行政院農業委員會台南區農業改良場  研究彙報第37號
 

生物分解垃圾袋在有機廢棄物堆肥化之研究

楊紹榮 黃山內

摘  要

楊紹榮、黃山內• 2000 •生物分解垃圾袋在有機廢棄物堆肥化之研究。 台南區農業改良場研究彙報 37 : 86 〜 96 。

  台灣地區,一般垃圾之物理成分中廚餘類比率為 17.9 ∼ 25.7 %,倘能善加利用,將廚餘及果菜市場產生的有機廢棄物等資源進行堆肥化處理,如此不但可解決有機廢棄物污染環境的問題,維護生態環境,還可利用其所富含的有機物及養分,改善土壤理化性質,提高土壤肥力 、 增加作物生產與改善產品品質。由於一般垃圾之物理成分中塑膠類之比率也在 17.8 ∼ 20 %( 1992 ∼ 1999 )。因此,為了減少日常生活中傳統塑膠的使用、採用生物可分解垃圾袋配合廚餘,庭院枯枝落葉等有機廢棄物的分類蒐集,進行資源再生對於廢棄物減量及現行的垃圾處理方式將有莫大的助益。 台南區農業改良場在民國 88 年 10 月採用義大利 Novamont 公司產製的 Mater-Bi 生物分解垃圾袋進行堆肥化初步評估,在堆肥化處理後 42 天生物分解垃圾袋之失重率達 82.9 %。另外於台南縣佳里農牧廢棄物資源處理中心,以 Mater-Bi 生物分解垃圾袋裝填庭園落葉混合牛糞等農產廢棄物。經三個月餘發酵翻堆後所產製的有機質肥料產品品質甚佳,有機質含量為 49 % 較對照產品(處理中心原牛糞等材料)為高,重金屬含量則均較對照產品低。將混合庭園落葉之生物分解垃圾袋所獲得的有機堆肥利用於短期葉菜類栽培,植株生長亦佳,採收時之株高、葉面積及產量較對照有機堆肥分別增加 8.6 %、 16.3 %及 9.9 %。

關 鍵 字:生物分解垃圾袋、有機廢棄物、堆肥化

接受日期: 2000 年 9 月 21 日


  據行政院環保署環境白皮書之估計( 7 ):本省的農業廢棄物(包括稻榖、豬雞死廢禽畜、農產品批發市場廢棄物,及農牧廢棄物等),年產出量為 1,062 萬噸,其處理方式包括焚化、掩埋、化製、堆肥等,估計妥善處理率約 43 %,尚有半數以上未予妥善處理,形成嚴重的環境污染。另外台灣地區每年產生的垃圾量為 2,493 萬噸( 1998 ),目前處理現況為衛生掩埋 60 %,焚化 20 %,一般掩埋 11.4 % 及其他 8.6 %。根據環保署「中華民國台灣地區環境保護統計年報」資料顯示( 10 );一般垃圾之物理成分中廚餘類佔有比率在 17.9 ∼ 25.7 % 之間,倘能善加利用,將廚餘及果菜市場產生的有機廢棄物等資源進行堆肥化處理,如此不但可解決有機廢棄物污染環境的問題,維護生態環境,還可利用其所富含的有機物及養分,改善土壤理化性質,提高土壤肥力,增加作物生產與改善產品品質。另外,由於有機廢棄物的減量因而延長垃圾掩埋場使用年限,在目前掩埋場日趨飽和且覓地不易的情況下,可減少

民眾抗爭所導致的社會成本支出。另據台灣塑膠公會的統計( 1990 ∼ 1998 ),台灣地區每人每年塑膠的消費量為 105.3 ∼ 134.5 公斤。因此每年所產生的塑膠廢棄物量也頗多。在這些塑膠廢棄物中,有 57 %為塑膠袋及膜。而前述一般垃圾之物理成分中塑膠類之比率也在 17.8 ∼ 20 %( 1992 ∼ 1999 )( 10 ),凡此均顯示塑膠過度的氾濫使用。為了減少日常生活中傳統塑膠的使用、採用生物分解垃圾袋配合廚餘,庭院枯枝落葉等有機廢棄物的分類蒐集,進行資源再生對於廢棄物減量及現行的垃圾處理方式將有莫大的助益。

  根據美國堆肥協會之資料( 5 ):以傳統的垃圾袋蒐集垃圾目前仍處於優勢,且價格較生物分解垃圾袋便宜 1 ∼ 1.5 倍。惟以傳統垃圾袋蒐集廚餘等有機廢棄物之去袋程序(打開袋子及倒出廢棄物)等所需的工時較多,且每立方碼之人工去袋費用高達 2 ∼ 6 元美金。人工除袋不僅成本增加也不衛生。此外傳統垃圾袋覆土掩埋的費用也較高。另據荷蘭 Proterra 公司 Behage 氏( 1999 )之報導( 20 ):目前生物分解聚合物的最大消費市場是生物分解垃圾袋,約佔 50 % 以上。在荷蘭約有 10 家廠商在市場競爭。垃圾袋之材料成分有澱粉摻混聚己內酯( Polycaprolactone ,簡稱 PCL ),聚乳酸 Poly Lactic Acid ,簡稱 PLA ),合成的生物分解聚合物以及紙袋塗抹微生物發酵合成的 PHB 等生物分解材質。袋子的大小有 5,10,40,80,120 及 240 公升等多種。據 Behage 氏之報告( 20 ):採用生物分解垃圾袋的好處是很明顯的,從消費者的觀點而言,在使用上是乾淨,實用且衛生。就製造廠商而言,堆肥化設備在處理操作上,有其優勢,且袋子不需要與廢棄物分離。因此採用生物分解垃圾袋蒐集有機廢棄物將是一種趨勢。目前生物分解垃圾袋可配合利用於社區廚餘,公園、庭院枝葉及果菜批發市場等有機廢棄物分類蒐集。以社區廚餘及庭院枝葉而言,可由環保機關結合社區民眾做好垃圾分袋,由清潔車定時收集,再送至大型有機廢棄物處理場進行堆肥化處理( 9,13 )。據美國密西根州立大學 Narayan 博士之報導( 11 ):由於多數區域及地方的堆肥處理場已禁止非分解性塑膠的使用,因此當堆肥化技術日趨成長及穩定時,則有更多的有機廢棄物如庭院枯葉、修剪後殘枝及生物固體混合廢棄物等,將從掩埋處理轉到堆肥化處理。在美國一些庭園廢棄物之掩埋,大約佔一般廢棄物的 10 %,目前有 26 個州及華盛頓特區是禁止掩埋。基於此,庭園廢棄物之堆肥設備從 1989 年的 650 處劇增到 1992 年的 2,500 處。因此生物分解垃圾袋之用量也將開始增加。 1997 年美國 Cargill 公司採用 Ecopla 生物分解聚合物,生產 30 加崙的生物分解垃圾袋;杜邦及 ConAgra 合資機構則生產 Enpac 商標之生物分解垃圾袋行銷於北美;加州的 Biocorp 公司也生產商品名 Mater bag 之生物分解垃圾袋做為食物殘渣、庭園枯葉及修剪後殘渣蒐集用。 晚近利用義大利 Novamont 公司研發的 Mater-Bi 生物分解材料所產製的垃圾袋已逐漸被採用於從芬蘭至義大利等歐盟諸國的 50 餘個社區( 19 )。德國巴伐利亞的 Landkrerxs Furstenfeldbruck 於 1992 年率先使用。另根據 Linssen 氏報導得知( 1999 )( 21 ):在瑞士已有不同的廠家生產不同型式的生物分解垃圾袋【(成分為聚己內酯( PCL )及熱可塑性澱粉( Thermoplastic starch )】廣泛地供大批發商進行有機廢棄物的蒐集,部份市政當局也有意跟進。在日本群馬縣的板倉町也採用 Bionolle 生物分解聚合物所產製的生物分解垃圾袋填裝廚餘經堆肥化後產製有機肥料,成果頗佳( 14 )。據大淵省二及八木 正氏之報導( 17 ): 1999 年秋田縣小 町採用 Lacea 生物分解垃圾袋進行青垃圾蒐集。據 Shin 及 Han 氏之報導( 22 ):韓國為了配合依廢棄物體積收費( Volume-based collection fee ,簡稱 VCF )制度,在 1999 年 9 月宣布採用部份可生物崩解的蒐集袋(含 30 % 澱粉)以減少掩埋場之空間,未來將考慮提高使用 VCF 制度所採用之垃圾袋之費用,俾能嚐試採用完全生物分解蒐集袋。根據 Behage ( 1999 )之報導( 20 ): 1996 年,美國、西歐及日本之生物分解聚合物的需求量為 14,000 噸,產值為 7,000 萬美金,其中有 6 % 利用於農業,惟有 38 % 則應用於堆肥袋,預期到 2001 年生物解聚合物的需求量將增加到 70,000 噸,因此利用於堆肥袋比例也將增加。

