摘" 要:新型能源體系的構(gòu)建離不開加快推動如風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源的利用與發(fā)展。中藥藥渣作為大量存在的生物質(zhì)能能源,往往得不到有效利用被廢棄,傳統(tǒng)的焚燒方式既污染環(huán)境又造成資源浪費(fèi)?,F(xiàn)有的機(jī)器化處理方式仍存在成本巨大、不夠普適、污染環(huán)境和浪費(fèi)能源等不足。廢物再利用的方式往往會根據(jù)其本身特性進(jìn)行加工及轉(zhuǎn)化,該文總結(jié)近年來中藥藥渣再利用的方式,從中藥藥渣的直接再提取利用延長中藥的使用周期,利用其物理特性及生物特性轉(zhuǎn)化成相應(yīng)特性的其他資源應(yīng)用三方面對中藥藥渣再利用的研究展開綜合分析,以期循環(huán)利用其蘊(yùn)含的生物質(zhì)能,探索藥渣“變廢為寶”新思路。
關(guān)鍵詞:中藥藥渣;生物質(zhì)能;廢物利用;“雙碳”目標(biāo);循環(huán)經(jīng)濟(jì)
中圖分類號:X799" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A" " " " " 文章編號:2096-9902(2024)10-0043-04
Abstract: The construction of a new energy system is inseparable from accelerating the utilization and development of renewable energy such as wind energy and biomass energy. As a large amount of biomass energy, traditional Chinese medicine residue is often discarded without effective utilization. The traditional incineration method not only pollutes the environment but also causes waste of resources. The existing mechanized processing methods still have some shortcomings, such as huge cost, not universal, environmental pollution, waste of energy and so on. The way of waste reuse is often processed and transformed according to its own characteristics. This paper summarizes the ways of reuse of traditional Chinese medicine residue in recent years, prolonging the use cycle of traditional Chinese medicine from the direct extraction and utilization of traditional Chinese medicine dregs, and comprehensively analyzes the research on the reuse of traditional Chinese medicine dregs by using its physical and biological characteristics into the corresponding characteristics of other resources, in order to recycle the biomass energy contained in it and explore the new idea of \"turning waste into treasure\".
Keywords: traditional Chinese medicine residue; biomass energy; waste utilization; \"Double Carbon\" goal; circular economy
