有機廢物再利用 酵素肥的美麗與哀愁

中興大學土壤環境科學系教授楊秋忠在校內的實驗室。攝影/劉怡諆

記者 林哲宇、劉怡諆、王瑄、郭怜妤/採訪報導

民以食為天,現代不少人十分重視食物的新鮮度、成分,「有機食品」也就成了近幾年食品議題中的關鍵字之一。但有機食品究竟為何?其實是指食品中動植物性的原始材料(即「有機體」)多、沒有人工或化學添加物,且使用無毒、自然的手法生產。

講究食品生產手法,必然會涉及食材,也就是農作物的栽種過程。這時「肥料」便是不可不提的重要角色了。為使作物生長更順利,多數栽種者都會選擇施肥。而講求食材有機,施肥的方式當然也不能馬虎。

有機肥在追求「自然」的現代自然受到歡迎,「酵素分解技術」所生產的肥料便是其中一種。這項技術的到臨將為農業和生態環境帶來不少改變,而其中的奧妙、革命性和未知,都與我們和餐桌上的食物有密不可分的關係。

有機廢棄物量大 高污異味難處理

臺灣生物多樣、物產豐饒,過去產業結構中以農業為大宗,將家禽家畜的糞便、枯枝落葉等「有機廢棄物」做堆肥來栽種作物稀鬆平常。然而隨著政經發展,產業結構改變了,農業在全臺產業佔比中減少,都市化的社會卻反而製造比農業社會更多的有機廢棄物。其中增幅最多的,是從食品加工廠、學校、公司、餐廳乃至家家戶戶餐桌上退場的廚餘。

在都市中這些不減反增的廚餘,過去大多都是進了焚化爐。水分及油分含量高的廚餘在焚化過程時需消耗的能源量大,成分複雜又不易管控的特性,也讓廚餘焚化多了幾分疑慮。除了可能折損焚化爐的壽命外,還有產生戴奧辛等有毒物質的風險。

鄉村地區的廚餘則仍有不少是用於堆肥。傳統的堆肥方法需將有機廢棄物堆置2到4個月,經過自然腐熟過程,讓微生物將其中的有機質轉化為養分,提供給作物利用。不過堆置和熟化的過程容易產生異味、滲出汁水,對土地、空氣、水源皆有不良影響。

2003年開始實施廚餘回收後,廚餘雖有了新的退場機制,產生量卻仍相當大。根據環保署的統計,2018年全臺廚餘量共594,992噸,在一般垃圾總量4,225,338噸中約佔14%,但回收量僅589噸,回收率僅6%左右。

*廚餘回收率= 廚餘回收量÷ (垃圾清運量+資源回收量+廚餘回收量)×100%

近五年台灣垃圾相關統計及廢棄物回收率。製圖/王瑄
酵素分解產製肥料 污染少效率高

現今高度發展的社會中,對環境衛生和生活品質有了更高的要求,因此傳統堆肥方式帶來的異味和污水問題也漸漸受到重視。

由中興大學教授楊秋忠研發的「酵素分解技術」,提取特定菌種來分泌能將作物所須之有機質分解為養分的酵素,精準給予作物特定的營養元素。將定量的有機廢棄物、酵素和特定調整材料等,加入提供穩定溫度、濕度、pH值的密閉機器中進行反應,快速,也減少了異味及污水的產生。

楊秋忠提到,有機質含量是決定土壤肥力的指標之一,因此想嘗試讓土壤中的有機質分解速度加快。作物能更快吸收到有機質分解後產生的養分,有機廢棄物也不必長時間堆置。

中興大學土壤環境科學系教授楊秋忠解說不同有機質的特性。攝影/劉怡諆

研發初期,他利用便當的剩菜做實驗,因為有菜有肉,能取得動物性和植物性的有機質。在實驗上,以少量多種的方式,去觀察不同種類有機質的發酵時間、所需的酵素劑量等。後期透過中興大學校方技術轉移(technology transfer)和機器製造商接觸,將這項技術應用在實務上,並推廣出去。技術和機器研發到一定程度,再和下游使用者連繫,並從他們的使用經驗中再行改良、精進。