   本文旨在探討本省廠商與國外技術合作生產的生物分解垃圾袋裝填庭園落葉進行堆肥化處理之基本資料評估,俾供日後相關試驗及實際推廣之參考。

材料與方法

  本研究供試材料採用偉盟工業股份有限公司與義大利 Novamont 公司合作生產之 Mater-Bi 生物分解塑膠(代號 NF01U ,成分為 50 % 澱粉+ 50 % 聚己內酯, PCL ),茲將試驗方法敘述如下:

一 、 生物分解膜分解率評估

  本試驗於台南縣佳里鎮農牧廢棄資源處理中心進行,該中心主要以牛糞混合菇類木屑產製有機質肥料。本研究供試材料為 Mater-Bi 生物膜(黑色,厚度 0.03mm )並以傳統銀黑色 PE 膜( 0.035mm 厚)為對照,每一種供試材料裁成 35cm×35cm 大小,計 10 片,先以分析天平秤重後,再裝進 50cm×50cm 白色 24 目紗網袋,於 88 年 10 月 28 日隨機分三層平鋪於廢棄資源處理中心之發酵槽中與牛糞及食用菇類栽培之廢鋸木屑等初級原料堆積(堆積高度為 1.1m ),每一週翻堆一次,經 6 週後,於 88 年 12 月 9 日結束。取出供試材料沖洗後經 70 ℃ 烘乾二天後再秤重計算其失重率,試驗期間並記錄發酵槽之溫度。

二 、 生物分解垃圾袋之堆肥化利用

  本試驗仍於台南縣佳里鎮農牧廢棄資源處理中心進行,計有三種處理,分別為 Mater-Bi 白色生物分解垃圾袋內裝榕樹落葉(總計裝 50 袋 , 每袋 0.5 公斤)及白色生物分解垃圾袋(未裝榕樹落葉),每一種處理分別有 50 個樣品,並以農牧廢棄資源處理中心原牛糞等材料為對照。 88 年 12 月 23 日將前述不同處理之樣品分別放置於混合牛糞、菇類木屑等初級原料之發酵槽(堆積高度為高 1.1m ,深 5.3m ,寬 5.8m ),每一槽放 50 個(一槽放填加榕樹落葉之生物分解垃圾袋,另一槽則放未填加榕樹落葉的生物分解垃圾袋)。 88 年 12 月 29 日開始翻堆,每隔一星期翻堆一次,經過 12 次翻堆後於 89 年 3 月 22 日結束,並 89 年 3 月 29 日裝袋運回台南場進行成品分析。分析項目如下:水分、電導度值 、 pH 、有機質含量,主要元素( N 、 P 、 K 、 Ca 、 Mg ),次要元素( Fe 、 Mn 、 Zn 、 Cu )及重金屬( Ni 、 Pb 、 Cd 、 Cr 、 Cu )等含量分析。試驗進行期間並每天記錄發酵槽溫度迄成品裝袋止。不同處理之有機質肥料並進行小白菜盆植後續試驗。供試品種為小白菜(三鳳種),將前述三種不同處理有機質肥料分別秤 0.5 公斤,混以 2.5 公斤栽培介質(德國, Capriflor 牌, pH 為 6.0-6.5 , EC 為 0.35mS/cm , N 、 P2O5、 K2O 分別為 140,160 及 180mg/l ),充分拌勻後置於 8 英吋素燒盆,每一處理三重複,供試小白菜於 89 年 4 月 11 日移植, 5 月 10 日採收。調查不同處理採收時之株高、葉數、葉面積、單株重及可溶性固形物等。

三 、 堆肥化後之有機肥產品分析

  水份、 pH 、 EC 值,及有機質含量測定

  不同處理之有機肥於台南本場土壤肥料研究室進行水份、 pH 、電導度值及有機質含量測定。茲將分析方法敘述如下:

  k 水分含量測定:採取樣品,裝入帶蓋之罐內,加以密封,以防水分之蒸發,取一部分樣品放入已知重量之玻璃皿內,迅即秤重,然後放置於 105 ℃ 之烘箱內烘乾 8 小時,取出冷卻,秤重。

求其水分重量百分率=【(原土重量-烘乾土重量)/烘乾土重量】× 100

  l 電導度( Electrical conductivity )測定:秤取樣品 15g 放入小型玻璃柸內,加蒸餾水 75cc (樣品與水之比為 1 : 5 )作成懸浮體,過濾後,以電導度計( US597 型)測定之。

  m pH 測定:秤取樣品 15g 加蒸餾水 75cc (樣品與水之比為 1 : 5 )作成懸浮體,以 PH meter ( TOA , HM-30V 型)測定之。

  n 有機質含量測定:秤取樣品 0.1g ,放入錐形瓶內,加 K2Cr2O7溶液 10cc ,濃硫酸 10cc ,充分搖勻,靜置 2 小時後,加水 80 cc 過濾,取濾液以 spectrophotometer ( Hitachi , U-2000 型)波長為 600 nm 測定。