生物質(zhì)能被稱為“零碳”能源,加快生物質(zhì)能等可再生能源發(fā)展,是落實(shí)“雙碳”目標(biāo)、大力發(fā)展新能源的重要途徑。在國家大力扶持中醫(yī)藥發(fā)展的政策下,我國中藥材市場飛速發(fā)展,每年產(chǎn)生數(shù)萬噸的中藥藥渣,據(jù)相關(guān)部門報(bào)道:每年我國產(chǎn)生中藥藥渣固廢物達(dá)5 000萬t,其再生利用可釋放潛在價(jià)值千億元[1]。這些藥渣作為一種大量存在的生物質(zhì)能,往往得不到有效利用被廢棄,傳統(tǒng)的焚燒方式既污染環(huán)境又造成了資源浪費(fèi)。而隨著中醫(yī)中藥的推廣普及,中藥的使用量必將呈上升趨勢,如果中藥藥渣得不到良性且綠色的處理,勢必又會對環(huán)境形成惡性循環(huán)。相反,中藥藥渣若得到低碳有效轉(zhuǎn)化再利用,不僅解決了大量藥渣堆放的占地問題和焚燒處理帶來的環(huán)境污染問題,再利用本身就延長了中藥的使用周期,還能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益,是符合可持續(xù)發(fā)展的“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”思路。隨著我國“雙碳”目標(biāo)的大力提倡,中藥藥渣的處理問題決不能走“先污染后治理”的老路錯路。大量中藥藥渣“何去何從”的問題亟待解決,經(jīng)整理總結(jié)中藥藥渣的再利用主要有以下幾種方式。
1" 藥用成分直接再提取利用
中藥藥渣作為從中藥炮制加工后得到的產(chǎn)物,其未被利用的藥用價(jià)值是最本質(zhì)最珍貴的。由于傳統(tǒng)提取方式的局限性,中藥炮制過程中有效藥用成分提取率僅為30%~70%[2],也就是說藥渣中的有效藥用成分也可能高達(dá)30%~70%,未能完全炮制的中藥資源被大量浪費(fèi)。因此,加強(qiáng)中藥藥渣中藥用成分的提取率可直接延長中藥的藥用壽命,這需要研究人員不斷從創(chuàng)新提取工藝入手。周永康等[3]借助大孔樹脂分離純化技術(shù)對厚樸配方顆粒藥渣中厚樸酚以及和厚樸酚進(jìn)行提取純化研究,粗提取物中2種酚的總含量約為55.77%,給利用此2種活性物質(zhì)的臨床研究擴(kuò)大了來源,且得到的粗提取物可進(jìn)一步純化用于其他領(lǐng)域市場。這種方法一定程度上解決了厚樸配方顆粒藥渣排放和處理問題,同時(shí)預(yù)計(jì)可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益,亦為其他含有或多或少脂溶性成分的中藥藥渣提取創(chuàng)造了典型范例。鄭艷萍等[4]對經(jīng)水浸提加工的丹參藥渣開展研究,發(fā)現(xiàn)其中含有與丹參藥材中組分一致的藥用成分丹參酮,所以,丹參藥渣經(jīng)過提取加工之后,可作為獲取丹參酮的重要資源之一。且該實(shí)驗(yàn)通過檢測發(fā)現(xiàn),丹參體外抗氧化活性檢驗(yàn)提取物是有效的,已較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刈C實(shí)了丹參的提取再利用是可行的。這些研究都很好地從藥渣來源的本質(zhì)屬性方向進(jìn)行利用,但如何進(jìn)一步降低提取成本及大規(guī)模投入市場仍需更多實(shí)驗(yàn)的開發(fā)研究,也提示我們需從培養(yǎng)更多新興學(xué)科交叉應(yīng)用型人才下功夫。需要思考的還有,中藥藥渣本身是多成分的復(fù)合物,在不能百分百提取利用全部成分的相當(dāng)一段時(shí)間里,一定會再有廢物產(chǎn)生。只要不造成環(huán)境污染,經(jīng)過再提取藥渣產(chǎn)生的廢物通過常規(guī)廢物處理方式即可。
也有人拿紗布將用過的中藥藥渣聚集包裹起來,外敷在身體表面也有一定的治療作用。但需要注意的是不同的中藥和組方含有不同的功效,即使變成藥渣也是如此,而是否這種外敷的方式能起到一定治療效果也需具體疾病具體藥物具體分析,最好在咨詢過醫(yī)生后再正確使用。中藥藥渣包裹后熱敷也可以算作直接利用其藥效的方式,同時(shí)因其操作簡便且無特殊不良影響可能更易被百姓接受。
2" 應(yīng)用藥渣的物理特性再利用
