蔬菜和水果不仅是人类健康饮食的重要组成，也是全球重要的生物质资源。人口增长以及对健康饮食的追求带来蔬果供应量的逐年提升。联合国粮农组织(FAO)的数据显示，1961—2018年全球蔬菜产量从1.98亿吨提高至10.89 亿吨，增长了4.5倍，水果产量从1.99亿吨提高至8.68亿吨，增长了3.3倍[1]。我国的蔬菜和水果产量增长率高于全球平均水平，同期我国蔬菜产量从0.49亿吨提高至5.49 亿吨，增长了10.1倍，水果产量从0.11亿吨提高至2.41亿吨，增长了20.9倍[1]。2018年，我国的蔬菜和水果产量分别占全球产量的50.4%与27.7%。由于蔬果含水率高、易腐不易保存，其在供应链中的损耗位居各类食物前列[2]。FAO 数据库的食物平衡表显示，2018年全球蔬菜损失达1.01 亿吨，水果损失达0.7亿吨，而同期我国的蔬菜和水果损失分别为0.48亿吨和0.16亿吨，占全球蔬果损失的47%和 23%[1]。联合国大会宣布2021年为国际果蔬年(International Year of Fruits and Vegetables)，呼吁减少蔬果损失与浪费[3]。
蔬果供应链生物质废弃物产排及其资源化利用引起全球广泛关注。2008年美国零售和消费环节损失的蔬果经济价值估算为428亿美元[4]。有研究表明，新鲜蔬果可避免损失的环节集中在农业生产及收获后处理和家庭消费等环节[5]。2010年欧盟28国的家庭消费新鲜蔬果有29%被废弃，其中17%不可避免、12%可以避免[6]。蔬菜藤蔓及残余物是我国的第四大农作物废弃物，仅次于水稻、玉米、小麦秸秆等大田作物[7]。杜鹏祥等测算2013年中国蔬菜废弃物总产量高达2.69亿吨左右[8]。傅童成等探索了木本水果林木修枝剩余物等水果固废的核算方法[9]。Wang等对我国城市餐饮食物浪费情况进行实地调查发现蔬菜类食物浪费最多，占人均食物浪费量的29%[10]。居民消费水平提高引起蔬果供应与消费方式的较大变化，也带来了固废管理的新问题。第一，上市蔬果的种类更为丰富，供应方式从蔬果的生鲜供应拓展到蔬果加工产品的供应，从时令供应拓展到反季节供应，从当地供应拓展到远距离供应。这使蔬果生物质废弃物的类型、时段、地点都会相应地发生变化。第二，为保障便捷、清洁的蔬果供应，重量较轻、防水性能较好的塑料包装材料被大量使用，进而导致大量塑料包装废物的排放。第三，随着消费者生活水平提高，蔬果浪费行为也大幅增加;随着城市的快速发展，蔬果供应更多地流向城市，导致更大量的易腐蔬果垃圾排放。
我国已出台相关法规和相关政策，对蔬果供应链固体废弃物(以下简称“固废”)的减量化和资源化利用提出了新要求。其中，生物质废弃物含有较高的有机碳和营养元素，不仅具有肥料化和饲料化价值，还有成为生产原料和生物质能源的可能性。针对我国农业生物质废弃物资源利用化方向，农业农村部提出了“五化”(原料化、肥料化、饲料化、基料化、能源化)的指导方向。2020年9 月1日，新修订并颁布实施的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》提出：“产生秸秆、废弃农用薄膜、农药包装废弃物等农业固体废物的单位和其他生产经营者应当采取回收利用和其他防止污染环境的措施”，同时也提出组织净菜上市、使用减量及绿色包装等要求[11]。2020 年12月，反食品浪费法草案已提请十三届全国人大常委会第二十四次会议审议，将通过法律手段大力减少食物浪费[12]。我国《“无废城市”建设试点工作方案》也提出试点城市应制定农业废弃物、生活垃圾的减量化、资源化对策[13]。蔬果供应链包括农业、工业、生活消费等多个社会部门，关系到农业废弃物、工业固废和生活垃圾等多类废弃物的产生和排放。我国蔬果供应链固废的产生量较大，针对其全供应链的固废产生特征还有待进一步揭示。蔬果供应链中的塑料污染问题也已受到一定关注，但是相关研究仍存在不足。本文识别了我国蔬果供应链的固废类型、数量、环节等多元特征，分析了生物质和塑料废弃物的减量化、资源化途径并提出对策建议，以期为提升循环发展水平和建设“无废城市”提供支撑。