  主要、次要及重金屬元素含量測定

   各供試樣品,依實驗目的,分別送往國立屏東科技大學水產養殖檢驗服務中心,進行主要、次要及重金屬元素含量分析,將供試材料以去離子水洗淨後裝入紙袋,置於通風之乾燥箱,先以 100 ℃烘乾 1 小時,再調至 70 ℃烘乾 48 小時。以磨碎機( Willey mill )將樣品磨碎,通過 20mesh 孔篩,裝瓶加蓋供灰化用。以分析天秤稱取供試材料 10g 於坩堝中,放入高溫灰化爐內以 560 ℃灰化 10 小時,灰化後之樣品,用 30ml 之 3N HCl 緩緩倒入 100ml pyrex 燒杯中,加 1 ml 濃度 HNO3 煮沸之,俟冷卻後,以去離子水定量至 50ml 裝瓶,用 Whatman No.42 濾紙過濾待分析,以感應偶合電漿光譜儀( Inductively Coupled Plasma Emisson Spectrophtmeter, ICP ) Model 為 JQBIN-YVON24 測定之(標準溶液亦同時測定)。

結果與討論

一 、 生物分解膜分解率評估

Mater-Bi 生物分解膜堆肥化之初步評估得知:在堆肥化處理後 28 天,生物分解膜之失重率為 37.8   %,處理後 42 天,失重率達 82.9 %(表 1 )。試驗期間,堆肥槽的溫度為 44 ∼ 65 ℃。梁氏報導 ( 1999 ):環境條件諸如空氣、溫濕度、酸鹼值等,微生物存在與否及種類,分解膜的物性諸如厚度等均會影響生物分解膜之分解( 8 ) 。據 Biocorp 公司總栽 Frederic scheer 氏在美國佛羅里達洲 Northride 的試驗報告得知:將 Mater-bag (利用義大利 Novamont 公司 Mater-Bi 材質產製)放在含有 10,000 隻蚯蚓( Japanese Tiger worms )的盒子中,經過 20 ∼ 22 天後, Mater-bag 完全分解。若未放蚯蚓,則 Mater-bag 分解較遲,從 20 ∼ 35 天不等。德國 Bayer 公司也曾經利用可以分解的 BAK1095 樹脂產製垃圾袋,在商業化的堆肥條件下,經由實驗室及田間測試得知袋子在 70 天即可分解,惟若利用家庭堆肥化處理時,則袋子的分解較久,約需 90 天或更長點,此中原因和土壤 / 堆肥條件及生化活性有關。另據大淵省二及八木 正氏之報導( 17 ):採用日本三井化學株式會社之 Lacea 生物分解膜,於一般掩埋場處理,分解期間約須 2 ∼ 8 個月,惟採用堆肥化處理之分解期僅需 1 ∼ 4 週。

表 1. Mater-Bi 生物分解膜堆肥化處理之失重率
Table 1. Weight loss of Mater-Bi Biodegradable film under composting test.

堆肥化天數

Days after composting

( day )

膜失重率

% of weight loss in film

(%)

堆肥化期間溫度變化

Temperature

(℃)

  0

0

  7

44

14

65

21

57

28

37.8

43

35

53

42

82.9

56

二 、 生物分解垃圾袋之堆肥化利用

 ぁ耵咫戲悕U圾袋在堆肥槽之裂解率

  由於生物分解膜在發酵槽之初步評估效果良好,因此進行生物分解垃圾袋填加內容物之實際評估。本試驗於 88 年 12 月 23 日放置於台南縣佳里鎮農牧廢棄資源處理中心,每一處理各有 50 個樣品,每星期以小型翻堆機翻堆,迄 89 年 3 月 29 日總計進行 13 週。 本試驗初,中期堆肥槽之溫度大抵維持 50 ∼ 60 ℃之間,最高至 73 ℃,試驗後期(倒數第三週, 3 月 5 日∼ 3 月 29 日)堆肥槽溫度下降至 30 ∼ 45 ℃之間(圖 1 ) 茲將試驗結果列如表二:

圖1.生物分解垃圾袋堆肥化處理之溫度變化

圖 1.  生物分解垃圾袋堆肥化處理之溫度變化。

Fig. 1. Temperature of fermented tank during composting period.

 

  本試驗開始進行時,當生物分解垃圾袋埋入農牧廢棄處理中心之發酵堆肥槽中,由於槽內溫度在 50 ℃以上,因此分解膜有卷曲情形發生, 2 週後開始破裂分解,且速度相當快, 3 週後分解率達 50 ∼ 60 %, 4 週後分解率已達 85 ∼ 90 %, 5 週後生物可分解垃圾袋幾乎完全分解(表 2 )。本試驗另發現,第 1 週時未填加榕樹落葉的生物分解垃圾袋處理比填加榕樹落葉之生物分解垃圾袋處理分解較快,但第 2 週時,後者處理此前面處理分解快且分解為小片,究其原因乃填加榕樹枯葉之生物分解垃圾袋裝有枯葉、枯葉本身已有菌絲可以加速分解,而第 1 週,未填加榕樹落葉的生物分解垃圾袋處理,因生物分解蒐集袋直接埋入高溫中,致垃圾袋快速卷曲分解,但到第 4 ∼ 5 週時二種處理之垃圾袋均已完全分解,惟榕樹枯葉則到第 8 週才腐熟。

表 2.  牛糞堆肥槽內生物分解垃圾袋堆肥化處理供試材料分解情形。

Table 2. Degradation of raw cattle materials incorporated with biodegradable trash bags under composting condition.

表 2.  牛糞堆肥槽內生物分解垃圾袋堆肥化處理供試材料分解情形
Table 2. Degradation of raw cattle materials incorporated with biodegradable trash bags under composting condition.

