蚯蚓对不同含量油脂的餐厨垃圾的处理

李玉娜 吴旭 肖翠珍等

摘要[目的]研究蚯蚓对不同含量油脂的餐厨垃圾的处理效果。[方法]以餐厨垃圾为研究对象，选用大平二号蚯蚓（赤子爱胜蚓），研究其对不同含量油脂的餐厨垃圾的处理效果。[结果]蚯蚓对油脂含量5%的餐厨垃圾的处理效果最佳，对油脂含量为10%的餐厨垃圾的处理效果较差，油脂含量>15%时，蚯蚓不能存活。[结论]该研究可为餐厨垃圾的蚯蚓堆肥处理提供参考。

关键词蚯蚓；餐厨垃圾；油脂含量

中图分类号S181文献标识码A文章编号0517-6611（2015）31-252-02

Earthworm Processing of Food Waste with Different Fat Contents

LI Yuna， WU Xu， XIAO Cuizhen， LIANG Aiping* et al

（College of Environmental and Materials Engineering， Yantai University， Yantai， Shandong 264005）

Abstract[Objective] The research aimed to study processing effect of food waste with different fat contents by earthworm. [Method] Food waste was processed by Daping No.2 earthworm （Eisenia foetida）， and the treatment effect of food waste with different fat contents was studied. [Result] Earthworm had best processing effect on food waste with 5% of oil content and bad processing effect when the oil content was 10%. When the oil content of food waste was more than 15%， the earthworm could not survive. [Conclusion] The research could provide reference for earthworm composting processing of food waste.

Key wordsEarthworm； Food waste； Oil content

在當今社会快速发展的趋势下，餐厨垃圾已经成为我国固体废物产生的主要来源。清华大学环境系固体废物污染控制及资源化研究所的统计数据表明，我国城市每年产生餐厨垃圾不低于6 000万t。因此餐厨垃圾处置及其对环境的影响已成为我国新兴的环境问题之一，如何合理地解决餐厨垃圾成为十分紧迫的问题。

餐厨垃圾具有高水分、高盐分、高含油量、高有机质的特点[1]，而蚯蚓可以通过自身的消化系统将有机质迅速分解，转化成为自身或其他生物易于利用的营养物质[2]，因此蚯蚓堆肥处理技术已经得到广泛的应用[3]。但油脂对餐厨垃圾的蚯蚓堆肥效果会产生一定的影响[4]，因此笔者考虑用蚯蚓来处理不同油脂含量的餐厨垃圾，以探求蚯蚓处理效果最佳时的油脂含量。

1材料与方法

1.1试验材料

蚯蚓：从烟台的蚯蚓养殖场购买2 kg的大平二号蚯蚓（赤子爱胜蚓），并按照常规方法养殖一段时间备用[5]。

米饭：烟台大学学生餐厅购买蒸熟的新鲜米饭；

生菜：烟台大学水果店购买新鲜的生菜；

土壤：烟台大学第六学生餐厅旁边小树林选取肥沃的土壤；

食用油：从超市购买大豆油，并加热煮沸。

1.2试验方法

1.2.1餐厨垃圾的预处理。

将土壤晾晒3～5 d后，取新鲜的生菜破碎至50 mm左右，与蒸熟的新鲜米饭以及加热煮沸后的大豆油按照要求充分混合。由于蚯蚓生长对土壤存在着相当程度的依赖性，当垃圾质量分数>50%，蚯蚓存活率急剧下降[6]。 因此该试验首先按生菜∶米饭∶土壤=1∶1∶4的比例混合，均分为4组，然后分别向4组中加入质量分数为0%、5%、10%和15%的经处理后的大豆油。试验基质配比如下：

1组为生菜+米饭+土壤+0%大豆油；

2组为生菜+米饭+土壤+5%大豆油；

3组为生菜+米饭+土壤+10%大豆油；

4组为生菜+米饭+土壤+15%大豆油。

1.2.2餐厨垃圾的蚯蚓处理。

向上述4组中放入体型、生长状况基本一致的赤子爱胜蚓各30条，将4个试验组放置在平均温度为25 ℃、通风、避光的环境下，并定期加入一些去离子水，使其保持潮湿，同时观察蚯蚓的生长情况。以3 d为一试验周期，持续进行15 d，即进行5次。

1.2.3样品的处理。

所有样品均在自然状态下风干3～5 d，取适量样品研磨后按照分析测定数据的要求进行过筛，置于50 ml烧杯中留待测定分析。

1.2.4样品测试项目及方法。

采用烧矢量法测定有机质含量；重铬酸钾-硫酸消化法测定全氮含量[7]；火焰光度法测定全钾含量[7]。

2结果与分析

2.1不同油脂含量下蚯蚓的存活情况

试验中发现，油脂含量≥15%时，蚯蚓不能存活；油脂含量在10%～15%之间为蚯蚓存活的缓冲区，此时土壤散发出恶臭的味道，土壤粘合湿润，出现大量白色蛆虫，蚯蚓活动能力差，且基本上聚集在底部，这与动物的趋利避害特性有关[8]；油脂含量≤10%时，蚯蚓能够正常生存，油脂含量对其影响不大（表1）。