中藥藥渣大部分來源于植物藥,部分原植物存在大量的疏松多孔結(jié)構(gòu),可利用這一物理特性進(jìn)行吸附,類似于日常生活中活性炭的應(yīng)用。代群威等[5]利用柴胡藥渣吸附污水中的重金屬離子,證實(shí)了鋅離子能被柴胡藥渣較好地吸附,通過對吸附動力學(xué)的數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論,使用柴胡藥渣吸附鋅離子符合相關(guān)吸附模型具有可行性,但需在pH等一定條件下,此研究為含鋅及其他廢物廢水的高效簡約處理提供了新思路。我們的生命活動離不開水,面對水資源本就有限且水污染問題日益嚴(yán)重的局面,中藥藥渣“凈化”污水勢必有良好的需求應(yīng)用市場。
也有將中藥藥渣制備成藥渣活性炭的研究,活性炭是可以重復(fù)利用的,經(jīng)過這樣的轉(zhuǎn)化,中藥藥渣的“壽命”也變相得到延長。談強(qiáng)等[6]在一定條件下將藥渣高溫?zé)峤?,制成的中藥藥渣活性炭吸附劑可在去除揮發(fā)性有機(jī)物方向得到很好的利用,比如可吸附甲苯等有害氣體,但由于此實(shí)驗(yàn)過程涉及到了部分化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)變化,故暫不做進(jìn)一步的詳細(xì)討論。總之,這些利用中藥藥渣原本的物理性質(zhì)亦或是將其轉(zhuǎn)化再利用得到產(chǎn)物的物理性質(zhì),均在環(huán)境污染、污水處理等領(lǐng)域有良好應(yīng)用的未來。只利用藥渣的物理性質(zhì)為只發(fā)生物理變化的處理方式,有一個(gè)很好的優(yōu)點(diǎn)就是不涉及新物質(zhì)的產(chǎn)生,一定程度上避免有些可能發(fā)生的二次污染物質(zhì)的不可控性,提高了實(shí)際應(yīng)用的安全性,這些因“需”制宜產(chǎn)生“以費(fèi)治費(fèi)”的處理過程具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景,但相關(guān)研究仍較少見。
3" 應(yīng)用藥渣的生物特性再利用
中藥藥渣除了根據(jù)本質(zhì)最多利用的藥用價(jià)值,其成分中還有許多常見營養(yǎng)成分如氨基酸、粗蛋白、粗纖維等,和一定的活性成分如氮、磷、鉀、硅、錳、鋁和鐵等[7]。如果能應(yīng)用中藥藥渣這些成分特性,在需要這些成分的行業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)化利用,定會是一番廣闊的天地。
3.1" 中藥藥渣轉(zhuǎn)換為動物飼料
畜牧業(yè)為人們提供肉蛋奶等動物性食品,畜牧業(yè)的發(fā)展可增加農(nóng)牧民的收入,還能助推交通運(yùn)輸、外匯等行業(yè)的發(fā)展。世界上許多發(fā)達(dá)國家畜牧業(yè)都很發(fā)達(dá),我國從農(nóng)業(yè)大國走向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國路上畜牧業(yè)也必須發(fā)展。畜牧業(yè)中動物以吃植物來源的飼料為生,所以說好飼料是強(qiáng)畜牧業(yè)的基礎(chǔ)。植物性飼料基本均來源于糧食,據(jù)統(tǒng)計(jì)2020年我國制作飼料所用的糧食超過我國糧食總產(chǎn)量的一半[8]??梢娂Z食轉(zhuǎn)換成飼料存在轉(zhuǎn)化率低的問題,糧食作物也好,肉、蛋、奶等動物來源的食品也好,人民吃飯的問題不能不解決,所以糧食和飼料這兩者之間存在的供需矛盾更需盡快緩解。筆者走訪家鄉(xiāng)可以煎藥的中醫(yī)診所,經(jīng)采訪了解每天產(chǎn)生的中藥藥渣會有農(nóng)民拉走用于喂羊,羊群進(jìn)食含有藥渣的飼料不易患病,但未對此例進(jìn)行定量分析研究。
而李明曄等[9]研究中成藥通脈顆粒藥渣對肉牛生長的影響,得到結(jié)論:通脈顆粒藥渣可使肉牛增重顯著并提高生長性能,且不同處理形式的通脈顆粒藥渣飼料對肉牛生長發(fā)育影響不同,發(fā)酵處理的通脈顆粒藥渣對單純曬干的通脈顆粒藥渣。劉倩等[10]對21種常見中藥渣進(jìn)行營養(yǎng)價(jià)值的分析,通過測定pH變化、蛋白質(zhì)含量、粗脂肪含量、纖維含量等數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)21種中藥藥渣均有一定營養(yǎng)價(jià)值和抑菌效果,這21種中藥藥渣來源廣泛,可考慮用作替代飼料原料。這些都是中藥復(fù)方產(chǎn)生藥渣的研究,雖說中藥炮制最重要的最直接的目的和結(jié)果是“增效減毒”,但一直以來復(fù)方方劑的作用機(jī)理未被完全探查清晰,因此,使用中藥藥渣轉(zhuǎn)換成飼料喂養(yǎng)動物是否會產(chǎn)生毒性甚至是否會作用到人體的問題還不能普適性的確定。