日   期

Date

處      理

Treatment

生物分解垃圾袋裝榕樹落葉

Bag with yard wastes

生物分解垃圾袋未裝任何物

Bag without yard wastes

88 年12月23日

放置於翻堆槽

放置於翻堆槽

88 年12月29日

解 垃圾 袋開始破裂

垃圾 袋捲曲,略為破損

89 年1月5日

垃圾 袋破裂,分解成小塊

垃圾 袋破裂,面積達 25 %

89 年1月12日

垃圾 袋分解成小碎片,榕樹落葉開始腐爛

垃圾 袋分解率達 90 %

89 年1月19日

垃圾 袋分解達 95 %

垃圾 袋分解率達 95 %

89 年1月20日

垃圾 袋完全分解,落葉繼續腐爛

袋子完全分解

89 年2月2日

垃圾 袋完全分解,落葉繼續腐爛

袋子完全分解

89 年2月9日

垃圾 袋完全分解,落葉繼續腐爛

袋子完全分解

89 年3月16日

榕樹落葉完全腐化分解

袋子完全分解

89 年3月29日

有機堆肥裝袋

有機堆肥裝袋

  美國愛俄華州立大學的 Taber 及 Cox 氏( 1993 )曾經採用 Plastigone 光分解堆肥袋(灰色、厚度 0.1mm )進行 6 月、 7 月及 9 月不同時期裂解評估得知( 23 ):不同時期置放之堆肥袋分別在 33,35 及 64 天破裂,未裝落葉的堆肥袋較充滿落葉之堆肥袋分解較快與本研究的結果不同。據福田 和彥及野長瀨三樹報導( 16 ):日本生物分解塑膠研究會,在 1994 年及 1995 年經由通商產業省的委託進行堆肥化處理評估,在 1994 年採用 Mater-Bi, Novon, Bopol 及 Bionolle 等四種生物分解材料, 1995 年則新增よヱЪュ,кよヱЙю及юЮ-я 等三種生物分解材料。第一年的評估結果得知:經 20 天第一次發酵後,生物分解袋並未完全分解,仍可見到少許碎片,惟再經 20 天第二次發酵後,袋子已完全分解。據伊藤 正則之報導( 18 ):採用 Daicell 公司生產的 Cell green P-CA , P-H 及 P-HB 等不同等級生物分解膜進行分解評估,供試生物分解膜之分解情形良好,惟在嫌氣條件下,分解比較慢。在第二次堆肥化調查時,利用 Cell grren P-H 7 所造製的生物分解垃圾袋( 0.04mm 厚),在發酵後 40 天可完全分解。本研究之調查得知: Mater-Bi 生物分解垃圾袋在堆肥化處理後 35 天即完全分解(表 1 ),由於供試生物分解垃圾袋,是由 50 % 澱粉及 50 % PCL 摻混而成,二者均是可以生物分解的材料( 19 ),因此做為有機廢棄物的蒐集袋進行堆肥化處理之效果相當良好。

  生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質成品分析

  k 生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質物性分析

  本研究調查顯示:生物分解垃圾袋填加榕樹落葉與否,其 pH 值均大於對照(處理中心原牛糞等原料)處理,而電導度值( EC )則較少,有機質含量與水份含量則均以摻混生物垃圾袋及榕樹落葉之處理較多(表 3 )。李氏指出( 1 ):「一般堆肥」之水分含量規定在 35 % 以下,如此不但可配合機械施肥且對於搬運施用也較方便,同時對環境衛生的影響也較小。本研究生物分解垃圾袋與袋內另填加榕樹落葉所產製的有機肥,其水分含量雖然高達 50 % 以上,惟 89 年 6 月施用於西瓜田做為基肥用,並無操作的困難。由於前述生物分解垃圾袋與袋內另填加榕樹落葉所產製的有機肥,其水分含量較高,因此未來在進行堆肥化處理時,後期翻堆次數宜增加及成品延後包裝,應可降低產品之水分含量。據福田 和彥的報導( 1996 )( 16 ):在日本廣島縣進行 Mater-Bi 生物分解袋之堆肥化處理,經 20 天第一次發酵後,水分含量為 52.54 %,惟經 40 天後之第二次發酵後,水分含量降至 40.58 %。此外第二次發酵後之有機肥之碳氮比( C/N ratio )均較第一次發酵的有機肥為低。在利用 Bionolle,Novon 及 Bipol 等生物分解樹脂所產製的垃圾袋進行堆肥化處理亦有相同結果。此意味著,經較長時間的發酵,堆肥之腐熟較佳。林氏指出( 3 ):在堆肥化過程中碳氮比變小時表示堆積材料趨向腐熟。至於微生物含量,三種處理堆肥化後有機質肥料之細菌及真菌,統計上均無顯著差異,惟放射菌含量則以對照最少,摻混榕樹落葉生物分解袋之堆肥最多,呈顯著差異(表 3 )。據袁氏報導( 6 )( 1994 ):有機廢棄物堆肥化過程中,微生物相之分布因堆肥方式設備及操作條件而有顯著的差異。譬如堆肥化過程中之溫度,水分含量、原料基質之組成分、 pH 及通氣量的控制均會導致堆肥生態系中優勢微生物相及數量之改變。本研究生物分解垃圾袋及袋內另填加榕樹落葉的處理,其放射菌含量較多,是否與原料成分有關,值得進一步評估。

  l 生物分解垃圾袋堆肥化後之主要元素及重金屬含量

  生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質主要元素( N.P.K.Ca 及 Mg )含量均以對照處理最多(表 5 ),惟重金屬 Fe.Cr.Cu.Mn.Zn.Cd.Pb 及 Ni 等含量則均以摻混生物分解袋及庭園落葉所產製之有機肥較少(表 6 )。李氏( 1999 )報導( 1 ):依行政院 86 年 2 月公告之有機質肥料之規格「一般堆肥」之重金屬如銅及鋅的規定含量分別為 100 ppm 及 800 ppm 以下,觀本研究以生物分解袋與袋內另填加榕樹落葉所產製的有機肥其銅及鋅含量(表 6 )均遠低於前述規定含量。另據簡氏等( 15 )( 1999 )在 ” 堆肥品質鑑定方法 ” 之報告:台灣垃圾堆肥重金屬如鎘、鉻、銅、鎳、鉛及鋅的容許量分別為 5,150,150,25,150 及 500 ppm 亦均大於本研究利用生物分解袋與袋內填加榕樹落葉所產製有機肥之重金屬含量。此外日本生物分解塑膠研究會,在 1994 及 1995 年曾經以 Mater-Bi 生物分解袋蒐集一般家庭、旅館及雜貨店的廢棄物進行堆肥化處理,經 40 天第二次發酵後所產製的堆肥之重金屬如鋅、銅、鉛及鎘分別為 490 ppm , 64 ppm , 19 ppm 及 0.42 ppm ,除了符合財團法人日本肥糧檢定協會所規定的標準值外( 16 ),也均低於本省一般垃圾堆肥之規定容許量。由於本研究供試白色生物分解垃圾袋測試前分析其重金屬含量(表 7 )均低於堆肥化後之有機質產品, 因此採用生物分解垃圾袋進行堆肥化處理,應不致有重金屬污染的問題。

表 3.  生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質產品分析
Table 3. Analysis of organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理 Treatment

水 分 Moisture

有機質含量 Organic matter

pH

電導度 E. C.