2.2不同油脂含量下样品有机质含量的变化从表2可知，随着培养天数的不断增加，由于蚯蚓对有机质的分解作用，各组样品有机质含量逐渐减少，此结论与赖发英等[6]的研究结果一致；而且油脂含量不同的土壤，蚯蚓的处理效果不同，有机质变化也不同。生物降解率=[（第1次有机质含量-第5次有机质含量）/第1次有机质含量]×100%[9]。1～4组的有机质生物降解率分别为37.47%、41.06%、3191%和28.55%。可见，当油脂含量在5%时，生物降解率最高，随着油脂含量增加，生物降解率逐渐降低。由于含油量对餐厨垃圾的好氧堆肥會产生一定影响，因此笔者分析当含油量>5%时，随着含油量的增加，餐厨垃圾的腐熟程度下降，而且油脂会在基质的表面形成一层膜，蚯蚓的生命活动会受到一定程度的限制，故生物降解率降低。

2.3不同油脂含量下样品全氮的变化通过表3可得，不同油脂含量土壤中全氮的含量均有所增加。其原因是蚯蚓在分解处理过程中，消耗大量的有机质，其中包括一定量的氮，而这些氮大部分通过蚯蚓的排泄物进入基质中，故使得土壤中全氮的含量呈现上升的趋势。此结论与赖发英等[6]的研究结果一致。

2.4不同油脂含量下样品全钾的变化

通过表4可得，随着培养天数的不断增加，单组全钾的含量呈现递减的趋势。原因是蚯蚓对钾元素有富集作用，随着培养天数的增加，钾元素在蚯蚓体内的含量增多，土壤中的钾元素减少。对不同油脂含量的试验组而言，随着油脂含量的增加，样品中的全钾含量呈递增的趋势。其原因是蚯蚓对钾元素有富集作用，油脂含量的增加抑制了蚯蚓对土壤的处理，故蚯蚓对钾元素的富集能力减弱，油脂含量较高的土壤中全钾含量相对较高。

2.5样品pH的变化情况通过表5可得，不同油脂含量的样品pH变化基本一致。样品的组分为米饭、生菜以及土壤，

其中，米饭的主要成分是易降解的淀粉等碳水化合物，在微生物及酶的作用下分解为丙酮酸、乳酸和乙酸等有机酸。而生菜类的主要成分则为纤维素，纤维素是1种难降解的多糖类物质，降解过程和淀粉降解过程相似。在有机质的降解过程中，其第1阶段都是将复杂有机物转化为小分子的有机酸。若这些有机酸不能及时被消耗，造成酸积累，则导致环境的酸度上升。

3结语

蚯蚓作为土壤中的主要动物，因其具有易繁殖、适应能力强、成本低、自身用途极其广泛等特点，因此在餐厨垃圾处理方面的地位应给予更高重视。该试验由于条件限制，只研究了蚯蚓对不同油脂含量的餐厨垃圾的处理效果。除此之外，蚯蚓对不同配比底料的处理效果也不尽相同，这也是一个新的研究方向。

参考文献

[1] 胡新军，张敏，余俊锋，等.中国餐厨垃圾处理的现状、问题和对策[J].生态学报，2014（14）：4575-4584.

[2] 邱江平.蚯蚓及其在环境保护上的应用III.蚯蚓在处理有机废弃物和生活污水上的应用[J].上海农学院学报，2000（1）：53-58，66.

[3] 李清飞，刘冰，余国忠，等.有机生活垃圾蚯蚓堆肥处理技术探讨[J].现代农业科技，2014（6）：242.

[4] 任连海，王攀，贺艳坤.含油量对餐厨垃圾好氧堆肥的影响[J].建设科技，2013（8）：50-53.

[5] 刘艳玲，马海忠，崔丽华.室内蚯蚓养殖技术条件初探[J].微生物学杂志，2002，21（1）：63-64.

[6] 赖发英，周颖，王国锋，等.蚯蚓对农村有机生活垃圾分解处理的研究[J].农业环境科学学报，2011（7）：1450-1455.

[7] 鲁如坤.土壤农业化学分析[M].北京：中国农业科技出版社，2000.

[8] 蒋重合.蚯蚓行为及其在环境影响评价中的应用研究[D].长沙：湖南农业大学，2012.

[9] RAO M S，SINGH S P，SINGH A K，et al.Bioenergy conversion studies of the organic fraction of MSW：Assessment of ultimate bioenergy production potential of municipal garbage[J].Applied energy，2000，66：75-87.