故也有人對發(fā)酵飼料、中藥飼料等禁抗替代產(chǎn)品進(jìn)行研究[11],但由于不同藥材不同組方產(chǎn)生不同藥渣及后續(xù)用不同方法轉(zhuǎn)換成飼料喂養(yǎng)不同的動物,目前未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的情況下,加強(qiáng)對藥渣轉(zhuǎn)換和飼料發(fā)酵的研究非常必要,同時(shí)在大膽假設(shè)的碰撞中謹(jǐn)記須得小心求證。
3.2" 中藥藥渣轉(zhuǎn)換成生物有機(jī)肥料
2021年4月《中國環(huán)境報(bào)》顯示,農(nóng)業(yè)碳排放量中種植業(yè)氮、磷排放量占比較高,分別占51%與36%。其中,化肥帶來的污染是最主要的碳源,對農(nóng)業(yè)面源污染帶來嚴(yán)重影響。隨后國家“十四五”規(guī)劃明確提出深化農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,全面提高資源利用效率,大力發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)。故在此大背景下尋求中藥藥渣轉(zhuǎn)換為生物有機(jī)肥的良性綠色方式,不僅可以充分利用中藥藥渣中所蘊(yùn)含的生物質(zhì)能,推動“雙碳”目標(biāo)的早日實(shí)現(xiàn),還有利于保護(hù)環(huán)境,打造綠色生態(tài)種植農(nóng)業(yè)?!皽p碳”和“固碳”相結(jié)合,真正將取之于自然的還給自然,也不失為生態(tài)種植肥料行業(yè)一種新的經(jīng)濟(jì)思路。
自2010年我國第一個(gè)中藥藥渣制備生物有機(jī)肥料基地在廣東四會建立,學(xué)者們對中藥藥渣轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)肥的系統(tǒng)探索就從未停止,并且中藥中本就有很多“藥食同源”的藥材。萬燕等[12]研究發(fā)現(xiàn)用婦科千金片藥渣有機(jī)肥種植半夏,所得半夏的株高、莖粗和株芽數(shù)等質(zhì)量顯著增加。中藥半夏來源于天南星科植物半夏的干燥塊莖,植物半夏的株高、莖粗等增加,則同樣種植條件下使用婦科千金片藥渣有機(jī)肥培育的半夏得到的塊莖藥材半夏就越多,則半夏種植的經(jīng)濟(jì)效益直接增加。此研究為中藥藥渣生物有機(jī)肥的制備推行提供了一定理論基礎(chǔ),但是否其他中成藥藥渣或混合中藥藥渣對半夏生長也起到相同作用還未有相關(guān)研究。而項(xiàng)海花等[13]分別用中藥藥渣有機(jī)肥、普通牲畜糞便有機(jī)肥和常規(guī)化肥培育小麥,實(shí)驗(yàn)后對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,表明中藥藥渣有機(jī)肥對小麥生長發(fā)育和產(chǎn)量的積極影響顯著高于其他2組。這說明中藥渣有機(jī)肥在一定條件下對作物生長有積極影響,這將大大帶動種植業(yè)的效益發(fā)展,而在不使用化肥改用藥渣有機(jī)肥的情況下,化肥對土壤的污染問題也得到了一定緩解。有學(xué)者用中藥渣生物有機(jī)肥料代替部分化肥種植枳殼,不僅枳殼表現(xiàn)出增產(chǎn)提質(zhì),而且與全施化肥對照組對比,實(shí)驗(yàn)組土壤酸化程度降低,土壤微生物的數(shù)量增加[14]。這說明中藥藥渣有機(jī)肥代替部分化肥應(yīng)用到種植行業(yè)的確在一定程度上很好地改善了化肥污染問題。
3.3" 中藥藥渣作為食用菌栽培基質(zhì)
食用菌即日常所吃的木耳、香菇、草菇等,早在1 400多年前我國就有人工栽培黑木耳的歷史,經(jīng)常吃食用菌對機(jī)體有益,因此食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,隨之而來的是栽培料供不應(yīng)求的問題。有研究表明栽培基質(zhì)影響著食用菌的生產(chǎn)成本和產(chǎn)量[15],這就好比動物生長之所需飼料,植物生長所需之肥料。中藥藥渣中含有大量的碳氮元素和無機(jī)鹽等,是良好的食用菌栽培基質(zhì)來源,且成本比較低廉。