(%)

(%)

( 1 : 5 )

( mS/cm )

對照(處理中心原牛糞等材料)

36.6b*

46.2a

7.24b

13.7a

生物分解袋 ** /牛糞等

54.6a

49.1a

9.02a

10.7a

榕樹落葉/生物分解袋/牛糞等

52.9a

49.0a

9.01a

12.9a

* :同一直欄內英文字母相同者表差異不顯著( P = 5 %)。

Means within each column followed by the same letter are not significantly different at 5 % level.

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03mm );處理期間: 88 年 12 月 23 日∼ 89 年 3 月 29 日。

表 4.  生物分解垃圾袋堆肥化後之微生物相含量
Table 4. Microflora of organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理

Treatment

細 菌

Bacteria

真 菌

Fungus

放射菌

Actinomgces

( Cfu/g )

( propugules/g )

對照(處理中心原牛糞等材料)

2.26 5 107aZ

6.13 5 103a

0.86 5 104c

生物分解袋 ** /牛糞等

2.3 5 107a

2.27 5 103a

30.7 5 104b

庭園落葉 / 生物分解袋/牛糞等

2.05 5 107a

0.97 5 103a

43.3 5 104a

培養基:細菌:肉汁瓊脂;真菌:蛋白凍葡萄糖,玫瑰紅瓊脂;放射菌;幾丁質瓊脂。

Z 見表 3 ( See footnote of Table 3 )。

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03mm );處理期間: 88 年 12 月 23 日∼ 89 年 3 月 29 日。

表 5.  生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質主要元素含量分析
Table 5. Macro-element content of organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理

Treatment

N

P

K

Ca

Mg

 

 

(%)

 

 

 

 

 

 

對照(處理中心原牛糞等材料)

1.77a Z

1.84a

1.38a

4.31a

0.61a

生物分解袋 ** /牛糞等

1.17b

0.89b

1.24a

2.98b

0.39b

庭園落葉 / 生物分解袋/牛糞等

1.23b

0.92b

1.28a

3.38b

0.39b

Z:見表 3 ( See footnote of Table 3 )。

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03 mm ); 處理期間: 88 年 12 月 23 日∼ 89 年 3 月 29 日。

表 6. 生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質重金屬含量分析
Table 6. Heavy metals content of organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理

Treatment

Fe

Cr

Cu

Mn

Zn

Cd

Pb

Ni

 

 

 

 

(ppm)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

對照(處理中心原牛糞等材料)

4,188a Z

8.57a

208a

311a

740a

1.17a

8.8a

7.4a

生物分解袋 ** /牛糞等

2,583a

3.73b

89.3b

185b

245b

0.87b

4.1b

4.4b

庭園落葉 / 生物分解袋/牛糞等

2,691a

3.77b

92.9b

189b

255b

0.77b

3.1b

4.3b

Z :見表三( See footnote of Table 3 )。

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03mm );處理期間: 88 年 12 月 23 日∼ 89 年 3 月 29 日。

表 7. 生物垃圾袋及庭園落葉(榕樹)測試前之重金屬含量
Table 7. Heavy metals content of biodegradable trash bag and ficus yard waste before testing.

供試材料

Materials

Zn

Cd

Pb

Ni

Fe

Cr

Cu

 

 

 

 

(ppm)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

生物分解袋 ( Mater-Bi film )

68.9

0.10

0.3

0.1

4.1

0.1

0.2

庭園落葉 ( Yard wastes )

23.5

0.5

3.8

2.3

2,670

28.2

4.0

 

二、生物分解袋堆肥化後之有機肥利用於小白菜之盆植試驗

  將生物分解袋堆肥化後所產製的有機質肥料進行小白菜盆植試驗,調查得知:植株生育及採收時株高,葉面積及單株重均以堆肥材料中摻混生物分解垃圾袋堆肥化後之有機肥表現較佳,惟三種處理統計上差異不顯著(表 8 )。小白菜之可溶性固形物亦無顯著差異,惟維他命 C 含量則以處理中心原牛糞等材料之對照處理較高,生物分解垃圾袋摻混榕樹落葉處理的次之,惟統計上,差異不顯著(表 8 )。三種不同處理採收之小白菜之重金屬含量亦均無顯著差異(表 9 )。據福田 和彥之報告( 16 ) :日本肥糧檢定協會利用 Mater-Bi 等生物分解袋將堆肥化處理所產製的第一次及第二次發酵有機肥進行小松菜的發芽試驗,結果均非常良好。另外廣島縣農業技術中心,也將前述經 40 天第二次發酵後之有機肥進行白菜及甘藍的試驗,結果亦無問題,與本研究採用生物分解垃圾袋填裝榕樹落葉堆肥化後產製的有機肥利用於蔬菜栽培的結果是一致的。

  雖然本研生物分解垃圾袋填加榕樹落葉於小型發酵槽經堆肥化處理後之產品良好,惟在含水量較多的廚餘及果菜等有機廢棄物之減量及堆肥化處理仍待進一步評估。

表 8. 生物分解垃圾袋堆肥化後之有機肥之小白菜盆植比較
Table 8. Growth of Pai-tsai grown in organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理 Treatment

株 高

Height(cm )

葉 數

Leaf No. (枚)

葉面積

Leaf area  ( cm2

單株重

Weight / plant( g )

可溶性固形物

Total soluble solids( Brix ° )

維他命 C 含量

Vit. C(ppm)

對照(處理中心原牛糞等材料)

36.1a Z

4.2a

703.4a

23.6a

7.7a

477a

生物分解袋 ** /牛糞等

38.7a

3.8a

780.2a

26.1a

6.7a

396.3b

榕樹落葉/生物分解袋/牛糞等

40.1a

4.0a

840.8a

25.8a

7.7a

433.7ab

Z :見表 3 ( See footnote of Table 3 )。

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03mm )。

種植期: 11/4/2000 ;採收期: 10/5/2000 。 Planting - Harvesting = 11/4/2000 - 10/5/2000 。

表 9.  生物分解 垃圾 袋堆肥化後之有機質之盆植小白菜重金屬含量分析
Table 9. Heavy metals content of Pai-tsai grown in organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理

Treatment

Zn

Cd

Pb

Ni

Fe

Cr

Cu

(ppm)

對照(處理中心原牛糞等材料)

10.2a Z

N.D.

0.08a

0.05a

5.8a

0.02a

0.5a

生物分解袋 ** /牛糞等

8.5a

N.D.

0.09a

0.08a

5.8a

0.02a

0.5a

榕樹落葉/生物分解袋/牛糞等

7.7a

N.D.