我国蔬果供应链的固废产生特征
蔬果供应链及其固废产生的边界范围
供应链的概念最初起源于制造业，围绕核心企业，涵盖原材料供应商、制造商、分销商、零售商及最终用户所连成的整体网链结构[14]。2011年瑞典粮食与生物技术研究所建立了食物供应链研究框架，对食物损失与浪费问题进行了分析[15]，引发人们对食物损失与浪费问题的关注。 FAO将食物供应链划分为收获前、收获、收获后作业、运输储存和分销、加工和包装、零售、公共与家庭消费等7个环节，并与联合国环境规划署(UNEP)研究制定食物损失指数(收获后到零售前环节)与食物浪费指数(零售后到公共与家庭消费环节)的全球标准[2]。蔬果供应链固废主要指蔬果从田间生产至消费者食用的全生命周期过程产生的生物质与塑料废弃物。生物质废弃物包括培育中修枝剪叶产生的残体、收获后的植株残体、收获时的作物损失(如机械损伤，无人收购弃置腐烂在田间地头、被分选挑拣出的损失)、不耐贮藏腐坏的蔬果、运输过程中磕碰及货架损耗的生物质部分;也包括居民消费中浪费的部分以及不可食用的蔬果皮或果核等。塑料废弃物包括农田生产中使用的农膜、化肥与农药包装、贮运物流等过程中使用的塑料包装等。本研究以FAO和 UNEP界定的供应链环节为基础框架，涵盖生物质和塑料废弃物两大固废类型，蔬果供应链固废产生研究的边界范围见图1。
我国蔬果供应链的固废产生量测算本研究测算
2019年我国蔬果供应链的固废理论排放量，数据来源包括国家统计局[16]和海关[17]的公开数据、《全国农产品成本收益资料汇编2019》[18]等文献资料，因蔬果从收获到终端消费周期短，且此类塑料制品属于非耐用消费品，假设蔬果供应链所消耗的塑料制品在当年废弃和排放。生物质废弃物部分基于前人研究的产废系数，将蔬菜、水果大类在培育、收获后、运储分销、加工包装、零售、消费各环节的供应量分别与其相应的产废系数相乘得到各环节生物质废弃物的量，水果零售环节的产废系数通过实地调研郑州等地水果零售店的损耗得到。塑料废弃物部分基于收集整理《农药使用技术》[19]《蔬菜施肥指南》[20]《果树施肥手册》[21]上农药、化肥的用量，得到农药、化肥塑料包装废弃物的产废系数，与蔬菜、水果的种植面积相乘得到理论排放量。在种植地、商超、农贸市场开展的实地调研得到塑料类运输箱、包装规格、容重等数据，获得蔬果供应链其他环节的塑料废弃物产废系数。蔬果供应链的生物质和塑料废弃物系数分别见表1和表2。
2019年我国蔬果供应链的生物质废弃物产生量估算见表3。2019年我国蔬果供应链的生物质废弃物产生量约为6.19亿吨，其中蔬菜和水果的生物质废弃物分别为4.97 亿和1.22亿吨，蔬菜在各个环节的生物质废弃量显著高于水果。从供应链各环节看，零售环节的生物质固废产量最大，达到近2.12亿吨(占34.3%)，可能是由于城镇化进程加快，农贸商超集聚产生大量尾菜。这部分生物质废弃物以及消费环节产生的生物质废弃物最终成为厨余垃圾，被环卫部门收集和处理。其次是运储分销环节，固废产量达到1.46亿吨(占23.6%)，这可能是在运储分销环节由于磕碰、物流不畅、储存时间较长带来的损耗。培育和收获阶段的生物质废弃物总体比例虽然并不太高，但由于这部分生物质废弃物在收获季节集中、大量产出，也是蔬菜种植地区固废处理的突出问题之一。