成本降低的情況下若品質(zhì)和產(chǎn)量增加,那么在供需市場的調(diào)節(jié)下,不僅解決了中藥藥渣“何去何從”的處理問題,還將為食用菌種植業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。雷美艷等[16]用腎石通顆粒和金錢草顆粒種植秀珍菇和草菇,發(fā)現(xiàn)所得食用菌營養(yǎng)價(jià)值高且口感不錯,并符合GB 2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》中重金屬含量的要求,且對實(shí)驗(yàn)對象食用菌中的營養(yǎng)物質(zhì)、風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)等做了檢測數(shù)據(jù)分析,證明中藥藥渣能為食用菌種植帶來適宜的生長環(huán)境和營養(yǎng)成分,而同樣食用菌的生物降解功能也為中藥藥渣的使用帶來安全的生物保護(hù),兩者一定程度上可謂相輔相成。潘雄[17]研究平菇對淫羊藿單方及其復(fù)方藥渣的轉(zhuǎn)化,證明了平菇對2種藥渣具有良好的生物降解作用,同樣做了平菇營養(yǎng)成分及安全分析之后發(fā)現(xiàn)所得平菇不但安全且營養(yǎng)豐富,同時(shí)也表明淫羊藿單方及其復(fù)方藥渣培育平菇是安全的更是可行的。
3.4" 其他的利用途徑及注意事項(xiàng)
中藥藥渣中含有大量的碳,其經(jīng)過液化氣化等轉(zhuǎn)化后,可以用來生產(chǎn)沼氣作為能源物質(zhì)被消耗利用,從而減少煤炭天然氣的利用[18],不僅可用來取暖也可用來發(fā)電或經(jīng)轉(zhuǎn)化為其他燃料等。由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能、光能、電能、甚至其他生物質(zhì)能等,可見用能源轉(zhuǎn)化能源,是實(shí)實(shí)在在的可再生思路,而通過中藥藥渣轉(zhuǎn)換成煤炭等能源,更是有利于我國降低對外能源依賴,是一種切實(shí)端好自己的能源“飯碗”的創(chuàng)新方式。也有加工業(yè)利用中藥藥渣中含有的淀粉、糖等成分制成酒精、再生紙等諸多途徑。這些思路都可以幫助我們繼續(xù)擴(kuò)大中藥藥渣的利用方式,實(shí)現(xiàn)中藥藥渣的多元化高值化處理。其意義在于首先解決了藥渣得不到有效再利用的局面,若某單一或復(fù)方成分藥渣里含有大量的淀粉或糖,也不失為一種數(shù)量龐大的提取來源,一定程度上可推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和相關(guān)行業(yè)融合。
而無論是利用中藥藥渣的哪種方式,必須要注意的是一定要在其安全性已掌握的條件下開發(fā)利用,避免經(jīng)食物鏈的生物循環(huán)后對人體產(chǎn)生不良影響以及對環(huán)境的“二次污染”,避免因小失大,與“雙碳”目標(biāo)背道而馳。
4" 總結(jié)與展望
中醫(yī)藥學(xué)是中國古代科學(xué)的瑰寶,也是打開中華文明寶庫的鑰匙。作為中華兒女,我們不能弄丟這把鑰匙,更不能用這把珍貴鑰匙打開祖先留給我們的財(cái)富后就竭澤而漁。我們要充分利用中藥及中藥藥渣的豐富寶貴資源,走現(xiàn)代化集約之路,建設(shè)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì),努力實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。無論是直接提取還是間接利用中藥藥渣的物理或生物特性對藥渣進(jìn)行再利用,在需要的地方再“發(fā)光”就是中藥藥渣最好的歸宿。同時(shí)中醫(yī)中藥也在經(jīng)歷百年未有之大變局,中藥藥渣再利用的探索一定程度上也推動了中藥炮制方法及轉(zhuǎn)化行業(yè)的進(jìn)步。大量中藥藥渣如何更低碳、更高效、更快捷地再利用問題亟待解決,相信中藥藥渣再利用的方式會越來越進(jìn)步越來越靠近“零碳”產(chǎn)業(yè),而這一夢想的實(shí)現(xiàn)需要國家政策的大力支持、研究人員的不斷努力以及我們每一個(gè)人的意識轉(zhuǎn)變,這不僅彰顯著我國作為負(fù)責(zé)任的大國形象,同時(shí)也為世界的節(jié)能減排貢獻(xiàn)一份獨(dú)特的“中國智慧”。
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