不明显，随后有少量黑死出现。据此分析十日龄黄粉虫太小，口器不发达，泔水较湿，导致采食不理想，伴随黑死出现。

9月20日黄粉虫二十日龄，虫体大部分25mm左右，进行第二次投喂，比例、方式和投喂量与第一次一致。投喂后观察黄粉虫开始有效采食。

9月30日黄粉虫三十日龄，虫体大部分在30mm左右。进行第三次投喂。这次投喂没有按比例掺杂麦麸，而是根据筛除虫沙以后，带盆重按既定比例直接投喂泔水。投喂后观察黄粉虫涌向泔水争食，弱者无法靠近采食。

10月4日黄粉虫三十五日龄。筛除虫沙后按既定比例投喂泔水(此次投喂泔水为9月30日剩余部分，已经腐烂变质，部分液化、有蝇卵。)但是鉴于部分盆中麦麸的减少，为防止投喂泔水过湿，导致黄粉虫黑死，因此在部分盆中添加麦麸。投喂后观察黄粉虫依然围啃食之。

经过四次投喂第一次实验黄粉虫已经达到商品虫的要求。为了做第二批次实验，于2019年10月11日进行合盆。1号和8号合记8号、2号和7号合记7号、3号和6号合记6号、4号和5号合记5号、9号不变；10号盆分配到5号和9号盆中(最后投喂记录查看附表2)。并且投喂菜角边皮2380g主要有南瓜、洋葱、土豆皮、黄瓜皮。

(二)投喂情况分析

前四次投喂情况分析。麦麸投喂总量为8295g，泔水投喂量为5160g，菜角边皮投喂量为840g；投喂总量为14295g，麦麸比重为58.02%，泔水比重36.09%，菜角边皮比重5.87%。单从泔水对比麦麸的量算占到62.20%的麦麸量。

第五次投喂以后计算，泔水+菜角边皮占总量的50.25%，并且黄粉虫把能消耗的有机质都消耗殆尽。

(三)投喂泔水以后观察现象总结

1、二十日龄之前黄粉虫啃食消耗泔水能力较弱、但是对菜角边皮有一定的采食。(要根据黄粉虫生长的大小来决定是否投喂泔水，并不是单纯按照日龄判断，因为不同季节黄粉虫生长速度有差异。)

2、对泔水和菜角边皮中的不同成分有选择性；大致顺序如下：

冬寒菜/冬瓜皮<冬瓜(煮)<黄瓜皮< 黄豆< 麻麻豆<海带(煮)< 米饭< 水白菜(茎)<水白菜(叶)<苹果< 肥肉 <骨髓<玉米(干)< 瘦肉 <玉米(湿)<湿粉条< 面包< 月饼 <土豆皮< 蛋 <土豆<花生(煮)< 甘蓝(圆白菜)< 生内脏(肺、肝、腮等)<面条(干/湿)<洋葱< 南瓜

黄粉虫在处理菜市场里残留的动物内脏看情况又有不同，黄粉虫优先选择蛋白质高的内脏，如：肌肉组织(肺、肝、腮、腺体等)。对于油脂较多的组织选择性较差，如：上皮组织。

从黄粉虫的选食性看出，它喜食偏甜[3]、偏蛋白质含量高的食物，对有腥味的食物也很偏爱。但是对食物自身带有绒毛、腐烂速度较快的瓜果或者煮熟后含的水分较高的食物不易采食。从投喂泔水的效果和饵料种类来看黄粉虫的食谱广泛，适合降解厨余垃圾。

3、对比试验中10号盆纯麦麸喂养长势相对慢、个体小、体质偏弱。而投喂泔水和菜角边皮的实验长势快、较活跃；并且8号盆在二十日龄以后长势优于其他对照组。

4、对比第二批采购的虫卵孵化出的幼虫，跟自己繁殖孵化的幼虫对比观察。自己繁殖的虫子产卵孵化要强壮，更加接近麦麸颜色(保护色)。

(四)第二批实验及对比分析

2019年11月16日，分6组对比实验，投喂比例分别为38%、39%、40%、41%、42%、40%；前五组投喂泔水、第六组投喂青饲料。

从记录及观察来看，第二批次实验不理想，原因是温度变化有关气温在23℃——15℃时长势正常；15℃以下黄粉虫看似活跃实际是一种应激反应，而采食只是满足基本的新陈代谢，长势缓慢；气温在10℃以下，黄粉虫出现假死状态，体质弱小者极易被冻死。采用升温对照实验，黄粉虫长势将会转好。

三、黄粉虫降解厨余垃圾应注意相关事项

1、黄粉虫自身属于节支鞘翅目拟步甲科，幼虫期只有外骨骼通过表皮呼吸，所以黄粉虫在过湿环境下容易黑死，温度过高会出现软腐死亡。因此投喂泔水时应当注意去油和控湿。

2、黄粉虫在20日龄以前对泔水的降解效果不明显，但是对菜角边皮有较好的采食现象，适合在20日龄以前投喂菜角边皮促进生长，20日龄以后投喂泔水。(注：这是秋季试养的效果，黄粉虫在不同时间温度条件下生长周期不统一。所以以后养殖按黄粉虫的体长来确定投喂泔水时间。)

3、黄粉虫对连续重低音120分贝及以上噪音影响下出现明显的躁动不安。

四、黄粉虫降解泔水的预期效果

(一)预期效果

目前黄粉虫喂养对照试验，泔水+菜角边皮投喂占到50.25%，但是在分组试验对比试验中40%的泔水投喂效果比较明显。

黄粉虫降解泔水的喂养方法，打破传统的麦麸+青菜的养殖模式，降低饲料成本，解决处于垃圾的环境污染，避免细菌滋生，虫蝇鼠害泛滥。且黄粉虫把易变质腐烂的厨余垃圾转化成为虫体蛋白。

(二)市场前景

任何生产活动都能产生经济价值，黄粉虫的养殖实验也是如此。从目前来看中国经历了2017年开始的非洲猪瘟，再到2019年底爆发的新冠病毒跟海鲜市场一再关联。让我们不得不反思，中国以后的饲料添加剂是否还有更安全的保障。而黄粉虫是把其他蛋白质转化成为虫体蛋白，这样有效避免一些疾病在同类动物之间相互传播，但是能否切断病毒的传播途径还有待研究。

随着中国对肉类市场的需求增加，饲料的安全对餐桌十分重要。在畜牧饲养上来看本轮非洲猪瘟的影响势必会导致动物血液、内脏为主要的动物蛋白添加剂将进一步加大查处力度；而今新冠病毒多发生在与生冷海鲜制售环节，这样让我们对自身的生命安全提出了质疑。而虫蛋白将是一个重要的替代品，但是虫蛋白有很多种类如蚕蛹、蜂蛹、蚯蚓等但是这些养殖的量不多，并且季节性很强，它们还是植食性昆虫。没有黄粉虫这样既能提供原料，又能转化厨余垃圾的能力。[4]

五、结语

对于本次实验观察，我们科创社全体参与人员得到一个比较满意的答案。黄粉虫是能无害化处理厨余垃圾，还能提供高蛋白质原料的有价值的昆虫，将为我们国家以后的畜牧饲料添加剂提供充足的原材料。

[参考文献]

[1]国务院 《生活垃圾分类制度实施方案》.百度电子版.2017

[2]学习强国.习总书记上海视察的讲话.2019

[3]刘德成.张岩红  黄粉虫的养殖方法.畜禽饲养.养殖技术顾问2009.1

[4]王卫东. 黄粉虫的养殖及应用.中国畜牧兽医文摘.2014(30)8期-86