生物质废弃物的理化特性
蔬果生物质废弃物具有种类多样性、周期性、季节性、分散性、易腐烂变质等特点[28]。典型蔬果生物质废弃物的理化性质见表5。蔬果生物质废弃物具有含水率高，有机质、氮磷钾等营养元素含量高的特点，但因蔬果类型和供应链阶段不同，也存在一定的差异。例如，水果的生物质废弃物中有一定比例的枝叶修剪固废，其含水率相对较低、碳氮比相对较高，因而具有较大的波动范围;不同蔬果的营养元素含量和pH值范围的波动也较大。此外，水果的生物质废弃物中纤维素、半纤维素和木质素的含量从 27.8%到76.9%不等[29]，天然多酚活性物含量丰富[30]。典型蔬果生物质废弃物的理化特性表明，其有机质和营养元素含量丰富，是具有一定价值的生物质资源;但是在其资源化利用中也需采用适宜的技术工艺路线，以应对高含水率以及原料理化特性波动带来的挑战。
蔬果供应链固废产生的时空特征
从生产和消费蔬果的时空分布来看，蔬果生产主要受自然条件的制约，而消费则受经济发展水平的驱动。从生产端看，蔬菜产区主要集中在黄淮海、环渤海和长江中下游地区，其中山东、河北、河南、辽宁、江苏、湖北、四川、湖南8个省的蔬菜总产量占全国总产量的60%以上[32]，北方大田蔬菜上市时间集中在7—9月，南方大田蔬菜上市时间从10月到次年6月，设施蔬菜作为供应补充。我国应季水果上市时间集中在5—10月，水果产区主要集中在山东、河南、四川、广西、陕西、广东、新疆、河北和湖南9个省(区)，各省(区)水果产量均超1000万吨。蔬果的植株残留、农用塑料薄膜、农药化肥包装等一般都在生产地处理处置。从消费端看，生鲜蔬果是健康饮食的必需品，消费量及废弃量同人口密切相关。城市蔬果供应链固废主要集中产生在批发市场、农贸市场、生鲜超市、餐饮企业及居住小区，以及果汁、蔬菜汁等食品加工企业[33]。
对策建议
加强蔬果固废的全链法规政策引导
蔬果供应链产生的固废包括农业源、工业源和生活源等，涉及生产、流通、消费等多个环节，因此需要加强引导政策的协同。第一，应加快《反食品浪费法》制定，从消费环节入手减少蔬果浪费。研究表明，进入直接消费环节之前的生物质废弃物占总量的90.6%。这说明，被消费者实际食用的蔬果，在全供应链具有较高的废弃物“足迹”，因此减少蔬果消费环节的浪费量可大幅减少全供应链的固废产量。第二，建议探索限制包装领域的立法。蔬果供应链是包装材料使用的重要行业，而目前蔬果种植的农药、化肥包装及生鲜蔬果包装还缺乏相关的法规引导，可通过立法明确包装物的种类、材料、用量等参数限制。德国、日本等国也开展了该领域的立法，可为我国制定相关法规和强制性标准提供借鉴。第三，建立农药化肥包装、农膜等重点领域的生产者责任延伸制度，探索通过押金返还、积分制和政府采购服务等方式，健全蔬果供应链塑料废弃物的回收利用体系。2020年，农业农村部相继发布《关于肥料包装废弃物回收处理的指导意见》[34]和《农药包装废弃物回收处理管理办法》[35]等政策文件，指导肥料和农药包装废弃物的协同回收处理工作。上述政策虽然提出加厚农膜、肥料包装等塑料材料多次利用及回收资源化的路径，各地仍缺乏相关地方配套政策将工作落实。第四，应探索促进生物质和塑料废弃物回收利用的补贴政策，以解决资源产品价值低、收集成本高、回收利用难等问题。建议以上述固废处理的环境外部效益为依据，合理制定补贴额度、确定补贴方式。通过补贴政策的引导，鼓励开展生物质废弃物的就地资源化利用，以及保鲜膜、塑料袋等生活源低值塑料包装物的回收利用。
完善蔬果固废的基础数据和信息管理