臺東一位使用這項技術的果農張塘櫻表示,小農或自行栽種的用戶使用機器生產肥料不合乎經濟效益。酵素分解技術有效處理掉了自家的廚餘,相對傳統堆肥法來說更方便且環保。

但楊秋忠談到研發過程時也透露,並非所有有機廢棄物都可以如法炮製。如西藥廠排出的殘渣中可能含有抗生素,成分有危害生態之虞,不可隨意堆置或丟棄。在研究這一類原料時,需要特別注意不同種類抗生素的特性,並且個別實驗、處理。無論是對菌種、原料、產製流程,都不可不慎。

中興大學土壤環境科學系教授楊秋忠在校內的實驗室。攝影/劉怡諆
周延觀察比對 長期田間試驗不可少

酵素分解技術有效提升肥料產製的速度、減少堆肥過程中異味和污水,是一項值得期待和肯定的創舉。不過這項技術屬於人為的產物,施加在自然環境中仍可能改變環境原有的狀態。例如,酵素分解技術提取了特定菌種,可能因此弱化了其他菌種在施肥過程中的生存與活動,間接影響生物多樣性和土壤環境。

而酵素分解技術生產的肥料能轉化某些有機質,提供作物特定種類和含量的營養元素,如《各類肥料品目及規格》中提到有機質肥料須含有2.0%以上10.0%以下全氮、1.0%以上全磷酐及全氧化鉀。然而部分土壤中的微量元素或目前未知的營養元素卻是這項規範尚無法檢驗的,酵素分解技術目前也未能提供作物自然界中所有的營養元素,因此還可再深入研究,使技術更臻完善。

賴朝明建議酵素上市前,仍需做後續觀察與定期評估。
攝影/林哲宇

臺大農業化學系退休教授賴朝明建議,可以將原本數月的田間試驗延長為數年,長期觀察這項技術所生產的肥料對環境會造成哪些改變。

另外,可以設立「施加酵素肥」與「傳統堆肥法」兩對照組,視作物生長的不同階段分施肥料。走出實驗室,進入真實自然環境來測試,綜合比較不同土壤、水質、氣候、日照、作物品種,有機會得出更精準和細緻的結果,也能針對不同環境條件制定合適的施肥方法。

除此之外,堆肥的原料也至關重要。農委會農糧署雖有對肥料的成分進行重金屬和化學物質含量的檢驗,但賴明朝強調,這像法規僅規管販售的肥料,一般民眾家中的廚餘可能參雜一般垃圾,甚至電池等可能釋出毒物的回收物在其中。若未經嚴格把關就將廚餘用於堆肥或肥料製作,仍有污染土壤和水源的風險,不只是生產端要注意,每個人都不可忽視。

從生活做起 前置處理與減量最根本

有機廢棄物從日常生活中產出後黯然退場,其實也可以在日常生活中華麗轉身。

以廚餘為例,民眾可先行將廚餘的水分瀝乾,避免置放於家中時快速腐爛、散發異味,也減低廚餘回收運送過程中的負重。若要自行進行少量的堆肥,可先將廚餘存放在密閉的桶內,隔絕氣味飄散、減少蚊蟲孳生外,還可加速腐熟。依各縣市環保局規定,將生熟廚餘分類、回收,可發揮其不同特性。

近期非洲豬瘟疫情受到關注,官方和學界都有意見指出,若廚餘不餵豬,可做推肥或生質能發電,物盡其用;經過篩檢、非疫區的廚餘,則可考慮蒸煮過後再餵食,避免豬隻食用後染病。

除了廚餘,針對一般民眾較少接觸的禽畜糞便,農委會污染防治科於2017年修訂了《禽畜糞便堆肥廠營運管理要點》,明定營運許可者須檢附污染防治企劃書以及監測企劃書,或規劃污染防治設備的堆肥場各項設施配置圖,提出具體防治與處理原料滲出水及異味的辦法。都是希望從基層做起,有效控制有機廢棄物可能帶來的污染之時,也發揮其可再利用的價值。

其實,在丟棄有機廢棄物的前置作業這項「妝扮」工作之上,減量是更能治本的辦法。適量購買、及早食用、選用當季食材、減少人工添加物,從餐桌上的「角色簡化」開始,讓有機質的舞台回歸最自然原始的樣態,繼續展演生生不息的循環。