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黑水虻幼蟲在有機(jī)廢棄物處理中的重要性

發(fā)布日期:2019-11-07 15:19:54瀏覽次數(shù):386

An inclusive approach for organic waste treatment and valorisation using Black Soldier Fly larvae: A review

【譯者注】來自印度環(huán)境影響和可持續(xù)發(fā)展部門的工作者們回顧了黑水虻幼蟲在有機(jī)廢棄物處理中的重要性,現(xiàn)簡(jiǎn)介如下。


一、背景


固體廢棄物的處理是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性和艱巨的任務(wù),在過去的幾十年內(nèi),人們一直非常重視廢棄物的增值及綜合管理,希望使用可持續(xù)的方法使廢棄物實(shí)現(xiàn)創(chuàng)收。


與此同時(shí),使用黑水虻幼蟲處理有機(jī)廢棄物可以提高資源回收率和生產(chǎn)有附加值的產(chǎn)品,是一種新穎且環(huán)保的方法,對(duì)發(fā)展中國(guó)家的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和對(duì)企業(yè)發(fā)展而言都具有巨大的經(jīng)濟(jì)潛力和社會(huì)利益,因此正在全球范圍內(nèi)引起人們的廣泛關(guān)注。

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二、黑水虻幼蟲作為生物手段處理有機(jī)廢棄物

黑水虻處理有機(jī)廢棄物涉及堆肥、細(xì)菌分解、生物分解等方面,它將廢物堆肥、養(yǎng)料回收和創(chuàng)收整合在一起。與其他堆肥技術(shù)相比,利用黑水虻處理的投入成本和維護(hù)成本更低、操作更簡(jiǎn)單、土地需求更低且生態(tài)足跡更少,因此具有更大的經(jīng)濟(jì)潛力。


 根據(jù)Diener等人的研究,在一個(gè)幼蟲養(yǎng)殖周期內(nèi),廢棄物減少了65~78%。Pathak等人的報(bào)告也提出,以餐廚垃圾為例,在一個(gè)幼蟲養(yǎng)殖周期內(nèi),廢棄物體積減少50%。另外,大量研究表明,黑水虻幼蟲在處理有機(jī)廢棄物的過程中對(duì)改變廢棄物中對(duì)微生物種類起關(guān)鍵作用,并通過分泌具有殺菌作用的分泌物減少有害細(xì)菌(如大腸桿菌和沙門氏菌)。不僅如此,研究表明,黑水虻幼蟲可抑制農(nóng)藥(如卡馬西平、羅紅霉素和甲氧芐啶等)及殺蟲劑(如天青霉素和丙環(huán)唑等)向環(huán)境擴(kuò)散,且沒有證據(jù)表明黑水虻幼蟲具有生物蓄積性。根據(jù)2018年最新的報(bào)道,黑水虻幼蟲具有降解97%的四環(huán)素的能力。


南加州大學(xué)的一項(xiàng)研究表明,用黑水虻幼蟲處理豬糞后,廢棄物中的氮和磷分別減少了85%和75%。哥斯達(dá)黎加的研究者們通過實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證,哪怕在鋅污染的環(huán)境中生長(zhǎng),黑水虻幼蟲依然能減少68%的有機(jī)廢棄物,盡管這種污染會(huì)影響黑水虻的繁殖。

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三、黑水虻的生物價(jià)值

最近全球魚粉生產(chǎn)的減少使商業(yè)市場(chǎng)、家禽養(yǎng)殖者和水產(chǎn)養(yǎng)殖者承受巨大壓力,而黑水虻幼蟲粕本身可以作為魚粉的替代物添加到飼料中并且提供比魚粉更大的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。Cummins等人的研究表明,用19%的黑水虻幼蟲替代魚料對(duì)鱸魚的生長(zhǎng)不產(chǎn)生任何不良影響。Bondari等人的研究也表明在羅非魚飼料中添加黑水虻在經(jīng)濟(jì)上可行。Kroeckel等人用黑水虻替代魚粉投喂比目魚和草魚,并未發(fā)現(xiàn)任何不良影響。Renna等人研究發(fā)現(xiàn),在虹鱒魚的膳食中中添加40%的黑水虻幼蟲不會(huì)對(duì)其生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。另外,Commins等人的研究表明,給家禽(肉雞、蛋雞、鴨、鵪鶉)投喂黑水虻幼蟲后,可食用部分產(chǎn)量提高,肉類顯示出極佳的氨基酸組成,而且飽和脂肪酸濃度也得到提高。


 但是,在食品安全方面,需要更嚴(yán)格的規(guī)定來避免與食用昆蟲有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。沒有昆蟲消費(fèi)史的地區(qū),例如歐洲,在法規(guī)訂立上更加嚴(yán)格,將昆蟲標(biāo)記為新型食品。同時(shí),聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織已將包括黑水虻在內(nèi)的六種昆蟲確定為可供人類和動(dòng)物食用的安全物種,且不會(huì)造成有害影響。另外在美國(guó),F(xiàn)DA(食品和藥物管理局)與AAFCO(美國(guó)飼料控制官員協(xié)會(huì))共同負(fù)責(zé)黑水虻幼蟲作為魚類和家禽飼料的安全標(biāo)簽制訂、分銷和進(jìn)出口。

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四、未來

考慮到固體廢物的管理實(shí)踐中,有許多生物方法可實(shí)現(xiàn)較高的廢物生物轉(zhuǎn)化率,并產(chǎn)生附加產(chǎn)品來創(chuàng)造增值鏈。在這種情況下,黑水虻幼蟲的處理效果超過了常規(guī)堆肥。該技術(shù)將有助于克服發(fā)展中國(guó)家糧食和能源方面的資源稀缺問題。


廢棄物處理最終的成功很大程度上取決于社會(huì)和政治因素,例如資金投入,技術(shù)可行性,對(duì)大眾分類教育的投入和廢物轉(zhuǎn)化率。未來的發(fā)展可能是,私人非營(yíng)利組織與其他小型企業(yè)家之間合作,確保獲得成功的商業(yè)案例和推動(dòng)相關(guān)政策的實(shí)施。同時(shí)在應(yīng)用中使用這些技術(shù)來開拓新的機(jī)會(huì),以探索可行的商機(jī)、應(yīng)對(duì)失業(yè)問題并改善社會(huì)狀況。


但是,在社會(huì)心理障礙方面,昆蟲產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)和利用仍然存在相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。目前許多不確定性和數(shù)據(jù)缺口都需要進(jìn)一步的研究來應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)并驗(yàn)證假設(shè)。


原文:

Singh Anshika, Kumari Kanchan. An inclusive approach for organic waste treatment and valorisation using Black Soldier Fly larvae: A review. [J]. Journal of environmental management,2019,251.

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