0.08a

0.05a

6.3a

0.01a

0.5a

Z:見表 3 ( See footnote of Table 3 )。

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03mm )。

N.D. :表未檢測出。

一 、 生物分解膜分解率評估

Mater-Bi 生物分解膜堆肥化之初步評估得知:在堆肥化處理後 28 天,生物分解膜之失重率為 37.8   %,處理後 42 天,失重率達 82.9 %(表 1 )。試驗期間,堆肥槽的溫度為 44 ∼ 65 ℃。梁氏報導 ( 1999 ):環境條件諸如空氣、溫濕度、酸鹼值等,微生物存在與否及種類,分解膜的物性諸如厚度等均會影響生物分解膜之分解( 8 ) 。據 Biocorp 公司總栽 Frederic scheer 氏在美國佛羅里達洲 Northride 的試驗報告得知:將 Mater-bag (利用義大利 Novamont 公司 Mater-Bi 材質產製)放在含有 10,000 隻蚯蚓( Japanese Tiger worms )的盒子中,經過 20 ∼ 22 天後, Mater-bag 完全分解。若未放蚯蚓,則 Mater-bag 分解較遲,從 20 ∼ 35 天不等。德國 Bayer 公司也曾經利用可以分解的 BAK1095 樹脂產製垃圾袋,在商業化的堆肥條件下,經由實驗室及田間測試得知袋子在 70 天即可分解,惟若利用家庭堆肥化處理時,則袋子的分解較久,約需 90 天或更長點,此中原因和土壤 / 堆肥條件及生化活性有關。另據大淵省二及八木 正氏之報導( 17 ) :採用日本三井化學株式會社之 Lacea 生物分解膜,於一般掩埋場處理,分解期間約須 2 ∼ 8 個月,惟採用堆肥化處理之分解期僅需 1 ∼ 4 週。

表 1. Mater-Bi 生物分解膜堆肥化處理之失重率
Table 1. Weight loss of Mater-Bi Biodegradable film under composting test.

堆肥化天數

Days after composting

( day )

膜失重率

% of weight loss in film

(%)

堆肥化期間溫度變化

Temperature

(℃)

0

0

7

44

14

65

21

57

28

37.8

43

35

53

42

82.9

56

 

二 、 生物分解垃圾袋之堆肥化利用

 ぁ耵咫戲悕U圾袋在堆肥槽之裂解率

  由於生物分解膜在發酵槽之初步評估效果良好,因此進行生物分解垃圾袋填加內容物之實際評估。本試驗於 88 年 12 月 23 日放置於台南縣佳里鎮農牧廢棄資源處理中心,每一處理各有 50 個樣品,每星期以小型翻堆機翻堆,迄 89 年 3 月 29 日總計進行 13 週。 本試驗初,中期堆肥槽之溫度大抵維持 50 ∼ 60 ℃之間,最高至 73 ℃,試驗後期(倒數第三週, 3 月 5 日∼ 3 月 29 日)堆肥槽溫度下降至 30 ∼ 45 ℃之間(圖 1 ) 茲將試驗結果列如表二:

圖 1.  生物分解垃圾袋堆肥化處理之溫度變化。

Fig. 1. Temperature of fermented tank during composting period.

 

  本試驗開始進行時,當生物分解垃圾袋埋入農牧廢棄處理中心之發酵堆肥槽中,由於槽內溫度在 50 ℃以上,因此分解膜有卷曲情形發生, 2 週後開始破裂分解,且速度相當快, 3 週後分解率達 50 ∼ 60 %, 4 週後分解率已達 85 ∼ 90 %, 5 週後生物可分解垃圾袋幾乎完全分解(表 2 )。本試驗另發現,第 1 週時未填加榕樹落葉的生物分解垃圾袋處理比填加榕樹落葉之生物分解垃圾袋處理分解較快,但第 2 週時,後者處理此前面處理分解快且分解為小片,究其原因乃填加榕樹枯葉之生物分解垃圾袋裝有枯葉、枯葉本身已有菌絲可以加速分解,而第 1 週,未填加榕樹落葉的生物分解垃圾袋處理,因生物分解蒐集袋直接埋入高溫中,致垃圾袋快速卷曲分解,但到第 4 ∼ 5 週時二種處理之垃圾袋均已完全分解,惟榕樹枯葉則到第 8 週才腐熟。

表 2.  牛糞堆肥槽內生物分解垃圾袋堆肥化處理供試材料分解情形
Table 2. Degradation of raw cattle materials incorporated with biodegradable trash bags under composting condition.

日   期

Date

處      理

Treatment

生物分解垃圾袋裝榕樹落葉

Bag with yard wastes

生物分解垃圾袋未裝任何物

Bag without yard wastes

88 年 12 月 23 日

放置於翻堆槽

放置於翻堆槽

88 年 12 月 29 日

解 垃圾 袋開始破裂

垃圾 袋捲曲,略為破損

89 年 1 月 5日

垃圾 袋破裂,分解成小塊

垃圾 袋破裂,面積達 25 %

89 年 1 月 12 日

垃圾 袋分解成小碎片,榕樹落葉開始腐爛

垃圾 袋分解率達 90 %

89 年 1 月 19 日

垃圾 袋分解達 95 %

垃圾 袋分解率達 95 %

89 年 1 月 20 日

垃圾 袋完全分解,落葉繼續腐爛

袋子完全分解

89 年 2 月 2日

垃圾 袋完全分解,落葉繼續腐爛

袋子完全分解

89 年 2 月 9日

垃圾 袋完全分解,落葉繼續腐爛

袋子完全分解

89 年 3 月 16 日

榕樹落葉完全腐化分解

袋子完全分解

89 年 3 月 29 日

有機堆肥裝袋

有機堆肥裝袋

  美國愛俄華州立大學的 Taber 及 Cox 氏( 1993 )曾經採用 Plastigone 光分解堆肥袋(灰色、厚度 0.1mm )進行 6 月、 7 月及 9 月不同時期裂解評估得知( 23 ) :不同時期置放之堆肥袋分別在 33,35 及 64 天破裂,未裝落葉的堆肥袋較充滿落葉之堆肥袋分解較快與本研究的結果不同。據福田 和彥及野長瀨三樹報導 ( 16 ):日本生物分解塑膠研究會,在 1994 年及 1995 年經由通商產業省的委託進行堆肥化處理評估,在 1994 年採用 Mater-Bi, Novon, Bopol 及 Bionolle 等四種生物分解材料, 1995 年則新增よヱЪュ,кよヱЙю及юЮ-я 等三種生物分解材料。第一年的評估結果得知:經 20 天第一次發酵後,生物分解袋並未完全分解,仍可見到少許碎片,惟再經 20 天第二次發酵後,袋子已完全分解。據伊藤 正則之報導 ( 18 ):採用 Daicell 公司生產的 Cell green P-CA , P-H 及 P-HB 等不同等級生物分解膜進行分解評估,供試生物分解膜之分解情形良好,惟在嫌氣條件下,分解比較慢。在第二次堆肥化調查時,利用 Cell grren P-H 7 所造製的生物分解垃圾袋( 0.04mm 厚),在發酵後 40 天可完全分解。本研究之調查得知: Mater-Bi 生物分解垃圾袋在堆肥化處理後 35 天即完全分解(表 1 ),由於供試生物分解垃圾袋,是由 50 % 澱粉及 50 % PCL 摻混而成,二者均是可以生物分解的材料( 19 ),因此做為有機廢棄物的蒐集袋進行堆肥化處理之效果相當良好。