我国的蔬果供应链废弃物管理存在家底不清、基础数据缺乏的问题。FAO、UNEP等国际组织基于产排系数调研、产量及进出口量统计数据、物质平衡表等方法，估算了全球范围的蔬果废弃物产量并形成了相关数据库。目前我国仅在大田作物的秸秆产生方面积累了相关技术参数，在蔬果作物领域的固废数据还较为缺乏。本研究采用的生物质、塑料废弃物产生系数基于局部地区的调研结果得出，也缺乏反映我国蔬果供应链废弃物产排精细度的数据。第一，应针对主要的蔬果品种，开展全国重点产区的固废产生系数、产排量的调查，并实现从田间种植到终端消费等全产业链数据的集成整合。第二，蔬果种植的重点县市可依托当地的固体废弃物信息化管理平台，建立重点蔬果品种固废产排、资源化和处理处置的全过程追踪及信息化管理系统。第三，充分挖掘线上购物、超市配送等多源数据，并同人口、城市功能区、兴趣点(POI)等空间数据结合，采用大数据分析方法实现城市蔬果及其包装废弃物的网格化和精细化管控。
开展蔬果固废资源化的技术创新
我国对于蔬果生物质废弃物的处理方式有厌氧消化、好氧堆肥、饲料及肥料化、菌类培养基料和高温碳化等。蔬菜生物质废弃物可就地堆肥还田利用以改善地力而使小白菜等蔬菜增产[36]。娃娃菜等蔬菜秸秆添加麸皮可作优良饲料[37]，大蒜秸秆作基料栽培香菇效益良好[38]。高温碳化技术可将茄子、辣椒、西红柿等蔬菜废弃物转化为生物炭利用[39]。蔬果生物质废弃物还可用作规模化大型生物天然气工程的原料，实现能源化利用。有研究表明，每吨干基蔬菜类废弃物的热值相当于0.4吨标准煤，每吨果树修剪枝叶的热值相当于0.5吨标准煤[40]。在消费端，蔬果生物质废弃物作为厨余垃圾的主要组成，可用于社区堆肥或酵素制作，还可利用蚯蚓、黑水虻等食腐性动物生产蛋白饲料。我国蔬果固废资源化利用技术还存在成熟度较低、商业模式缺乏、推广应用难度大、资源化产品的价值较低等问题。首先，建议选择产量大、处理难度大的重点蔬果品种，开展生物酶制取、活化物提取、生物燃料生产、生物基材料制备等固废高值化利用技术的开发，探索规模化应用的可行性。近年来，有一些新技术应用于蔬果生物质废弃物循环利用，如提取生物活性化合物，生产酶和胞外多糖，合成生物基塑料、生物材料和生物乙醇等[41]，可以制取更高附加值的资源化产品或纯度更高的生物能源产品。蔬果供应链的塑料废弃物同样也有循环利用潜力。其次，应进一步实现好氧堆肥、厌氧发酵、饲料化等传统生物处理技术的精细化控制和集成创新，打通资源化产品的循环利用渠道，减少资源化技术产生的恶臭和废水等二次污染。最后，需逐步加大科技研发的力度，加强资源化利用技术转化成果的科学有效性和可推广性，通过政府主管部门、高校科研团体、社会专业组织协会、企业技术研发部门的合作交流与联合攻关，探索出经济高效、可行实用的蔬果固废资源化利用路径。
参 考 文 献
[1]FAO. 粮农组织统计数据库[DB/OL]. (2020-12-22). http://www. fao.org/faostat.
[2]FAO. The State of Food and Agriculture 2019: Moving forward on food loss and waste reduction[R]. Rome, 2019.
[3]FAO. The International Year of Fruits and Vegetables (IYFV-2021) Background Paper[R]. Rome, 2020.
《我国蔬果供应链的固废产生特征及其资源化对策研究》来源：《环境保护》，作者：张春红 阎志琪 周传斌