  生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質成品分析

  k 生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質物性分析

  本研究調查顯示:生物分解垃圾袋填加榕樹落葉與否,其 pH 值均大於對照(處理中心原牛糞等原料)處理,而電導度值( EC )則較少,有機質含量與水份含量則均以摻混生物垃圾袋及榕樹落葉之處理較多(表 3 )。李氏指出( 1 ):「一般堆肥」之水分含量規定在 35 % 以下,如此不但可配合機械施肥且對於搬運施用也較方便,同時對環境衛生的影響也較小。本研究生物分解垃圾袋與袋內另填加榕樹落葉所產製的有機肥,其水分含量雖然高達 50 % 以上,惟 89 年 6 月施用於西瓜田做為基肥用,並無操作的困難。由於前述生物分解垃圾袋與袋內另填加榕樹落葉所產製的有機肥,其水分含量較高,因此未來在進行堆肥化處理時,後期翻堆次數宜增加及成品延後包裝,應可降低產品之水分含量。據福田 和彥的報導( 1996 )( 16 ):在日本廣島縣進行 Mater-Bi 生物分解袋之堆肥化處理,經 20 天第一次發酵後,水分含量為 52.54 %,惟經 40 天後之第二次發酵後,水分含量降至 40.58 %。此外第二次發酵後之有機肥之碳氮比( C/N ratio )均較第一次發酵的有機肥為低。在利用 Bionolle,Novon 及 Bipol 等生物分解樹脂所產製的垃圾袋進行堆肥化處理亦有相同結果。此意味著,經較長時間的發酵,堆肥之腐熟較佳。林氏指出 ( 3 ):在堆肥化過程中碳氮比變小時表示堆積材料趨向腐熟。至於微生物含量,三種處理堆肥化後有機質肥料之細菌及真菌,統計上均無顯著差異,惟放射菌含量則以對照最少,摻混榕樹落葉生物分解袋之堆肥最多,呈顯著差異(表 3 )。據袁氏報導( 6 )( 1994 ):有機廢棄物堆肥化過程中,微生物相之分布因堆肥方式設備及操作條件而有顯著的差異。譬如堆肥化過程中之溫度,水分含量、原料基質之組成分、 pH 及通氣量的控制均會導致堆肥生態系中優勢微生物相及數量之改變。本研究生物分解垃圾袋及袋內另填加榕樹落葉的處理,其放射菌含量較多,是否與原料成分有關,值得進一步評估。

  l 生物分解垃圾袋堆肥化後之主要元素及重金屬含量

  生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質主要元素( N.P.K.Ca 及 Mg )含量均以對照處理最多(表 5 ),惟重金屬 Fe.Cr.Cu.Mn.Zn.Cd.Pb 及 Ni 等含量則均以摻混生物分解袋及庭園落葉所產製之有機肥較少(表 6 )。李氏( 1999 )報導( 1 ):依行政院 86 年 2 月公告之有機質肥料之規格「一般堆肥」之重金屬如銅及鋅的規定含量分別為 100 ppm 及 800 ppm 以下,觀本研究以生物分解袋與袋內另填加榕樹落葉所產製的有機肥其銅及鋅含量(表 6 )均遠低於前述規定含量。另據簡氏等( 15 )( 1999 )在 ” 堆肥品質鑑定方法 ” 之報告:台灣垃圾堆肥重金屬如鎘、鉻、銅、鎳、鉛及鋅的容許量分別為 5,150,150,25,150 及 500 ppm 亦均大於本研究利用生物分解袋與袋內填加榕樹落葉所產製有機肥之重金屬含量。此外日本生物分解塑膠研究會,在 1994 及 1995 年曾經以 Mater-Bi 生物分解袋蒐集一般家庭、旅館及雜貨店的廢棄物進行堆肥化處理,經 40 天第二次發酵後所產製的堆肥之重金屬如鋅、銅、鉛及鎘分別為 490 ppm , 64 ppm , 19 ppm 及 0.42 ppm ,除了符合財團法人日本肥糧檢定協會所規定的標準值外( 16 ),也均低於本省一般垃圾堆肥之規定容許量。由於本研究供試白色生物分解垃圾袋測試前分析其重金屬含量(表 7 )均低於堆肥化後之有機質產品, 因此採用生物分解垃圾袋進行堆肥化處理,應不致有重金屬污染的問題。

表 3.  生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質產品分析
Table 3. Analysis of organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理

Treatment

水 分

Moisture

有機質含量

Organic matter

pH

電導度

E. C.

(%)

(%)

( 1 : 5 )

( mS/cm )

對照(處理中心原牛糞等材料)

36.6b*

46.2a

7.24b

13.7a

生物分解袋 ** /牛糞等

54.6a

49.1a

9.02a

10.7a

榕樹落葉/生物分解袋/牛糞等

52.9a

49.0a

9.01a

12.9a

* :同一直欄內英文字母相同者表差異不顯著( P = 5 %)。

Means within each column followed by the same letter are not significantly different at 5 % level.

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03mm );處理期間: 88 年 12 月 23 日∼ 89 年 3 月 29 日。

表 4.  生物分解垃圾袋堆肥化後之微生物相含量
Table 4. Microflora of organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理

Treatment

細 菌

Bacteria

真 菌

Fungus

放射菌

Actinomgces

( Cfu/g )

( propugules/g )

對照(處理中心原牛糞等材料)

2.26 5 107aZ

6.13 5 103a

0.86 5 104c

生物分解袋 ** /牛糞等

2.3 5 107a

2.27 5 103a

30.7 5 104b

庭園落葉 / 生物分解袋/牛糞等

2.05 5 107a

0.97 5 103a

43.3 5 104a

培養基:細菌:肉汁瓊脂;真菌:蛋白凍葡萄糖,玫瑰紅瓊脂;放射菌;幾丁質瓊脂。

Z 見表 3 ( See footnote of Table 3 )。

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03mm );處理期間: 88 年 12 月 23 日∼ 89 年 3 月 29 日。

表 5.  生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質主要元素含量分析
Table 5. Macro-element content of organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理

Treatment

N

P

K

Ca

Mg

 

 

(%)

 

 

 

 

 

 

對照(處理中心原牛糞等材料)

1.77a Z

1.84a

1.38a

4.31a

0.61a

生物分解袋 ** /牛糞等

1.17b

0.89b

1.24a

2.98b

0.39b

庭園落葉 / 生物分解袋/牛糞等

1.23b

0.92b

1.28a

3.38b

0.39b

Z:見表 3 ( See footnote of Table 3 )。

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03 mm ); 處理期間: 88 年 12 月 23 日∼ 89 年 3 月 29 日。

表 6. 生物分解垃圾袋堆肥化後之有機質重金屬含量分析
Table 6. Heavy metals content of organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理

Treatment

Fe

Cr

Cu

Mn

Zn

Cd

Pb

Ni

(ppm)

   

對照(處理中心原牛糞等材料)

4,188a Z

8.57a

208a

311a

740a

1.17a

8.8a

7.4a

生物分解袋 ** /牛糞等

2,583a

3.73b

89.3b

185b

245b

0.87b

4.1b

4.4b

庭園落葉 / 生物分解袋/牛糞等

2,691a

3.77b

92.9b

189b

255b

0.77b

3.1b

4.3b

Z :見表三( See footnote of Table 3 )。

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03mm );處理期間: 88 年 12 月 23 日∼ 89 年 3 月 29 日。

表 7. 生物垃圾袋及庭園落葉(榕樹)測試前之重金屬含量
Table 7. Heavy metals content of biodegradable trash bag and ficus yard waste before testing.

供試材料

Materials

Zn

Cd

Pb

Ni

Fe

Cr

Cu

 

 

 

 

(ppm)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

生物分解袋 ( Mater-Bi film )

68.9

0.10

0.3

0.1

4.1

0.1

0.2

庭園落葉 ( Yard wastes )

23.5

0.5

3.8

2.3

2,670

28.2

4.0

 

二、生物分解袋堆肥化後之有機肥利用於小白菜之盆植試驗

  將生物分解袋堆肥化後所產製的有機質肥料進行小白菜盆植試驗,調查得知:植株生育及採收時株高,葉面積及單株重均以堆肥材料中摻混生物分解垃圾袋堆肥化後之有機肥表現較佳,惟三種處理統計上差異不顯著(表 8 )。小白菜之可溶性固形物亦無顯著差異,惟維他命 C 含量則以處理中心原牛糞等材料之對照處理較高,生物分解垃圾袋摻混榕樹落葉處理的次之,惟統計上,差異不顯著(表 8 )。三種不同處理採收之小白菜之重金屬含量亦均無顯著差異(表 9 )。據福田 和彥之報告( 16 ) :日本肥糧檢定協會利用 Mater-Bi 等生物分解袋將堆肥化處理所產製的第一次及第二次發酵有機肥進行小松菜的發芽試驗,結果均非常良好。另外廣島縣農業技術中心,也將前述經 40 天第二次發酵後之有機肥進行白菜及甘藍的試驗,結果亦無問題,與本研究採用生物分解垃圾袋填裝榕樹落葉堆肥化後產製的有機肥利用於蔬菜栽培的結果是一致的。

  雖然本研生物分解垃圾袋填加榕樹落葉於小型發酵槽經堆肥化處理後之產品良好,惟在含水量較多的廚餘及果菜等有機廢棄物之減量及堆肥化處理仍待進一步評估。

表 8. 生物分解垃圾袋堆肥化後之有機肥之小白菜盆植比較
Table 8. Growth of Pai-tsai grown in organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理

Treatment

株 高

Height

( cm )

葉 數

Leaf No.

(枚)

葉面積

Leaf area

( cm2

單株重

Weight/plant

( g )

可溶性固形物 Total soluble solids

( Brix ° )

維他命 C 含量

Vit. C

( ppm )

對照(處理中心原牛糞等材料)

36.1a Z

4.2a

703.4a

23.6a

7.7a

477a

生物分解袋 ** /牛糞等

38.7a

3.8a

780.2a

26.1a

6.7a

396.3b

榕樹落葉/生物分解袋/牛糞等

40.1a

4.0a

840.8a

25.8a

7.7a

433.7ab

Z:見表 3 ( See footnote of Table 3 )。

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03mm )。

種植期: 11/4/2000 ;採收期: 10/5/2000 。 Planting - Harvesting = 11/4/2000 - 10/5/2000 。

表 9.  生物分解 垃圾 袋堆肥化後之有機質之盆植小白菜重金屬含量分析
Table 9. Heavy metals content of Pai-tsai grown in organic matters incorporated with biodegradable trash bags.

處   理

Treatment

Zn

Cd

Pb

Ni

Fe

Cr

Cu

(ppm)

對照(處理中心原牛糞等材料)

10.2aZ

N.D.

0.08a

0.05a

5.8a

0.02a

0.5a

生物分解袋 ** /牛糞等

8.5a

N.D.

0.09a

0.08a

5.8a

0.02a

0.5a

榕樹落葉/生物分解袋/牛糞等

7.7a

N.D.

0.08a

0.05a

6.3a

0.01a

0.5a

Z :見表 3 ( See footnote of Table 3 )。

** : Mater-Bi 生物分解垃圾袋(白色, 0.03mm )。

N.D. :表未檢測出。

引用文獻

  1. 李育義。 1999 。有機肥料推廣現況及品質管理(堆肥製造技術)。行政院農業委員會農業試驗所特刊第 88 號。 P. 17 ∼ 26 。
  2. 林財旺。 1999 。禽畜糞堆肥之製造(堆肥製造技術)。行政院農業委員會農業試驗所特刊第 88 號。 P. 107 ∼ 142 。
  3. 林鴻淇。 1994 。堆肥材料。堆肥化過程與堆肥品質。堆肥技術及其利用研討會論文集。中華生質能源學會印。 P.35 ∼ 48 。
  4. 林承謨。 1999 。生物可分解技術資訊。美國穀物協會編印。 PP. 55 。
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Evaluation of Biodegradable Trash Bags in Waste Composting

Yang, S. R and S. N. Huang

Summary

In Taiwan , municipal solid waste is composted of 17.9-25.7 % of organic household wastes and 17.8-20 % of used plastics. In order to decrease the amount of regular plastics, the household and yard wastes were collected and biodegradable trash bags were used in composting for recycling of organic materials. This process can reduce environmental pollution, and improve physical and chemical properties of soil.

The Mater-Bi biodegradable films ( NF01U , 50 % starch and 50 % PCL ), a product of Novamont , Italy, was used in the composting experiment at Tainan DAIS in 1999. Biodegradable film lost 82.9 % of its weight 42 days after composting. Another trial indicated that if the biodegradable trash bags were incorporated with yard wastes and then, fermented at a agricultural wastage composting center for 3 months or longer. The quality of final product ( organic compost )is very good , It contains 49 % of organic matter, which is higher than the control and it has less heavy metals content. The products increased plant height , leaf area and yield of fast-growing leaf vegetables by 8.6 , 16.3 & 9.9 % , respectively.

Key words: Biodegradable trash bag, Organic matter, Composting

Accepted for publication: September 21, 2000


 

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